DE948540C

DE948540C - Einanodiges Metalldampf-Entladungsgefaess

Info

Publication number: DE948540C
Application number: DES4299D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Berte Grenadenberg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1943-04-09
Filing date: 1943-04-09
Publication date: 1956-09-06

Description

Einanodiges Metalldampf-Entladungsgefäß Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einanodiges Metalldampf-Entladungsgefäß zu schaffen, dessen flüssige Kathode für beliebig große Stromstärken ausreicht, während des Stromdurchganges keine nennenswerten Mengen von Quecksilberdampf entwickelt und während der Sperrzeit keine lonisierung des Lichtbogenraumes bewirkt. Die Erfindung benutzt zu diesem Zweck zunächst in an sich bekannter Weise eine oder mehrere Zündelektroden, welche den Kathodenfleck in jeder Periode neu bilden. Diese Zündelektroden können von beliebiger Art sein. Sie können beispielsweise aus Stiften aus Widerstandsmaterial bestehen, welche ständig in die Kathodenflüssigkeit eintauchen. Es können aber auch Zündelektroden verwendet werden, deren Wirkung lediglich auf der angelegten Spannung beruht und die beispielsweise aus einem geschlossenen Quarzröhrchen bestehen, welches mit Quecksilber gefüllt ist und in die Kathode taucht. Gemäß der Erfindung werden in der Nähe der Zündelektrode bzw. der Zündelektroden ein oder mehrere hohl ausgeführte, durch Bespülung ihrer Innenwandung mit einem Kühlmittel in der Umgebung der Benetzungslinie stark gekühlte Einsatzkörper vorgesehen, welche den an der Zündelektrode gebildeten Kathodenfleck von dieser übernehmen und festhalten.
Den Kathodenfleck durch Einsatzkörper zu fixieren, auf die die angegebenen Bedingungen zutreffen, ist an sich bereits vorgeschlagen worden. Es hat sich gezeigt, daß mit solchen stark gekühlten Einsätzen ein Betrieb der Kathode erreicht werden kann, bei welchem der Kathodenfleck nicht die geringste Neigung zeigt, von dem Einsatzkörper wegzuwandern, wobei außerdem nur eine ganz geringe und in keiner Weise mehr störend ins Gewicht fallende Dampfentwicklung an der Kathode auftritt. Sind mehrere derartige Einsatzkörper vorhanden, so teilt sich der Kathodenfleck gleichmäßig auf die verschiedenen Einsatzkörper auf. Alles das sind Eigenschaften, die sich mit den bekannten Fixierungskörpern, die lediglich aus über die Kathodenfläche ragenden Stegen oder Rippen mit verhältnismäßig geringem Wärmeentzug bestehen, nicht erreichen lassen. Die Erfindung benutzt nun solche Einsatzkörper für Entladungsgefäße, bei denen der Lichtbogen nicht ständig, sondern nur während eines Teiles der Spannungsperiode brennt und in jeder Periode durch eine Zündelektrode von neuem gebildet werden muß. Durch die Erfindung wird erreicht, daß der Kathodenfleck außerordentlich lasch aus dem Bereich der Zündelektrode fortgezogen und auch während des übrigen Teiles der Brennphase mit Sicherheit von ihm ferngehalten wird. Das bewirkt neben den schon geschilderten vorteilhaften Eigenschaften eine erhebliche Schonung der Zündelektrode, deren Lebensdauer im allgemeinen nur begrenzt ist.
Da, wie schon gesagt, der Kathodenfleck sich bei Anwendung von Einsatzkörpern der genannten Art ohne weiteres auf mehrere Einsatzkörper aufteilen läßt, ist es zweckmäßig, wenn man um die einzelne Zündelektrode herum mehrere derartige Einsatzkörper sternförmig anordnet. Die Einsatzkörper können dabei entweder als zylindrische, über die Kathodenoberfläche hinausragende Kappen oder auch als hohle Rippen ausgebildet sein. Um die Übernahme des Kathodenfleckes von der Zündelektrode auf den Einsatzkörper möglichst zu beschleunigen, kann es unter Umständen zweckmäßig sein, an dem Einsatzkörper noch Rippen bzw. Stege aus einem Fixierungsmetall, also beispielsweise aus Wolfram oder Molybdän, anzuordnen, die bis dicht an die Zündelektrode heranreichen. Der Kathodenfleck geht dann von der Zündelektrode zunächst auf diese Stege über und wird an diesen entlang rasch zu dem stark gekühlten Teil des: Einsatzkörpers hingeleitet.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In F ig. i bedeutet i die die Kathode bildende Quecksilbermenge und 2 den Boden des Kathodenbehälters. Auf dem Boden des Kathodenbehälters sind sternförmig um die Zündelektrode 6 herum angeordnet mehrere topfförmige Einsatzkörper 3 vorgesehen, die oben etwas über die Oberfläche des Kathodenspiegels herausragen. In die Hohlräume der Einsatzkörper 3 münden Röhren 5, durch welche ein Kühlmittel, im einfachsten Fall Wasser, zugeführt wird, welches die Innenwandung des Einsatzkörpers bespült und diesen vor allem in der Umgebung der Benetzungslinie mit dem Quecksilber so stark kühlt, daß längs dieser Linie überall praktisch die gleiche Temperatur vorhanden ist. Die wirksame Oberfläche der Einsatzkörper ist mit einer Schicht 4. aus einem Fleckfixierungsmetall, z. B. Wolfram oder Molybdän, bedeckt, welches in Form einer Kappe auf den Einsatzkörper 3 aufgelötet ist.
In Fig. 2 ist eine ähnliche Kathodenkonstruktion dargestellt, wobei wiederum mehrere Einsatzkörper 3, d vorgesehen sein können. Der Unterschied gegenüber der Anordnung nach Fig. i besteht darin, daß an der aktiven Kappe 4. jedes Einsatzkörpers noch ein Steg oder eine Rippe 7 aus Fleckfixierungsmetall angebracht ist, welche sich bis in die unmittelbare Nähe der Zündelektrode 6 erstreckt und somit, wie oben geschildert, die Übernahme des Kathodenfleckes von der Zündelektrode 6 auf den Einsatzkörper 3, 4 beschleunigt.
Bei der Anordnung nach Fig.3 besteht das Fleckfixierungssystern aus radial angeordneten, hohlen Rippen S, die wiederum an ihrer Oberfläche mit einer Schicht 9 aus Fleckfixierungsmetall ausgerüstet sind. Diese Rippen können sternförmig die einzelnen Zündelektroden umgeben. Ihre Innenfläche wird ebenfalls durch Kühlmittelzufuhr stark gekühlt, um den gewünschten Fixierungseffekt zu erreichen. Wie schon erwähnt, können an Stelle nur einer Zündelektrode auch deren mehrere vorgesehen sein. Mehrere Zündelektroden vorzusehen, ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn es sich um ausgedehntere Fixi-erungssysteme handelt. So kann man beispielsweise, wenn die FixierungskÖrper so ausgebildet sind, wie es in Fig. i dargestellt ist, diese in mehreren konzentrischen Kreisen anordnen und zwischen den einzelnen Kreisen noch weitere Zündelektroden vorsehen. Auf diese Weise ist es möglich, einen verhältnismäßig geringen Durchmesser für sehr hohe Ströme zu benutzen, ohne daß irgendwelche nachteiligen Wirkungen in Erscheinung treten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einanodiges Metalldampf-Entladungsgefäß mit flüssiger Kathode und einer oder mehreren Zündelektroden, welche den Kathodenfleck in jeder Periode neu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Zündelektrode bzw. der Zündelektroden ein oder mehrere hohl ausgeführte, durch Bespülung ihrer Innenwandung mit einem Kühlmittel in der Umgebung der Benetzungslinie stark gekühlte Einsatzkörper in der Kathode vorhanden sind, welche den an der Zündelektrode gebildeten Kathodenfleck übernehmen und festhalten. a. Metalldampf-Entladungsgefäß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß um die einzelne Zündelektrode herum mehrere Einsatzkörper sternförmig angeordnet sind. 3. Metalldampf-Entladungsgefäß nach Anspruch i oder 2; dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzkörper mit Ansat7stegen versehen sind, welche sich bis in die Nähe der Zündelektrode erstrecken. 4. Metalldampf-Entladungsgefäß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansatzstege aus Wolfram oder Molybdän bestehen. 5. Metalldampf-Entladungsgefäß nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzkörper in der Form hoher Rippen in radialer Richtung sternförmig um die Zündelektrode herum angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 545 789# 642 338, 643 288; schweizerische Patentschrift Nr. 137 87I.