DE919903C - Elektrolytischer Kondensator fuer Entstoerungszwecke - Google Patents

Description

• Elektrolytischer Kondensator für Entstörungszwecke Für die Entstörung elektrischer Apparate und Maschinen benötigt man Kondensatoren., deren Scheinwiderstand über ein oft sehr,breites Frequenzband möglichst klein sein muß, um alle Störwechselspannungen, welche im allgemeinen hohe Frequenzen haben, möglichst vollkommen kurzzuschließen. Hierzu hat man im allgemeinen statische Kondensatoren mit einem aus Papier, Glimmer od. dgl. bestehenden Dielektrikum verwendet. Man hat auch bereits vorgeschlagen, elektrolytische Kondensatoren zur Ableitung von Störfrequenzen zu verwenden, wobei sich solche elektrolytische Kondensatoren durch eine möglichst hohe statische Kapazität auszeichnen sollen.
• Normalerweise besteht der Elektrolyt eines elektrolytischen Kondensators aus einem sogenannten Ester, der durch chemische Umsetzung eines mehrwertigen. Alkohols und eines Borates, vorzugsweise eines Ammoniumborates, entstanden ist. Als mehrwertiger Alkohol wird hierbei im allgemeinen Glyzerin oder Glykol verwendet.
• Es hat sich nun gezeigt, daß etwa bei Temperaturen von. zo° C der elektrolytische Kondensator bei der Verwendung für Entstörungszwecke den statischen Kondensatoren bei gleichen Scheinwiderstandsverhältnissen'hinsichtlich seines Raumbedarfes weit überlegen ist, d.'h. die räumlichen Abmessungen eines elektrolytischen Kondensators sind hierbei wesentlich geringer, was eine Ersparung an Material sowohl für die Herstellung des Kondensators als auch für das Gehäuse des zu entstörenden Apparates bedeutet. Bei tiefen Temperaturen, z. B. bei Temperaturen von -4o° C, zeigen jedoch die elektrolytischen Kondensatoren mit dem eben erwähnten Elektrolyt eine beachtliche Vergrößerung des Scheinwiderstandes. Insbesondere besitzen diese Elektrolyte bei Temperaturen von unter o° C bzw. unter -- 2o° C eine sehr geringe Leitfähigkeit und erstarren meistens schon vollständig bei Temperaturen zwischen etwa - 4o bis etwa - 6o° C.
• Zur Vermeidung des oben angeführten Übelstandes weist daher gemäß der .Erfindung der elektrolytische Kondensator für Entstörungszwecke einen Betriebselektrolyt auf, der durch Verwendung neutralerLösun@gsmitteloderLösungsmittelgemische mit bei den auftretenden tiefen Temperaturen genügend kleiner Viskosität eine wenigstens bis zu den tiefen: Betriebstemperaturen wenig abfallende Leitfähigkeitstemperaturkennlinie besitzt. Solche Elektrolyte verändern ihre Leitfähigkeit mit der Temperatur nur unmerklich und sind gerade für Entstörungszwecke vorwiegend geeignet.
• Elektrolyte mit flachen Leitfähigkeitstemperaturkennlinien können nun auf verschiedene Weise hergestellt werden. Hat man z. B. einen in an sich -bekannter Weise auf der Basis einer schwachen Säure, wie z. B. Borsäure, und/oder einem Salz dieser Säure, wie Ammoniumborat, und einem mehrwertigen Alkohol, wie Glyzerin, Glykol od. dgl., insbesondere in Form von Verbindungen, vorzugsweise von esterartigen Verbindungen hergestellten Elektrolyt, so kann man aus diesem Elektrolyt einen solchen mit flacher Leitfähigkeitstemperaturkennlinie dadurch 'herstellen, daß der Elektrolyt durch ein neutrales Lösungsmittel oder ein Gemisch solcher neutralen Lösungsmittel verdünnt wird. Als neutrales Lösungsmittel eignet sich hierzu z. B. ein Ätheralkohol, wie z. B. Methy1glykol, oder weitere höherwertige Alkohole, wie z. B. Äthylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Glyzerin, Erythrit und andere. Auch werden einwertige Alkohole, wie Met'hylal'kohol, Äthylalkohol und ähnliche mit Vorteil benutzt. Als neutrales Lösungsmittel kommen weiterhin in Frage: Ketone, wie Zyklohexanol, Azeton oder ähnliche, ebenso Äther, z. B. reine Äther, wie Anisol oder gemischte Äther, wie Methylglykolazetat. Auch Amine, wie z. B. das Triät'hanolamin, sind in diesem Fall anwendbar. Schließlich ist es für manche Fälle sogar ausreichend, Wasser als Lösungsmittel zu. verwenden; jedoch muß hierbei 'beachtet werden, daß Wasser im allgemeinen einen korrodierenden Einfluß auf die Oxydschicht ausübt.
• Häufig ist es ratsam, keine Lösungsmittel mit freien O H-Gruppen zu verwenden, da die Höhe der Funkenspannung durch solche Lösungsmittel beeinträchtigt werden 'kann. Man nimmt an, daß .die Beeinträchtigung der Funkenspannung darin zu sehen ist, daß die freien O H=Gruppen durch den, elektrischen Strom oxydiert werden. Es ist daher häufig zweckmäßig, als Lösungsmittel für einen oben beschriebenen esterartigen Elektrolyt solche zu verwenden, welche frei von O H-Gruppen sind. Hierzu eignen sich besonders die bereits erwähnten Ketone als Lösungsmittel, welche bekanntlich keine O H-Gruppen besitzen. Insbesondere werden solche Ketone bevorzugt, die einen hohen Siedepunkt besitzen und mit dem Elektrolyt ein homogenes Gemisch ergeben. Geeignet sind ali.phatische Ketone, wie Methyläthylketon, oder Azetylaceton sowie zyklische Ketone, wie das Zyklohexanon. Sollten, sich Schwierigkeiten bei der Herstellung einer homogenen Mischung zwischen dem Elektrolyt und dem Keton ergeben, so ist es vorteilhaft, dem Keton einen gewissen Prozentsatz eines einwertigen Alkohols zuzugeben. Hierzu eignet sich insbesondere Butylalkchol.
• Es hat sich weiterhin gezeigt, daß es besonders vorteilhaft ist, Ätheralkohole zu einem normalen Betriebselektrolyt in einem solchen Prozentsatz zuzusetzen, daß ein besonders günstiges Verhältnis der Viskosität, Leitfähigkeit und Funkenspan.nung erreicht wird. Ätheralkohole sind deswegen von besonderem Vorteil, da sie keine freien O H-Gruppen enthalten, welche oxydiert werden können. Weiterhin haben Ätheralkohole verhältnismäßig hohe Dielektrizitätskonstanten und sind chemisch inaktive Stoffe, welche keinerlei korrodierende Wirkung ausüben. Als Zusatz eines solchen Ätheralkohols eignet sich insbesondere Methylglykol, Äthylglykol, Glykoldimethyläther, Glykoldiäthyläther oder Glykolmethyläthyläther.
• Schließlich erhält man einen Elektrolyt mit flacher Leitfähigkeitstemperaturkennlinie schon dadurch, daß .man beim Ansatzgemisch nicht wie üblicherweise Glykol oder Glyzerin .als mehrwertigen Alkohol benutzt, sondern Methylglykol. Es wird also z. B. ein Elektrolyt verwendet, der nur Methylglykol als Lösungsmittel enthält, in welchem als Ionogen z. B. Ammoniumborat gelöst ist. Hierdurch wird vermieden., daß gleich von Anfang an ein Elektrolytbestandteil benutzt wird, der von Natur aus eine freie OH-Gruppe besitzt.

Claims (14)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrolytischer Kondensator für Entstörungszwecke für dauernd oder gelegentlich auftretende Betriebstemperaturen unter o° C bei Aufrechterhaltung eines genügend kleinen Scheinwiderstandes, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Aufbaudes Kondensators benutzte Elektrolyt durch Verwendung neutralerLösungsmittel oder Lösungsmittelgemische mit ,bei den auftretenden tiefen Temperaturen genügend kleiner Viskosität eine wenigstens bis zu den tiefen Betriebstemperaturen wenig abfallende Leitfähigkeitstemperaturkennlinie besitzt.
2. 2. Verfahren zur Herstellung eines Elektrolyts für einen Kondensator nach Anspruch i, da-.durch gekennzeichnet, daß ein in an sich bekannter Weise auf der Basis einer schwachen Säure, wie z. B. Borsäure und/oder einem Salz dieser Säure, wie Ammoniumborat, und einem mehrwertigen Alkohol, wie Glyzerin, Glykol od. dgl., insbesondere in. Form von Verbindungen, vorzugsweise von esterartyigen Verbindungen hergestellter Elektrolyt durch ein neutrales Lösungsmittel oder durch ein Gemisch von neutralen Lösungsmitteln verdünnt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daB als neutrales Lösungsmittel ein Ätheralkohol, z. B. Methylglykol, oder höherwertige Alkohole, wie Propylenglykol bzw. Butylenglykol, verwendet werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel einwertige Alkohole, wie Methylalkohol bzw. Äthylalkohol, benutzt werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daB als Lösungsmittel Ketone, wie Zyklöhexanol oder Azeton, insbesondere Ketone hohen Siedepunktes benutzt werden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet ,durch die Verwendung von alipbatischen Ketonen, wie Methyläthylketon ,bzw. Azetylazeton, oder von zyklischen Ketonen, wie z. B. Zyklohexanon.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Keton ein Prozentsatz eines mehrwertigen Alkohols, insbesondere Butylalkohol, zugegeben wird. B.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daB als Lösungsmittel Äther, z. B. reine Äther, wie Anisol, oder gemischte Äther, wie Methylglykolazetat, verwendet werden. g.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daB als Lösungsmittel Amine, z. B. das Triäthanolamin, verwendet werden. io.
10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daB als Lösungsmittel Wasser verwendet wird. i i.
11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daB solche Lösungsmittel verwendet werden, welche frei von OH-Gruppen sind. i2.
12. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Ätheralkoholen als Zusatz zu einem normalen Betriebselektrolyt.
13. 13- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daB als Zusatz Methylglykol, Äthylglykol,Glykoldimethyläther,G lykoldiäthyläther oder Glykolmethyläthyläther benutzt wird.
14. 14. Verfahren zur Herstellung eines Elektrolyts nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB im Ansatzgemisch als Lösungsmittel im wesentlichen Methylglykol vorhanden ist, in welchem ein Ionogen, vorzugsweiseAmmoniumborat, gelöst wird.