DE893096C - In eine Huelse luftdicht eingeschlossener Trockengleichrichter, vorzugsweise vom Kupferoxydultyp - Google Patents

Description

• In eine Hülse luftdicht eingeschlossener Trockengleichrichter, vorzugsweise vom Kupferoxydultyp Um Trockengleichrichter, insbesondere solche vom Kupferoxydultyp, vor dem Angriff der Luftfeuchtigkeit zu schützen, hat man vorgeschlagen, Gleichrichtersoheiben in Tablettenform in eine Hülse aus dichtem keramischem Baustoff einzuschließen und sie in dieser mittels aufgesetzter Metallkappen, die zugleich die Stromzuführung vermitteln, luftdicht zu verlöten. Solche Trockengleichrichter bewähren sich, auch bei einer Luftfeuchtigkeit von rooo/o, sehr gut, solange die Temperatur der Gleichrichtertabletten etwa 40° C nicht übersteigt; bei höheren Temperaturen und Dauerbelastung zeugen sie aber vielfach einen rasch fortschreitenden Abfall des Vorstroms (der Stromstärke in der Durchlaßrichtung), und zwar uni so stärker, je geringer der Scheibendurchmesser ist. In einer Hülse luftdicht abgeschlossene Trockengleichrichter waren daher bisher, insbesondere wenn es sich um Gleichrichtertabletten sehr kleinen Durchmessers handelt, für die- Verwendung bei höheren Temperaturen nur sehr bedingt brauchbar, und man mußte im Betrieb stets mit kurzer Lebensdauer, z. B. von wenigen Tagen, rechnen.
• Eingehende Untersuchungen haben nun gezeigt, :daß diese lästige Erscheinung durch chemische Reaktionen in der Halbleiterschichtoberfläche verursacht wird, die unter Sauerstoffverbrauch ablaufen, aber erst nach Erschöpfung des. in der Hülse eingeschlossenen Sauerstoffvorrats den Gleichrichter zu schädigen beginnen. Die schädliche Wirkung wird beschleunigt, wenn Wasser in der Hülse mit eingeschlossen ist. Die Erfindung beruht auf dieser Erkenntnis. und besteht darin, daß beim Einbau der Gleichrichterelemente in die Hülse entweder reiner Sauerstoff an Stelle von Luft oder noch besser eine chemische Verbindung, die Sauerstoff abzugeben vermag (ein sogenannter Sauerstoffspender), zusätzlich in die Hülse eingefüllt wird. Neben dieser Maßnahme kann als weiterer Zusatzstoff mit Vorteil ein vorzugsweise regenetierbares Trockenmittel, z. B. Silikagel, in der Hülse untergebracht werden, wenn die Hülse nach dem Einbau des Gleichrichters und dem Einfüllen des. Zusatzstoffs und gegebenenfalls nach Vornahme einer Randverlötung, aber vor dem endgültigen luftdichten Abschluß evakuiert und längere Zeit, beispielsweise r Stunde lang, auf eine über der maximalen Betriebstemperatur des Trockengleichrichters liegende Temperatur erwärmt wird. Besonders zweckmäßig ist es dabei; den Sauerstoffpartialdruck in der Hülse während der Erwärmung vor dem Zulöten so hoch zu halten, daß sich der Sauerstoffgehalt des Sauerstoffspenders hierbei nicht oder nicht wesentlich vermindert, mit anderen Worten, daß der Sauerstoffspender nicht vorzeitig, d. h. vor luftdichtem Abschluß der Hülse Sauerstoff abgibt.
• Als Sauerstoffspender können vor allem geeignete Metallperoxyde verwendet werden. Als sehr brauchbar hat sich hierfür vorzugsweise Magnesiumperoxyd erwiesen, und zwar dieses auch ohne nachfolgende Wärmebehandlung. In Verbindung mit einer solchen Wärmebehandlung sind als besonders geeignet anzusehen das Nutriumperoxyd, die Peroxyde der Erdalkalimetalle, vor allem des Strontiums und des Bariums, und auch das Manganperoxyd. Das Natriumperoxyd erscheint deswegen sehr vorteilhaft, weil es unter Wasseraufnähme Sauerstoff abgibt, also gleichzeitig als Trockenmittel und als Sauerstoffspender wirkt.
• Für besonders hohe Ansprüche an die Lebensdauer des Gleichrichters empfiehlt sich der Einbau sowohl eines Sauerstoffspenders als auch eines regenerierbaren Trockenmittels (z. B. Silikagel) sowie die Ausfüllung der in der Hülse noch verbleibenden Zwischenräume mit Sauerstoff. An Stelle von Sauerstoff kann mit gutem Erfolg in die Hülse auch komprimierte Luft von beispielsweise 5 Atmosphären Überdruck oder mehr eingefüllt werden.
• In der Zeichnung sind einige . Ausführungsbeispiele der Erfindung im Längsschnitt dargestellt. In Fig. i bezeichnet i die aus einem dichten #lkeramischen Baustoff bestehende rohrförmige Hülse des Trockengleichrichters, die zur Aufnahme der (nicht dargestellten) tablettenförmigen Gleichrichterelemente- dient und an ihren Enden durch je eine aufgelöste Metallkappe 2 bzw. 3 verschlossen ist. Im Innern: einer Schraubenfeder 4, die sich gegen die Metallkappe 2 abstützt, ist eine durch eine Trennwand 5 in zwei Hohlräume unterteilte Patrone 6 angeordnet, die in dem einen Teil ihres Hohlraums mit einem Trockenmittel 7, in dem anderen Teil mit einem Sauerstoffspender 8 angefüllt ist. Die Emden der Patrone sind durch in der Mitte mit einem Loch versehene eingepreßte Deckel 9 bzw. io verschlossen. Diese Anordnung eignet sich besonders für Gleichrichtertabletten mittleren. und größeren Durchmessers, beispielsweise von 4 bis 7 mm.
• Bei GleichrichtertablettenkleinerenDurchmessers kann, man je nach der Tablettenzahl an Stelle der Patrone entweder ein hohles mit den Zusätzen gefülltes Füllstück oder ein als Hohlkörper ausgebildetes Druckstück einbauen. Die zuletzt genannte Ausführung ist durch Fig. 2 veranschaulicht. Hier bezeichnet r2 die Hülse aus keramischem Baustoff, 13 und 14 die Metallkappen, 15 die aufeinandergeschichteten Gleichrichtertabletten, 16 die als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder und 17 das mit einem Lüftungsschlitz versehene, mit dem Sauerstoffspender 18 angefüllte Druckstück.
• Eine etwas andere Ausführungsform zeigt Fig. 3. Hier sind die Zusätze innerhalb der die Hülse i9 an ihren Enden abschließenden Kappen 2o: bzw. 21 untergebracht. Zu diesem Zweck sind in die Kappen mit einem Loch versehene Deckel 22, 2.3 eingepreßt, welche ein Trockenmittel 24 bzw.. einen Sauerstoffspender 25 umschließen. Diese Anordnung eignet sich für alle Gleichrichter.
• Fig.4 zeigt eine Ausführungsform für Gleichrichter mit ,kleinem Tablettendurchmesser. Hier ist in der keramischen Hülse 26 :ein die Gleichrichtertabletten 27, ein Füllstück 28 und die Druckfeder 29 aufnehmendes beiderseits offenes Röhrchen 3o aus porösem Baustoff gleichachsig zur Hülse 26 angeordnet. Gegen die Metallkappen 31, 32, zu ist das Röhrchen 3,o, durch Druckstücke 3,3, 34 abgeschlossen. In dem zwischen :der Hülse 26: und :dem Röhrchen 310 verbleibenden Zwischenraum befindet sich einerseits ein Trockenmittel 35, andererseits ein Sauerstoffspender 36.
• Die jeweils in der einen Metallkappe angeordnete Öffnung dient zum Anschluß einer Pumpe, mit welcher nach dem Einfüllen der Zusatzstoffe die Hülse evakuiert wird. Danach wird die Pumpöffnung durch Verlötung verschlossen.
• Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich sämtlich auf Tablettengleichrichter. Es ist jedoch möglich, auch Gleichrichterelemente anderer Gestalt in entsprechender Weise in eine keramische Hülse luftdicht und feuchtig keitssicher so einzuschließen, daß der Gleichrichter als tropen- und hochtemperaturfest anzusehen ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. In eine Hülse luftdicht eingeschlossener Trockengleichrichter, vorzugsweise vom Kupferoxydultyp, dadurch gekennzeichnet, daß in die Hülse zusätzlich ein Sauerstoff abgebendes Mittel (Sauerstoffspender) oder an Stelle von Luft Sauerstoff eingefüllt ist. , .:2. Trockengleichrichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffspender ein Metallperoxyd, beispielsweise Magnesium-, Natrium-, Erdalkalimetall- oder Manganperoxyd ist. 3. Trockengleichrichter nach Anspruch i oder z, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hülse 'zusätzlich ein vorzugsweise regenerierbares Trockenmittel, z. B. Silikagel, untergebracht ist. q.. Trockengleichrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, däß der in die Hülse .eingefüllte Zusatzstoff im Innern eines hohlen Metallkörpers untergebracht ist, der als, Füllstück gegen die insbesondere Tablettenform aufweisenden Gleich richterelemente unter Federdruck anliegt. 5. Trockengleichrichter nach einem der Anspräche i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der in die Hülse eingefüllte Zusatzstoff in einer Patrone im Innern einer Schraubenfeder untergebracht ist, die auf die Gleichrichterelemente einen Anpreßdruck ausübt. 6. Trockengleichrichter nach einem der Anspräche i bis q., dadurch gelennzeichnet, daß der in die Hülse eingefüllte Zusatzstoff innerhalb der mit dem metallisierten Hül.senranid verlöteten Metallkappen untergebracht ist. 7. Trockengleichrichter nach einem der Ansprüche i bis q., dadurch gekennzeichnet, d'aß der in die Hülse eingefüllte Zusatzstoff in einem ringförmigen Raum zwischen der Hülsenwandung und einem zur Hülse gleichachsigen porösen Rohr untergebracht ist, welches die Gleichrichterelemente, eine oder mehrere metallische Druckstücke bzw. Füllstücke und eine einen Anpressungsdruck ausübende Schraubenfeder umgibt. 8: Verfahren zur Herstellung eines in eine Hülse aus metallischem Baustoff luftdicht eingeschlossenen Trockengleichrichters nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse nach dem Einbau des Gleichrichters und dem Einfüllen des Zusatzstoffs sowie gegebenenfalls nach Vornahme einer Randverlötung, aber vor dem endgültigen luftdichten Abschlüß evakuiert und dann längere Zeit, beispielsweise i Stunde lang, auf eine über der maximalen Betriebstemperatur des Trockengleichrichters liegende Temperatur erwärmt wird. g. Verfahren zur Herstellung eines in eine Hülse aus keramischem Blaustoff luftdicht eingeschlossenen Trockengleichrichters nach einem der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffpartialdruck in der Hülse während der Erwärmung vor dem Zulöten so hoch gehalten: wird, daß sich der Sauerstoffgehalt des Sauerstoffspenders hierbei nicht oder nicht wesentlich vermindert.