DE947004C - Metalldampfstromrichter mit gekuehltem Fleckfixierungskoerper - Google Patents

Description

• Metalldampfstromrichter mit gekühltem Fleckfixierungskörper Die üblichen Einrichtungen zur Fixierung des Kathodenfleckes bestehen im wesentlichen aus einem aus der OOuecksilberoberfläche herausragenden Blech, vorzugsweise aus Molybdän, welches keine besondere Kühlung besitzt. Es sind allerdings auch schon gekühlte Fleckfixierungskörper bekannt, bei denen jedoch die Kühlung lediglich aus dem Grunde vorgesehen worden ist, um auf diese Weise eine Kathodenkühlung zu erreichen. Derartige Fleckfixierungen behalten ihre Fixierwirkung nur unterhalb verhältnismäßig kleiner Belastungen des Entladungsgefäßes. Sobald der Entladungsstrom eine bestimmte Grenze überschreitet, läßt es sich nicht vermeiden, daß der Kathodenfleck von dem Fixierungskörper wegläuft. Neuere Versuche, die auch zu einem entsprechenden Vorschlag geführt haben, haben ergeben, daß man die Stromstärke ohne Versagen der Fixierungswirkung auf ein Vielfaches des bisher möglichen Wertes erhöhen kann, wenn man dafür sorgt, daß der Einsatzkörper in der Nähe der Berührungslinie mit der Kathodenoberfläche intensiv gekühlt wird, und zwar so, daß längs der ganzen Berührungslinie praktisch die gleiche Temperatur herrscht. Die in dieser Richtung erfolgreich durchgeführten Versuche wurden mit Frischwasserkühlung des als Hohlkörper ausgebildeten Einsatzkörpers vorgenommen, wobei die Temperatur des zulaufenden Frischwassers nicht wesentlich mehr als io° C betrug.
• Im Verfolg weiterer Versuche hat sich nun gezeigt, :daß die gegenüber dem Bekannten wesentlich günstigeren Fixierungseigenschaften des Einsatzkörpers auch dann bestehen bleiben, wenn die Zuflußtemperatur des Kühlwassers auf 65° C oder sogar noch mehr gesteigert wird, d. h. also mit anderen Worten, daß sich der Temperaturbereich, innerhalb dessen eine gute Fleckfixierungswirkung erreicht wird, doch wesentlich weiter nach oben erstreckt, als man bisher liegen die hier in Frage kommenden Temperaturwerte stets wesentlich unter den Temperaturen,. mit denen man bei den bekannten Fleckfixierungen rechnen mußte.
• Angesichts dieser Erkenntnis, daß man auch höhere Temperaturen des Einsatzkörpers zulassen kann, wird gemäß der Erfindung bei einem Metalldampfstromrichter mit flüssiger Kathode, innerhalb welcher ein gekühlter Einsatzkörper zum Festhalten des Kathodenfleckes angeordnet ist, vorgeschlagen, daß die intensive Kühlung des Einsatzkörpers in der Nähe seiner Berührungslinie mit der Kathodenoberfläche mittelbar oder unmittelbar durch strömende Luft erfolgt. Die Luftkühlung bedeutet nämlich gegenüber der Frischwasserkühlung eine ganz wesentliche Erleichterung insofern, als, abgesehen von dem Fortfall der Frischwasserzuleitung, Korrosion, Wasserstoff-Diffusion und sonstige störende Erscheinungen vermieden werden.
• Die Luftkühlung kann, wie gesagt, mittelbar erfolgen. In diesem Fall wird also der gekühlte Fleckfixierungskörper von einem flüssigen Kühlmittel durchflossen, welches die aus dem Kathodenfleck stammende Verlustwärme in einem Rückkühler an die Kühlluft abgibt. Man kann diese Kühlflüssigkeit natürlich auch noch an weiteren zu kühlenden Teilen des Gefäßes vorüberströmen lassen und somit die gesamte Verlustwärme in dem Rückkühler an dieKühlluft abgeben. Eine derartige Anordnung ist grundsätzlich nur dann möglich, wenn die Kühlmitteltemperatur am Zufluß zur Fleckfixierung bis etwa 40° C ansteigen darf, da in Mitteleuropa mit einer Zuluft-Temperatur -von 35° C gerechnet werden muß: Nach den erwähnten Versuchen sind aber noch höhere Kühlmitteltemperaturen tragbar, so daß sogar der Einsatz derartiger Anordnungen- in den Tropen möglich wird.
• Die Kühlung des Fleckfixierungskörpers kann aber auch unmittelbar durch Lufterfolgen, wenn man dafür sorgt, daß die in der Brennlinie aus der kathodischen Entladung anfallende Verlustwärme auf kürzestem Wege an eine intensive luftgekühlte Fläche geführt wird; so daß nur ein geringes Temperaturgefälle -entsteht. Für die Fortleitung der Verlustwärme vom Entstehungsort zur Kühlluft wird man vorzugsweise gute Wärmeleiter, beispielsweise Kupfer, verwenden.
• Der Einsatzkörper kann röhrenförmig ausgebildet sein, wobei Anordnungen für die Kühlung ähnlich derjenigen verwendet werden können, wie sie bereits für wassergekühlte Fleckfixierungseinrichtungen vorgeschlagen sind. Man muß dafür sorgen, daß der Wärmeübergang von der Fleckfixierung zur - Kühlluft möglichst günstig- ist. Besonders vorteilhaft dürfte es sein, die Kühlluft durch ein Hochdruckgebläse zuerst zur Kühlung der Fleckfixierung und anschließend zur Kühlung weiterer Gefäßteile des Entladungsgefäßes zu verwenden. Man wird vorzugsweise mit geringen Störungsquerschnitten, dafür aber mit hohen Luftgeschwindigkeiten und verhältnismäßig hohen Drucken arbeiten, um einen guten Wärmeübergang zwischen. .Kühlfläche und Kühlmittel zu @ erhalten und die großen Strömungswiderstände überwinden zu können.
• Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Fleckfixierungskörper zugleich auch als Kondensationsfläche, unter Umständen sogar als die einzige Kondensationsfläche für den entstehenden Quecksilberdampf zu verwenden. Auch in diesem Fall ist die Erfindung anwendbar. Es ist dabei zu beachten, daß bei Luftkühlung die spezifische Belastbarkeit der Fleckankerkathode zwar geringer ist als bei intensiver Frischkühlung. Jedoch kann mit Rücksicht auf die übrigen Teile des Entladungsgefäßes eine gewisse Gefäßgröße nicht unterschritten werden, so daß es keinen Nachteil-darstellt, wenn die Kathode nicht die bei forcierter Wasserkühlung erreichbaren kleinen Abmessungen besitzt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Metalldampfstromrichter mit flüssiger Kathode, innerhalb welcher ein gekühlter Einsatzkörper zum Festhalten des Kathodenfleckes ist, dadurch gekennzeichnet, daß die intensive Kühlung des Einsatzkörpers in der Nähe seiner Berührungslinie mit der Kathodenoberfläche mittelbar oder unmittelbar durch strömende Luft erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 545 790, 566 505, 676370.