DE950581C - Einanodiges Metalldampf-Entladungsgefaess - Google Patents

Description

• Einanodiges Metalldampf-Entladungsgefäß Ein bei einanodigen Metalldampf-Entladungsgefäßen gegenüber mehranodigen Gefäßen erreichbarer Vorteil ist in der Verkürzung des Lichtbogenweges zu sehen, die eine beträchtliche Herabsetzung des Spannungsabfalles zur Folge hat. Dieser Vorteil wird voll ausgenutzt, wenn die Anode axial über der Kathode angeordnet wird. Dann ist jedoch, wenn keine besonderen Schutzmaßnahmen ergriffen werden, 'die Anode dem von der flüssigen Kathode aufsteigenden Metalldampfstrom ausgesetzt, was die Gefahr von Rückzündungen mit sich bringt. Man hat deshalb schon vorgeschlagen, vor der Anode eine Blende anzubringen, die den Metalldampf von ihr fernhalten soll. Werden diese Blenden mit einer nach der Kathode zu gewölbten konkaven Fläche ausgebildet, so stellen sie ein verhältnismäßig großes Strömungshindernis für den Dampf dar, und die dem Dampfstrahl ursprünglich innewohnende Strömungsenergie wird fast restlos vernichtet, so daß der Dampf nur noch in Folge des natürlichen Dichtegefälles zu den den Entladungsraum umgebenden Kondensationsflächen strömt. Es ist daher auch bereits vorgeschlagen worden, solche Blendenkörper derart auszubilden, daß -sie gleichzeitig die Funktion von Leitflächen für den von der Kathode aufsteigenden Dampfstrom bilden, an denen dieser Dampf zu den Kondensationsflächen strömt, 's:o.daß. sich nur ein kleiner Strömungswiderstand ergibt.
• .. Es sind auch einanodige Entladungsgefäße mit einer Blendeneinrichtung bekannt, welche mehrere aus den Leitkörpern gebildete Kanäle für den Durchtritt der Entladung zur Anode haben. Dabei liegen die Längsachsen der Kanäle so, daß die Anode gegenüber der Kathode verdeckt ist.
• Gegenstand der Erfindung ist die besondere Ausbildung eines solchen Blendenkörpers eines Stromrichtergefäßes, der für den-von der Kathode aufsteigenden Dampfstrom als - Leitflächenkörper wirkt, mit Du.rchlaßöffnungen für den Lichtbogen, wodurch es gelingt, den Lichtbogenwiderstand der Blendenanordnung stark herabzusetzen.
• Die Erfindung bezieht sich auf ein einanodiges Entladungsgefäß mit einem Anodenachutzrohr und befaßt sich mit der Anordnung und Ausbildung einer Blendeneinrichtung, welche den von der Kathode aufsteigenden Metalldampf von der Anode fernhält. Die Erfindung besteht darin, daß die Blendeneinrichtung als Abschluß des unten offenen Anodenschutzrohres derart angeordnet und in der Weise ausgebildet ist, daß der Lichtbogen nur die der Kathode zugekehrte Stirnfläche der Anode am Umfang dieser Stirnfläche gleichmäßig verteilt beaufschlagt, was- z. B. unter anderem auch durch Anordnung von am Umfang der Anode gleichmäßig verteilten Zwischenwänden oder L.ichtbogenleitflächen (Stege 8) mit erreicht werden kann.
• Der Lichtbogen wird durch die Blendenöffnungen in mehrere Parallelzweige unterteilt, und es ist durch entsprechende gegenseitige Bemessung dieser Durchlaßöffnungen möglich, diese Aufteilung des Lichtbogens im Betrieb auch tatsächlich aufrechtzuerhalten, ein unsymmetrisches Brennen und damit örtliche Erhitzungen durch den Lichtbogen also zu vermeiden. Es kommt nur darauf an, daß der Spannungsabfall längs der verschiedenen Lichtbogenwege überall der gleiche ist. Zweckmäßig wird man dabei die nach der Erfindung ausgebildete Blende als Abschluß eines die Anode umgebenden Schutzrohres an dessen unterer Öffnung anbringen.
• Die äußere Oberfläche der Blende wird zur Durchführung des Erfindungsgedankens etwa- die Form eines mit der Spitze nach unten gerichteten Kegels erhalten müssen, wobei an die Stelle des gewöhnlichen Kegels auch ein ähnlich geformter Rotationskörper mit gebogenen Mantellinien treten kann. Man kann z. B. als Blendenkörper ein entsprechend geformtes Bitter- oder netzartiges Gebilde verwenden, dessen Maschenweite so bemessen ist, daß es von der gerichteten Dampfströmung nicht durchdrungen werden kann. Es wird dabei ein ähnlicher Effekt ausgenutzt, wie er beispielsweise an Gittern beobachtet werden kann, die dem Winde ausgesetzt sind. Ein so ausgebildeter Blendenkörper hätte den Vorteil, daß die Entladung nahezu ungehindert hindurchbrennen kann. Seine Ver«ndung wird allerdings nicht immer möglich sein, da unter Umständen zur Erreichung einer hinreichend kleinen Maschenweite der Drahtquerschnitt so klein gewählt werden muß, daß es nur schwer. möglich ist,.. Ae_. anfallende Verlustwärme abzuleiten.
• Diese Schwierigkeiten lassen sich umgehen, wenn der Blendenkörper als Hohlkegel aus Graphit oder Eisen ausgebildet ist, in welchem Durchlaßöffnungen für den Lichtbogen etwa horizontal oder wenigstens so angeordnet sind, daß die Anode gegenüber der Kathode optisch verdeckt ist. Es e ibt sich dann zwar eine geringe Vergrößerung rgl des Lichtbogenweges, jedoch können die Durchlaßöffnungen in diesem Falle verhältnismäßig groß gemacht werden, so daß zwischen ihnen auch genügend Material stehenbleibt, um die Wärme sicher abzuführen. Vor allem wird aber auch die mit dem Plasma in Berührung stehende Fläche des Blendenkörpers stark vergrößert, so daß seine Entionisierungswirkung erheblich verbessert wird.
• Eine ganz besonders vorteilhafte Ausbildung des Blendenkörpers zeigt die Figur der Zeichnung. Dort ist mit i -das Gehäuse;- Mit ? die Anode und mit 3 die Kathode -des- dargestellten einanodigen Entladungsgefäßes bezeichnet. Die Anode 2 sitzt mit der Kathode 3 in ein und derselben Achse und ist außen von dem Schutzrohr 4 umgeben. Die untere Öffnung des Schutzrohres. wird von dem Bleendenkörper 5 abgeschlossen. Dieser besteht aus einer einen flachen Kegel bildenden Scheibe 6, die durch Stege 8 mit darüberliegenden Flachringen 7 verbunden ist. Alle diese Teile des Blendenkörpers können beispielsweise aus Eisen oder Graphit bestehen. Der äußere Durchmesser der jalousieartig übereinand,ergreifenden Scheiben-- bzw. ringförmigen Teile wird nach oben hin immer größer. Auch die Ringe 7 bilden Teile von Mantelflächen flacher Kegel, die mit der Spitze nach unten zeigen. Als Ganzes gesehen stellt somit der Blendenkörper gewissermaßen einen Leitapparat für den von der Kathode aufsteigenden - Däriipfströin` - dar; -welch letzterer auf diese Weise ohne Wirbelung und ohne nennenswerten Strömungsverlust auf schnellstem Wege den gekühlten Gehäuseflächen zugeleitet wird. Die zwischen den Ringen und den Stegen entstehenden Durchlaßöffnungen werden nach den oben bereits angedeuteten Gesichtspunkten so gegenein-"and-er bemessen, daß für jeden Lichtbogenweg bei sonst gleichen Verhältnissen der gleiche Spannungsabfall entsteht. Dadurch wird ein unsymmetrisches Brennen des Lichtbogens verhindert und der gesamteDurchlaßquerschnittvoll ausgenutzt. Andererseits ist die durch die Blende hervorgerufene Verlängerung des Lichtbogenweges nur verhältnismäßig gering, so daß auch keine nennenswerte Erhöhung des Spannungsabfalles zu erwarten ist. Der Blendenkörper berührt das Plasma mit einer großen Fläche, so daß auch seine Entionisierungswirkung vorzüglich ist. Selbstverständlich können in dem Anodenschutzrohr q. noch weitere Einbauten, wie Entionisierungs- und Steuergitter, angeordnet werden. Es ist im übrigen auch gleichgültig, ob das Entladungsgefäß mit Dauererregung ausgerüstet ist oder ob es sich um ein Gefäß handelt, in welchem der Kathodenfleck in jeder Periode, durch eine Zündelektrode neu gebildet werden muß.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einanodiges Entladungsgefäß mit einer Blendeneinrichtung, welche den von der Kathode aufsteigenden Metalldampfstrom durch Ablenkung von der Anode fernbält und mehrere aus den Leitkörpern gebildete Kanäle für den Durchtritt der Entladung zur Anode aufweist, wobei die Längsachsen dieser Kanäle mit der Richtung der abgelenkten Metalldampfströmung Winkel größer als 9o° bilden, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Anodenschutzrohres (4.) die Blendeneinrichtung (5) als Abschluß des unten offenen Anodenschutzrohres (4) derart angeordnet und ausgebildet ist, daß der Lichtbogen nur die der Kathode (3) zugekehrte Stirnfläche der Anode (2), und zwar am Umfang dieser Stirnfläche, gleichmäßig verteilt beaufschlagt..
2. 2. Entladungsgefäß nach Anspruch i, gekennzeichnet durch am Umfang der Anodenstirnfläche gleichmäßig verteilte Lichtbogenleitflächen (8), die als Zwischenwände zwischen den Blendenteilen (6, 7) angeordnet sind.
3. 3. Entladungsgefäß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die der Kathode (3) zugewandte Blendenoberfläche etwa die Form eines mit der Spitze (9) nach der Kathode (3) gerichteten Kegelmantels besitzt.
4. 4. Entladungsgefäß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Blendenkörper (5) ein entsprechend geformtes Drahtgitter dient, dessen Maschenweite so bemessen ist, daß die Dampfströmung es nicht in wesentlichem Maße zu durchdringen vermag.
5. 5. Entladungsgefäß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Blendenkörper (5) ein Hohlkegel aus Graphit dient, dessen Durchlaßöffnungen für den Lichtbogen etwa horizontal oder wenigstens so angeordnet sind, daß die Anode gegenüber der Kathode optisch verdeckt ist.
6. 6. Entladungsgefäß nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen solchen Aufbau des Blendenkörpers (5), daß, mit Stegen (8) untereinander verbunden, über einem scheibenförmigen Teil (6) mit Abstand ein oder mehrere flachringförmige Teile (7) angeordnet sind, wobei der Außendurchmesser dieser vorzugsweise aus Eisen oder Graphit bestehenden Teile von unten nach oben zunehmend abgestuft ist.
7. 7. Entladungsgefäß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die scheiben- bzw. flachringförmigen Teile (6, 7) des B'len.denkörpers (5) Mantelflächen von. mit der Spitze (9) nach unten gerichteten Kegeln bilden. B. Entladungsgefäß nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Durchlaßöffnungen für den Lichtbogen so bemessen sind, daß an allen durch die verschiedenen Durchlaßöffnungen führenden Lichtbogenwegen der gleiche Spannungsabfall auftritt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 696 VO, 594497 schweizerische Patentschrift Nr. 215 007.