DE943248C

DE943248C - Mercury vapor converters with exciter anodes supplied with alternating current

Info

Publication number: DE943248C
Application number: DES5147D
Authority: DE
Inventors: Dr Techn Eduard Holat; Dipl-Ing Franz Socher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1942-08-09
Filing date: 1942-08-09
Publication date: 1956-05-17

Description

Quecksilberdampfstromrichter mit wechselstromgespeisten Erregeranoden Die Erfindung bezieht sich auf Quecksilberdampfstromrichter mit flüssiger Ouecksil.berkathode und mit zur Aufrechterhaltung des Kathodenfleckes vorgesehener Erregeranode. Es ist .bekannt, daß diese Erregeranoden mit Vorteil aus einer Gleichstromquelle gespeist werden können. Es sind jedoch auch Schaltungen vorgeschlagen und mit Erfolg angewendet worden, bei denen .die Erregeranoden nicht aus einer Gleichstromquelle, sondern aus einer Wechselstromquelle gespeist werden. In letzterem Falle werden dabei vorteilhaft Mittel, beispielsweise in Form von Streutransformatoren, angewendet, um dafür zu sorgen, daß bei mehreren in einem Gefäß angeordneten und mit mehrphasigem Wechselstrom gespeisten Erregeranoden dafür gesorgt wird, daß jede der einzelnen Anoden über einen möglichst großen Zeitbereich Strom führt und daß sich außerdem die Zeitbereiche der benachbarten Erregeranoden möglichst weit überdecken.Mercury vapor converter with exciter anodes supplied with alternating current The invention relates to mercury vapor converters with liquid Ouecksil.berkathode and with the exciter anode provided to maintain the cathode spot. It is .known that these excitation anodes are advantageously fed from a direct current source can be. However, circuits have also been proposed and used with success where .the exciter anodes are not from a direct current source, but fed from an alternating current source. In the latter case this will be advantageous Means, for example in the form of leakage transformers, applied to it ensure that with several arranged in a vessel and with polyphase alternating current fed excitation anodes ensures that each of the individual anodes over The largest possible time range current leads and that also the time ranges of the neighboring excitation anodes as far as possible.

Gegenstand der Erfindung ist eine Erregeranodenanordnung, durch die gewisse Nachteile, welche bei wechselstromgespeisten Erregeranoden beobachtet wurden, beseitigt werden können.The invention relates to an exciter anode arrangement through which certain disadvantages which have been observed with alternating current supplied excitation anodes, can be eliminated.

Sie geht hierbei von der Erkenntnis aus, daß bei wechselstromgespeisten Erregeranoden, beispielsweise bei einer dreiphasigen Wechselstromerregung der drei Erregeranoden eines einanodigen Entladungsgefäße, im Laufe des Betriebes die Anodenköpfe durch Zerstäubung mehr oder weniger stark angegriffen werden. Diese Zerstäubung kann so weit gehen, daß die Erregeranoden bei längerer Betriebszeit völlig verbraucht werden. Untersuchungen haben ergeben, daß jeweils diejenige Erregeranode am meisten zerstäubt wird, welche in der Nähe einer Hauptanode des Entladungsgefäßes liegt, die gerade zur Zeit der negativen Spannung der betreffenden Erregeranode Strom führt. Dieser Fall kann sowohl bei mehranodigen als auch bei einanodigen Entladungsgefäßen auftreten. Bei einanodigen Entladungsgefäßen wird wegen der symmetrischen Anordnung der Erregeranoden zur Hauptanode stets eine der Erregeranoden eine negative Spannung führen, wenn der Lichtbogen der Hauptanode brennt. Nach dieser Beobachtung scheint der Grund für die Zerstäubung der Erregeranoden darin zu liegen, daß während der. Zeit, während der eine Erregeranode negativer ist als die Kathode des Entladungsgefäßes, diese Erregeranode als Sonde wirkt und Strom aus dem Hauptlichtbogen der Kathode zieht. Diese kathodische Beanspruchung der Erregeranode hat die schädliche Zerstäubung des Graphites der Anode zur Folge und :bringt außerdem den Nachteil mit sich, daß das Quecksilber der Kathode des Entladungsgefäßes verschmutzt wird. Unter Umständen kann der in die Erregeranode fließende Rückstrom so groß werden, daß der Gesamterregerstrom verkleinert wird und die Erregung zum Erlöschen neigt. Diese Gefahr wird bei einanodigen Entladungsgefäßen besonders groß sein.It is based on the knowledge that with AC-powered Excitation anodes, for example with a three-phase alternating current excitation of the three Excitation anodes of a single-anode discharge vessel, the anode heads during operation by atomization more or less be severely attacked. These Sputtering can go so far that the exciter anodes can be used for a longer period of time be completely consumed. Investigations have shown that the exciter anode most of which is atomized, which is in the vicinity of a main anode of the discharge vessel which is just at the time of the negative voltage of the relevant exciter anode Current leads. This can be the case with both multi-anodic and single-anodic discharge vessels appear. In the case of single-anode discharge vessels, because of the symmetrical arrangement of the exciter anode to the main anode, one of the exciter anodes always has a negative voltage lead when the main anode arc burns. According to this observation it seems the reason for the sputtering of the exciter anodes is that during the. Time during which an exciter anode is more negative than the cathode of the discharge vessel, this exciter anode acts as a probe and current from the main arc of the cathode pulls. This cathodic stress on the exciter anode results in harmful sputtering of the graphite of the anode and: also has the disadvantage that the mercury of the cathode of the discharge vessel is contaminated. In certain circumstances the return current flowing into the excitation anode can be so large that the total excitation current is reduced and the excitement tends to die out. This danger is with single-anodic Discharge vessels are particularly large.

Die vorstehend geschilderten Erscheinungen sind besonders unangenehm bei pumpenlosen Entladungsgefäßen; denn bei diesen können sich Zerstäubungserscheinungen an den Erregeranoden für den Betrieb besonders ungünstig auswirken.The phenomena described above are particularly unpleasant with pumpless discharge vessels; because with these atomization phenomena can occur on the exciter anodes have a particularly unfavorable effect on operation.

Die Erfindung vermeidet die geschilderten Nachteile dadurch, daß ,die einzelne Erregeranode bei Anwendung einer Schutzhülse für sie durch diese gegenüber dem Kathodenspiegel optisch verdeckt angeordnet ist und dadurch der unerwünschte Sondenstrom mit Hilfe der die Erregeranoden umgebenden Hülsen stark verringert bzw. praktisch auf Null gebracht wird. Durch für diesen Zweck richtig bemessene Schutzhülsen für die Erregeranoden läßt es sich, wie Versuche gezeigt haben, erreichen, daß die Einströmung von Zonen zu den Erregeranoden mehr oder weniger ganz verhindert wird und daß dementsprechend keine Zerstäubung der Anoden mehr eintritt. Sind die Schutzrohre zweckmäßig zylinderförmig und ragen über den unteren Rand der von ihnen umgebenen Erregeranoden hinaus, so wird z. B. die Länge der Schutzrohre vorteilhaft so bemessen, daß sie den unteren Rand der Anoden um eine Strecke überragen, die etwa ebenso groß ist wie der Durchmesser der Anoden.The invention avoids the disadvantages outlined in that, the individual excitation anode when using a protective sleeve for them through this opposite the cathode mirror is arranged so as to be optically concealed and thus the undesired The probe current is greatly reduced or reduced with the aid of the sleeves surrounding the exciter anodes. is brought to practically zero. With protective sleeves correctly dimensioned for this purpose for the exciter anodes it can be achieved, as experiments have shown, that the Inflow of zones to the excitation anodes is more or less completely prevented and that accordingly no more sputtering of the anodes occurs. Are the protective tubes suitably cylindrical and protrude over the lower edge of the area surrounded by them Excitation anodes out, so z. B. advantageously dimension the length of the protective tubes so that that they protrude beyond the lower edge of the anodes by a distance that is about the same is like the diameter of the anodes.

Schutzhülsen für Erregeranoden waren an sich bekannt, jedoch nicht für eine erfindungsgemäße Anordnung von Erregeranoden in optischer Verdeckung gegenüber dem Kathodenspiegel.Protective sleeves for excitation anodes were known per se, but not for an inventive arrangement of excitation anodes in optical concealment opposite the cathode mirror.

Die Wirkung läßt sich noch dadurch verstärken, daß in die Schutzrohre der Erregeranoden besondere Entionisierungsflächen in Form von Entioni: sierungsgittern eingebaut werden.The effect can be increased by the fact that in the protective tubes the excitation anodes have special deionization surfaces in the form of deionization grids to be built in.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Ein Quecksilberdampfentladungsgefäß, von dem. nur ein Teil dargestellt ist, besitzt eine Quecksilberkathode i mit dem üblichen Schutzring 2 aus Quarz. Der Boden 3 der Kathode ist durch einen Porzellanring 4 gegenüber dem Gefäß 5 isoliert. Die Erregeranoden, von denen nur eine Anode 6 gezeichnet ist, sind seitlich in dem Gefäß derart angeordnet, daß der Anodenkopf der Erregeranode von der Quecksilberkathode nicht »gesehen« wird. Die Erregeranode 6 ist von einer Hülse 7 umgeben, welche den unteren Rand der Erregeranode um ein Maß überragt, das etwa ebenso lang ist wie der Durchmesser der Erregeranode. Unter Umständen kann es aus den oben geschilderten Gründen vorteilhaft sein, die Schutzhülse nach unten ganz oder zum Teil zu schließen und den Erregerlichtbogen nur von der Seite her in die Schutzhülse eintreten zu lassen. Die seitliche Eintrittsöffnung der Schutzhülse wäre dabei so anzuordnen, daß sie von der Kathode abgewandt ist.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. A mercury vapor discharge tube from which. only a part is shown owns a mercury cathode i with the usual protective ring 2 made of quartz. The bottom 3 of the The cathode is insulated from the vessel 5 by a porcelain ring 4. The excitation anodes, of which only one anode 6 is shown, are arranged laterally in the vessel in such a way that that the anode head of the exciter anode is not "seen" by the mercury cathode. The exciter anode 6 is surrounded by a sleeve 7, which is the lower edge of the exciter anode protrudes by an amount that is about as long as the diameter of the exciter anode. Under certain circumstances, for the reasons outlined above, it can be advantageous to use the Protective sleeve to close completely or partially downwards and the excitation arc only to allow entry into the protective sleeve from the side. The side entry opening the protective sleeve would have to be arranged so that it faces away from the cathode.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Mercury vapor converter with exciter anodes each enclosed by a protective sleeve, which are fed by an alternating current source, characterized in that the individual exciter anode is arranged to be optically concealed from the cathode mirror by the protective sleeve enclosing it. a. Mercury vapor converter according to claim i, characterized in that the protective sleeve protrudes beyond the anode by approximately the diameter of the anode in the case of a cylindrical design. 3. Mercury vapor converter according to claim i, characterized in that the protective sleeve is completely or partially closed at the bottom and has lateral inlet openings on the side facing away from the cathode. 4. Mercury vapor converter according to claim i or one of the following, characterized in that deionization grids are arranged in the protective sleeve of the exciter anode. Cited publications: German Patent No. 320 010; U.S. Patent No. 1,086,186; "Mercury arc power rectifiers" by M arti and Winograd, 1930; "Notifications for railway companies", 19q.2.