DE884222C

DE884222C - Contact rectifier or inverter with liquid contact material

Info

Publication number: DE884222C
Application number: DEL8063A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl-Ing Boehm
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1951-01-07
Filing date: 1951-01-07
Publication date: 1953-07-23

Description

Kontaktgleichrichter bzw. -wechselrichter mit flüssigem Kontaktmaterial Zusatz zum Patent 841778 Gegenstand des Patentes 841 778 ist ein Kontaktgleichrichter bzw. -wechselrichter mit in einem Vakuum oder Schutzgas enthaltenden Gefäß rotierendem Quecksilberstrahl, dessen Kennzeichen darin besteht, daß der Antriebsmotor mit in das Gefäß eingeschlossen ist. Das Gefäß kann entweder mit einem die Oxydation verhindernden Gas gefüllt oder vollkommen gasleer sein.Contact rectifier or inverter with liquid contact material Addition to patent 841 778 The subject of patent 841 778 is a contact rectifier or inverter with a jet of mercury rotating in a vessel containing a vacuum or protective gas, the characteristic of which is that the drive motor is enclosed in the vessel . The vessel can either be filled with a gas that prevents oxidation or it can be completely empty of gas.

Die Erfindung stellt eine Weiterbildung der im obigen Patent beschriebenen Erfindung dar und hat beispielsweise bei der Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom Bedeutung. Bei einer solchen Umformung erfolgt der Antrieb der Zentrifuge durch einen Gleichstrommotor, der viele Teile enthält, die der Amalgamierung durch Quecksilber ausgesetzt sind, z. B. Wicklung und Kollektor. Erfindungsgemäß lassen sich die Schwierigkeiten dadurch vermeiden, daß das für Antriebsmotor und Ouecksilberstrahl gemeinsame Gefäß durch eine elastische Wellendichtung und Labyrinthdichtung in einen oberen, den Antriebsmotor enthaltenden Raum und einen unteren, das Quecksilber enthaltenden Raum unterteilt ist.The invention is a further development of that described in the above patent Invention and has, for example, in the conversion of direct current into alternating current Meaning. With such a reshaping, the centrifuge is driven by a DC motor that contains many parts that are susceptible to amalgamation by mercury are exposed, e.g. B. winding and collector. According to the invention, the difficulties thereby avoid that the common vessel for the drive motor and mercury jet through an elastic shaft seal and labyrinth seal into an upper one, the Drive motor containing space and a lower one containing the mercury Space is divided.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Gefäß hat dieLabyrinthdichtung i und i' sowie die elastische Wellendichtung a. Sobald Quecksilber vom Unterteil 9 in das Oberteil io eindringen will, muß es durch die beiden engen ringförmigen Schlitze i und i' hindurchtreten. Der ringförmige äußere Schlitz i liegt zwischen dem zum Drehteil gehörenden Rohr 3 und dem zum feststehenden Teil gehörenden Rohr 4. Im Inneren wird der ringförmige Schlitz i' durch das Rohr 4 und die Antriebswelle 5 gebildet. Tritt nun tatsächlich Quecksilber z. B. in dampfförmigem Zustand in die Schlitze ein, so kondensiert es an der Stelle 6 und bildet einen Gasabschluß. Durch die Zentrifugalkraft wird der innere Ringschlitz leer gesaugt; so daß nur noch Quecksilberdämpfe bis zur elastischen Dichtung 2 vordringen können. Nach den vorliegenden Erfahrungen genügt dies, um den oberen Raum auf längere Zeit vom Quecksilber frei zu halten.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. The vessel has the labyrinth seal i and i 'as well as the elastic shaft seal a. As soon as mercury wants to penetrate from the lower part 9 into the upper part io, it must pass through the two narrow annular slots i and i '. The ring-shaped one outer slot i lies between the tube 3 belonging to the rotating part and that of the stationary one Part belonging to tube 4. Inside is the annular slot i 'through the tube 4 and the drive shaft 5 are formed. Kick now actually mercury z. B. in a vaporous state in the slots, it condenses at the point 6 and forms a gas seal. The centrifugal force creates the inner ring slot sucked empty; so that only mercury vapors penetrate to the elastic seal 2 can. According to our experience, this is sufficient to cover the upper room for a longer period of time Time to keep mercury free.

Zur Evakuierung bzw. zur Füllung des Gerätes mit einem Schutzgas ist es nicht möglich; das Gerät auszupumpen und nachher mit Gas gemeinsam zu füllen, da Ober- und Unterraum wegen der Amalgamierung nicht in Verbindung stehen dürfen.For evacuation or for filling the device with a protective gas it not possible; pump out the device and then fill it up with gas together, because the upper and lower spaces are not allowed to be connected because of the amalgamation.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird deshalb an das obere ,Gefäß ein Einfüllstutzen fi mit einem Rückschlagventil angesetzt und ein zweites, 8, zwischen Ober- und Unterteil eingeschraubt. Nunmehr läßt sich das Oberteil unter Gasdruck setzen, der ebenfalls durch Ventil 8 in das Unterteil eindringt. Bei geringfügiger Lockerung der unteren Gehäusekappe 9 läßt man z. B. durch Wasserstoff die Luftreste aus dem unteren Gefäß ausblasen und verschraubt dann dieses gasdicht. Das Rückschlagventil B verhindert ein Zurückfluten von Gas und Quecksilberdampf in das obere Gefäß. Der Stutzen für Ventil 7 wird verschweißt oder sonst vakuumsicher abgeschlossen.According to a development of the invention is therefore to the upper , A filler neck fi with a non-return valve attached to the vessel and a second, 8, screwed in between the upper and lower part. Now the upper part can be underneath Set gas pressure, which also penetrates through valve 8 into the lower part. At minor Loosening the lower housing cap 9 can be z. B. by hydrogen the air residues Blow it out of the lower vessel and then screw it gas-tight. The check valve B prevents gas and mercury vapor from flowing back into the upper vessel. Of the The nozzle for valve 7 is welded or otherwise sealed in a vacuum-safe manner.

Vielfach wird man jedoch einen Antriebsmotor mit Kurzschlußanker wegen Fehlens des Kollektors vorziehen. Hierbei ist jedoch eine Anlauffrequenz für denMotor erforderlich, was einen großenNachteil für die Anwendung bedeutet. Im Sinne der Erfindung soll deshalb der obere Gefäßteil noch einen Kollektor enthalten, auf dem eine oder mehrere Bürsten parallel zum Quecksilberstrahl rotieren. Die elektrischen Verbindungen entsprechen denen des Quecksilberstrahles. Hierbei sollen die Bürsten durch Zentrifugalkraft abgehoben werden, sobald der Quecksilberstrahl in genügender Stärke aus den Düsen austritt. Diese Bürsten kann man gleichzeitig mit dem Ventilator zusammenbauen, so daß kein unnützer Platz durch die Anlaßbürsten benötigt wird. Der Kollektor muß so eingerichtet sein, daß der Anlauf in jeder Stellung erfolgt.In many cases, however, a drive motor with a short-circuit armature will be used Prefer the absence of the collector. However, this is a starting frequency for the motor required, which is a great disadvantage for the application. In the sense of the Invention, therefore, the upper part of the vessel should contain a collector on which rotate one or more brushes parallel to the mercury beam. The electric Compounds correspond to those of the mercury beam. This is where the brushes be lifted off by centrifugal force as soon as the mercury beam is in sufficient Starch emerges from the nozzles. These brushes can be used at the same time as the fan assemble so that no useless space is required by the tempering brushes. The collector must be set up in such a way that it starts up in every position.

Die Synchronisierung des Reluktanzmotors erfordert, däß das Trägheitsmoment der Quecksilberzentrifuge nicht zu groß ist, da sonst der Synchronismus nicht erreicht wird.The synchronization of the reluctance motor requires that the moment of inertia the mercury centrifuge is not too big, otherwise the synchronism will not be achieved will.

Die Möglichkeiten der Anwendung des rotierenden Quecksilberstrahles als Gleichrichter und Wechselrichter sind sehr mannigfaltig. Zum Beispiel kann man das Gerät auch im Hochvakuum betreiben und die Ablösung der einzelnen Elektroden wie beim Quecksilberdampfgleichrichter bewirken. Hierzu müssen die Elektroden polrichtig als Anoden angeschlossen sein. Durch einen Erregerlichtbogen im Gefäß übernimmt alsdann der Lichtbogen die Ablösung der Elektroden. Bei großen Strömen und vor allen Dingen bei Anspringen der Öffnungsspannung würde wegen der Nähe der Elektroden Rückzündungen entgegenstehen. Vorteilhaft soll dies durch den Einbau von Schaltdrosseln bzw. Nebenwegen zu den Anoden so geschehen, daß Stufenstrom und Abschaltspannung unter der Rückzündungsgrenze liegen.The possibilities of using the rotating mercury beam as rectifiers and inverters are very diverse. For example you can operate the device in a high vacuum and remove the individual electrodes as with the mercury vapor rectifier. To do this, the electrodes must have the correct polarity be connected as anodes. Takes over through an excitation arc in the vessel then the arc detaching the electrodes. With large flows and above all Things when the opening voltage jumped would backfire because of the proximity of the electrodes oppose. This should be advantageous through the installation of switching throttles or bypasses to the anodes so that the step current and cut-off voltage are below the reignition limit lie.

Der Quecksilberstrahl würde beim Verlassen einer Anode zunächst diese und die nächste überbrücken. Während dieser Zeit geht die Kommutierurng der Ströme bis auf den Rest des Stufenstromes vor sich. Hernach übernimmt der normale Lichtbogen den Stufenstrom von etwa 3 Amp. bis zur Löschung.The mercury beam would first leave an anode and bridge the next. During this time, the currents commutate except for the rest of the stage stream in front of you. Then the normal arc takes over the step current of about 3 amps until extinguishing.

Ein anderes Anwendungsbeispiel ist z. B. die Lieferung von Schweißstrom. Im Gegensatz zum vorerwähnten Beispiel wird hier das Gefäß mit Löschgas betrieben. Die Lichtbogenspannung beträgt beim Schweißen kaum mehr als 30V, zum Zünden sind ungefähr 6o V notwendig. Erfindungsgemäß soll deshalb der Elekträdenabstand so gewählt werden, daß der Gleichstrom löckt und die in der Glättungsdrossel aufgespeicherte Energie eine hohe Extraspannung liefert, die den folgenden Lichtbogen bei jedem Stromimpuls von neuem zündet. Hierdurch soll ermöglicht werden, daß der Gleichrichter einschließlich Transformator in seiner Größe nur für die Lichtbogenspannung ausgelegt werden muß. Bei den bisher üblichen Systemen mußte das Gerät aus Gründen der Zündsicherheit und damit Löschung etwa für die doppelt so hohe Spannung hergestellt werden.Another application example is z. B. the supply of welding current. In contrast to the example mentioned above, the vessel is operated with extinguishing gas. When welding, the arc voltage is barely more than 30V, for ignition about 6o V necessary. According to the invention, the electrode spacing should therefore be selected in this way that the direct current loosens and the stored in the smoothing choke Energy supplies an extra high voltage that causes the subsequent arc at each The current pulse ignites again. This is to enable the rectifier including transformer in its size designed for the arc voltage only must become. In the systems customary up to now, the device had to be used for reasons of ignition reliability and thus extinction can be produced for about twice as high a voltage.

Auch bei Wechselrichterbetrieb kann man von dieser Einrichtung mit Zündspitze; z. B. für den Betrieb von Leuchtstoffröhren, bestens Anwendung machen, da die Zündung der Leuchtstoffröhren -be jeder Periodenhälfte hierdurch erheblich erleichtert wird.You can also use this facility for inverter operation Ignition tip; z. B. for the operation of fluorescent tubes, make the best application, since the ignition of the fluorescent tubes -be each half of the period considerably is facilitated.

Will man denKontaktgleichrichterbzw.-wechselrichter auch auf Fahrzeugen einschließlich Schiffen benutzen, so muß er auch bei verschiedenen Schräglagen einwandfrei arbeiten können. Hierfür empfiehlt sich eine muldenförmige Gefäßform. Außerdem beseitigt eine kardanische Aufhängung die meisten Schwierigkeiten.If you want the contact rectifier or inverter also on vehicles including ships, it must be perfect even with various inclines can work. A trough-shaped vessel shape is recommended for this. Also eliminated a gimbal most of the difficulties.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Contact rectifier or inverter with rotating mercury beam according to patent 84.1 778, characterized in that the common vessel for the drive motor and the mercury jet through an elastic shaft seal and labyrinth seal in an upper space containing the drive motor, r and a lower space containing the mercury is divided.

2. Contact rectifier according to claim i, characterized in that the upper and lower vessel with a neutral or reducing gas are filled in such a way that the gas first enters the upper, then flows into the lower vessel, but cannot flow back.

3. Contact rectifier according to claim i, characterized in that in the case of inverter operation, parallel for brushing the mercury beam on a collector for the starting frequency of the Short-circuit armature synchronous motor rotate which are lifted off by centrifugal force after the mercury beam has emerged will. d ..

Contact rectifier according to claim i or the following, characterized in that that the moment of inertia of the mercury centrifuge is only so great that the synchronism of the engine can be reached without difficulty.

5. Contact rectifier according to Claim i, characterized in that the device with switching throttles and bypasses similar to a mercury vapor rectifier is operated with a high vacuum, wherein the anodes during the main contact time and during commutation connected to the cathode by the mercury beam and only the stage current is commutated by the arc.

6. Contact rectifier according to claim i with Extinguishing gas and smoothing throttle, characterized in that the direct current for the purpose Generation of an extra voltage in whole or in part before each new anode insert is interrupted.

7. Contact rectifier according to. Claim i, characterized in that that the vessel has a trough-like shape. B. contact rectifier according to claim i, characterized in that the vessel is gimbaled.