DE899240C - Elektrischer Metalldampfstromrichter - Google Patents

Description

• Elektrischer Metalldampfstromrichter Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Metalldampfstromrichter mit flüssiger Kathode, mehreren Anoden und metallener Gefäßwand. Das Ziel der Erfindung ist, einGefäß für mietlere Stromstärke zu schaffen, das in seinem konstruk ttnven Aufbau möglichst einfach ist und das bei einem geringen Aufwand an technischen Mitteln gestattet, eine verhältnismäßig große Leistung zu verarbeiten. Um .die Leistung eines, Stromrichtergefäßes, zu steigern, ist man von der bei Glasstrorn.richtern üblichen Luftkühlung zur Wasserkühlung bei Gefäßen mit metallener Wand übergegangen. Die Anordnung wird im allgemeinen so getroffen, daß die Anodenarme oder Anodenschutzrohre den Kondensationsraum (Dampfdom) kranzförmig umgeben und daß in diesem Raum Kühleinsätze angebracht sind, welche dem Dumpf den größten Teil der in ihm aufjgespeicherten Wärme entziehen. D;ie Wasserkühlung erlaubt wohl eine sehr erheblncheLeistungssteigerung, doch ist sie nicht für alle Zwecke mit gleichem Vorteil anwendbar, insbesondere dann nicht, wenn die Herbeischaffung des notwendligen Kühlwassers Schwierigkeiten macht. Man findet daher in der Glei ;hrichtertechnik vielfach das Bestreben, bei metallenen Stromrichtergefäßen die Wasserkühlung teilweise durch Luftkühlung zu ersetzen. Zu diesem Zweck kann man beisp@iel,sweise d!ie Anoden in Armen unterbringen und die Anordnung so treffen, daß ein großer Teil des Entladungsweges in den Armen verläuft. Auf diese Weise wird ein erheblicher Teil der in dem-Entladungsgefäß erzeugten Wärme durch reine Luftkühlung abgeführt. Man behält jedoch im allgemeinen für gewisse Gefäßteile die Wasserkühlung bei. Die beschriebene Lösung hat zweifeillos große Vorteile. Es ,gibt jedoch. noch- Anwendungsfälle, bei denen man. bestrebt ist, auf Wasserkühlung völlig verzichten. zu können und bei denen man außerdem noch dafür sorgen muß., .daß irgendwelche Temperaturschwankungen, unregelmäßige Lufftsteömungen und sonstige unkontrollierbare Temperaturänderungen die Arbeitsweise des Gefäßes nicht in ungünstiger Weise beeinflussen. Besonders, stark treten diese Forderungen bei Entladungsgefäßen in. den Vordergrund, die für den Betrieb im tropischen Klima geeignet sein sollen, spezsell diann, wenn sie beispielsweise in Fahrzeuge eingebaut werden. Bei solchen Gefäßen ist nicht nur ein möglichst einfacher Gesamtaufbau anzustreben, es muß vielmehr auch dafür gesorgt werden, daß man ohne Anwendung von Wasserkühlung einen. hohen Leistungsumsatz erzielt und daß das Gefäß für unkontrollierbare Schwankungen der Außentemperatur, Luftströmungen usw. möigliichst unempfindlich ist. Die Erfindung gibt nun eine Konstruktion für ein mehranodiges Entladungsgefäß an, welche diese Bedingungen gleichzeitig in vorteilhafter Weise erfüllt. Erfindungsgemäß sind sämtliche Anoden in, der Gefäßmitte sternförmig um eine Achse (die Gefäßachse) herum angeordnet, durch radiale Scheidzwände gegeneinander abgeschirmt und von dem, ringförmigen Kondensationsraum umschlossen und sind unterhalb der nach der Kathode zu gerichteten Anodenflächen ein oder mehrere Prallkörpe@r angeordnet, derart, daß der aus der Kathode empor-.steigende Quecksilberdampf allseitig in den Kondensationsraum gelenkt wird. Die Einzelheiten dieser Konstruktion und ihre Vorteile seien an einem Ausführungsbeispiel erläutert, das in den Eiguren dargestellt ist. In den Fig. i und 2 ist mit i die metallene Gefäßwand bezeichnet, welche an ihren beiden Endzn Verengungen 2 und 3 aufweist. Die Außenform des Gefäßes ist im wesentlichen zylindrisch. Mit .dem verengten Wandungsteil ist mit Hilfe eines ringförmigen Dichtungskörpers aus Glas oder glasähnlichem Werkstoff 4 der Kathodennapf 5 verschmolzen. Auf diese Weise wird der Kathodennapf nicht nur mechanisch fest ,gehaltert und! vakuumdicht mit dem übrigen Gefäß, verbunden, sondern auch die erforderliche Isolation zwischen Napf und Gefäßwand erzielt. Die obere Verengung 2 des Metallgefäßes dient zur Einführung des Rohres. 6, das längs seines oberen Randes mit dem Rand der Gefäßwand verschweißt ist. In das Rohr 6 sind mit Hilfe eines pfropfenförmigen Glaskörpers 7 die drei Anodenbolzen 8, 9 und. i o, welche die Anoden i1, 12 und 13 tragen, sowie ein das Gefäß' zentral durchsetzendes Rohr 14 vakuumdicht eingeschmolzen. Das Rohr 14 trägt drei Scheidewände 15, 16 und 17, welche die Räume der einzelnen Anoden voneinander trennen und diese gegeneinander abschirmen. Unterhailb der Anodenstirnflächen, welche gegen die Kathode 5 gerichtet sind, ist ein Abweiskörper 18 angebracht, der vorzugsweise konisch ausgebildbt und mit der Spitze nach oben angeordnet ist, so diaß unter ihn,im Betriebe durch den Quecksilberdampf ein Wirbelpolster gebildet wird. An diesem Wirbelpolster werden die Dampfstrahlen nach außen in. den ringförmigen Kondensationsraum i.9- gelenkt, der .den Anodenkomplex ringförmig umschließt. Der Kondensationsraum grenzt unmittelbar an die Gefäßw.and i an. Zur Zündung der Endladung ist eine Zündelektrode2o vorgesehen, welche an elinemHaltestab 2'i sitzt, der in dem. Rohr 14 längs verschiebbar gelagert ist. Über einen flexiblen Leiter ist dIer Stab 2o mit dem einen Ende einer Magnetwicklung 22 verbunden, welche dazu dient, den Haltestab mit der Zündanode mit Hilfe eines Ankerkörpers 213 zu heben. Wenn durch die Wicklung Strom geschickit wird, dann wird durch. diesen Strom zunächst der Ankerkörper angehoben und die Zündanode aus dem Quecksilber herausgezogen, wobei sich ein Lichtbogen bildet. Der Stromkreis führet dann über die Magnetwicklung, den Haltestab für die Hilfsanode, die Hilfsanode, den Erregerbogen und die Kathode zurück zur Zünd- und Erregerstromquelle. Die Hilf8anode verbleibt also in ihrer Stellung außerhalb des Quecksilbers, und zwar so lange, bis aus irgendeinem Anlaß der Erregerbogen erlischt. In diesem Falle taucht die Hilfsanode wieder in dias Quecksilber ein, und das Spiel beginnt von neuem.
• Die Anordnung nach der Erfindung zeichnest sich nicht nur durch eine besonders gute Raumausnutzung aus, sie hat vielmehr vor allem noch den Vorteil, diaß die Wärme, die .im Entladungsraum entsteht, durch die metallische Gefäßwand; hindurch auf einer verhältnismäßig großen Fläche wirksam abgeführt wird. Der zu jeder Anode übergehende Lichtbogen bestreicht,auf einem Teil seines Weges die Wandung des Gefäßes, an die er seine Wärme abgibt. Infolge ,der vorzüglichen Wärmeabfuhr gelingt es, bei kleinen Gefäßdimensionen und bei verhältnismäßig großer Leistung mit der reinen Luftkühlung auszukommen. Das gesamte Entladungsgefäß ist so aufgebaut, daß alle Raumteile, in denen Wärme gebildet wird, möglichst unmittelbar an die Gefäßwand und an den Außenraum grenzen. Vorteilhaft für die Wärmeabfuhr ist es, das infolge der konstruktiven Anordnung der Elektroden ein einfaches zylindrisches Gefäß verwendet werden kann, das keinerlei Raumteile enthält, in welchen unerwünschte Wärmestauungen auftreten können. Trotz dieser sozusagen offenen Bauart des Gefäßes werden aber Störungen durch Temperaturschwankungen unkontrollierbarer Art, Luftströmungen usw. vermieden. Der Raum unmittelbar vor der Anodenoberfläche wird nämlich durch das im Kondensationsraum vorhandene Dampfpolster gegen die unmittelbare Wirkung solcher Einflüsse geschützt. Das Gefäß arbeitet daher auch bei niedrigen Belastungen noch verläßlich. Von großem Vorteil ist auch noch die Tatsache, daß trotz der Sicherheit gegen unerwünschte Entladungen, die einerseits durch die Anordnung der Elektroden, andererseits auch durch die zwischen. dien Anoden angeordneten Schirme erzielt wird, die Brennspannung klein ist, da. der Lichtbogenpfad verhältnismäßig kurz gehalten werden kann. Schließlich ist auch noch die weitgehende mechanische Unempfindlichkeit des Rohres hervorzuheben, welches nur aus einfachen Einzelteilen besteht, die durch Verbindungen von großer mechanischer Widerstandsfähigkeit zu einem Gefäß miteinander verbunden sind.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE i. Elektrischer Metalldampfstromrichter mit flüssiger Kathode, mehreren Anodien und Metallwand, dadurch gekennzeichnet, d.aß sämtliche Anoden in der Gefäßmitte sternförmig um die Gefäßachse herum angeordnet, durch radiale Scheidewände gegeneinander abgeschirmt und von einem ringförmigen Kondensationsraum umschlossen sind und d aß unterhalb der Anoden zwischen diesen und der Kathode ein oder mehrere Prellkörper angebracht sind, die den von der Kathode entwickelten Quecksilberdampf nach außen in den ringförmigen Kondensationsraum lenken.
2. 2. Stromrichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Anoden von einem gemeinsamen Rohr, z. B. Anodenschutzrohr, umschlossen sind, das seitliche Ausnehmungen für den Durchtritt der Entladung aufweist.
3. 3. Stromrichter nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr gleichzeitig als Träger für die isoliert befestigten Anodenbolzen dient. q..
4. Stromrichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenbolzen mit Hilfe eines pfropfenartigen Glaskörpers in den Oberteil des Rohres eingeschmolzen sind.
5. 5. Stromrichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß. das Rohr mit seinem oberen Ende in einen passenden zylindrischen Ansatzteil der Gefäßwand eingeschoben und an seinem Rande mit dem Rande dieses Ansatzteiles verschweißt ist.
6. 6. Stromrichter nach Anspruch i und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wandung des Gefäßes im wesentlichen die Form eines glatten Zylinders hat. Stromleiter nach Anspruch i und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodentopf mit Hilfe eines ringförmigen Verschmelzungskörpers aus Glas oder glasartigem Werkstoff mit dem unteren zylindrischen Ende der Gefäßwand verschmolzen ist. B. Stromrichter nach Anspruch i und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr von einem Metallrohr zentral durchsetzt wird, in welchem der Haltestab für eine Zünd- und Erregeranode längs verschiebbar gelagert ist. g. Stromrichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltestab der Erregeranode an seinem oberen Ende mit einem Ankerkörper versehen ist, der mit Hilfe einer außerhalb des Vakuumraumes angeordneten Miagnetwicklung gehoben werden kann, derart, daß die an dem unteren Ende des Haltestabes befestigte Elektrode aus dem Quecksilber herausgezogen wird. io. Stromrichter nach Anspruch 8 oder g, dadurch gekennzeichnet, daß dem Haltestab über eine elastische Zwischenleitung der Zünd- oder Erregerstrom zugeführt wird. i i. Stromrichter nach Anspruch 8, g oder io, dadurch gekennzeichnet, d aß der Zünd- bzw. Erregerstrom die Hebespule der Zünd- bzw. Erregerelektrode durchfließt.