DE972777C

DE972777C - Ignition device for discharge vessels with mercury cathode

Info

Publication number: DE972777C
Application number: DEA5784D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1942-09-20
Filing date: 1942-09-20
Publication date: 1959-09-24

Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 24. SEPTEMBER 1959ISSUED SEPTEMBER 24, 1959

A5784VIIIc/2igA5784VIIIc / 2ig

(Ges. v. 15. 7. 1951)(Ges. Of July 15, 1951)

Es sind Entladungsgefäße mit ständig in die flüssige Kathode tauchendem Widerstandszündstift, z. B. aus Bor- oder Siliciumkarbid, der gewöhnlich eine zugespitzte Form aufweist, bekannt.They are discharge vessels with a resistance ignition pin that is constantly immersed in the liquid cathode, z. B. from boron or silicon carbide, which usually has a pointed shape, is known.

Wird zwischen diesem Zündstift und der Kathode eine genügende Spannung angelegt, so entsteht längs der Berührungslinie zwischen dem Zündstift und der Quecksilberoberfläche ein Funke, der imstande ist, den Kathodenfleck zu erzeugen.If a sufficient voltage is applied between this ignition pin and the cathode, this is the result a spark along the line of contact between the ignition pin and the mercury surface, which is able to generate the cathode spot.

Dieser Funke beruht auf einer sehr starken Stromlinienzusammendrängung an der Berührungslinie infolge der erheblichen Verschiedenheit der elektrischen Leitfähigkeit vom Zündstift und Quecksilber, wobei die einzelnen Stromlinien im Stiftinneren den kürzesten Weg zum Quecksilber suchen.This spark is based on a very strong streamline constriction at the contact line as a result of the considerable difference between the electrical conductivity of the firing pin and mercury, with the individual streamlines in the Find the shortest route to the mercury inside the pen.

Natürlich besteht ein Interesse daran, den zur Zündung erforderlichen Strom, der für ein gegebenes Material hauptsächlich von der Länge der Berührungslinie abhängt, möglichst niedrig zu halten.Of course there is an interest in the current required for ignition, which is for a given Material mainly depends on the length of the contact line, as low as possible keep.

Dieser Zweck wird praktisch dadurch erreicht, daß der Durchmesser der in das Quecksilber eingetauchten Stiftspitze so klein gehalten wird, wie dies aus Gründen der mechanischen Festigkeit und der Lebensdauer (Haltbarkeit) zulässig ist.This purpose is achieved in practice by the fact that the diameter of the immersed in the mercury Pen tip is kept as small as this for reasons of mechanical strength and the service life (durability) is permissible.

Um die wirksame Länge der Eintauchlinie zu verringern, wurde darum versucht, einen Teil der Oberfläche des Zündstiftes mit einem Isoliermaterial, z.B. Emaille, zu versehen; hierbei stieß man jedoch auf schwere konstruktive Schwierigkeiten, auch darum, weil der Zündfunke, wenn er sich inIn order to reduce the effective length of the immersion line, an attempt was therefore made to reduce part of the Providing the surface of the firing pin with an insulating material such as enamel; here one came across however, on serious constructional difficulties, also because the ignition spark when it is in

909 605/22909 605/22

der Nähe der Emailleschicht bildet, zur Zerstörung derselben neigt.forms near the enamel layer, tends to destroy the same.

Es wurde außerdem vorgeschlagen, die mit demIt was also suggested that the

Quecksilber in Kontakt kommende Berührungslinie durch Anbringen einer Anzahl senkrechter Rillen auf dem Zündstift, in die das Quecksilber nicht eindringen kann, zu verkleinern. Es ergab sich dabei ein niedrigerer Zündstrom; doch ist das Zündstiftmaterial schwer zu bearbeiten, und dieLine of contact coming into contact with mercury by making a number of vertical grooves on the firing pin, into which the mercury cannot penetrate, to shrink. It happened a lower ignition current; but the ignition pin material is difficult to work with, and the

ίο Lebensdauer des Stiftes wird dadurch verkürzt.ίο This shortens the service life of the pen.

Weiterhin ist es bekannt, daß der Zündstrom der Zündstifte durch solche Formgebung und/oder Anordnung der Zündstifte wesentlich verringert wird, die eine ungleichförmige Stromdichte an der Berührungslinie des Zündstiftes mit der flüssigen Kathode bewirken und die Stromlinien auf einem Teil dieser Linie konzentrieren, nach dem gleichen physikalischen Prinzip, das bei dem allgemein gebräuchlichen Zündstiften zu einer ungleichmäßigen ao Stromverteilung in lotrechter Richtung mit einer Konzentration der Stromlinien längs der Berührungslinie führt.It is also known that the ignition current of the ignition pins by such a shape and / or arrangement the ignition pins is significantly reduced, creating a non-uniform current density at the line of contact effect of the ignition pin with the liquid cathode and the streamlines on one Concentrate part of this line, according to the same physical principle that is used for the commonly used one Ignition pins cause an uneven ao current distribution in a perpendicular direction with a Concentration of the streamlines along the line of contact leads.

Dies kann vor allem dadurch erreicht werden, daß man in das Quecksilber einen gewöhnlichen a5 Zündstift ι (Fig. i) mit geneigter anstatt senrechter Achse eintauchen läßt (Fig. ι; α-<αο°). In diesem Falle bildet die Berührungslinie 2 einen Winkel a, gegen den waagerechten Spiegel 3.This can above all be achieved by immersing an ordinary a5 ignition pin ι (Fig. I) with an inclined instead of vertical axis into the mercury (Fig. Ι; α- <αο °). In this case, the line of contact 2 forms an angle α with respect to the horizontal mirror 3.

Die Berührungslinie ist nicht mehr kreisrund, sondern oval, und die Stromlinien erscheinen nicht mehr gleichmäßig längs der Berührungslinie verteilt, sondern sie werden an dem der Zündstiftspitze zunächst gelegenen Teil konzentriert, da dies der kürzeste Weg ist. Diese periphere Stromverteilung ist qualitativ in Fig. 2 dargestellt. Da es bei der Funkenerzeugung auf die maximale Stromdichte ankommt, ist, wie man aus der Fig. 1 erkennt, der erforderliche Gesamtstrom verringert.The line of contact is no longer circular, but oval, and the streamlines do not appear more evenly distributed along the line of contact, rather they are attached to that of the firing pin tip the first part, as this is the shortest route. This peripheral power distribution is shown qualitatively in FIG. Because the spark generation is based on the maximum current density arrives, is, as can be seen from Fig. 1, the total current required is reduced.

Diese Wirkung wird gesteigert durch eine derartige Änderung des Zündstiftquerschnittes von der runden zur elliptischen Herz-Dreieckform usw., so daß sie in der Zone der größten Stromdichte, d. h. bei dem Punkt 4, den kleinsten Krümmungswinkel aufweist (Fig. 3, 4, 5). Zur Erreichung dieses Zweckes erhielt der Zündstift die verschiedensten Formen.This effect is increased by such a change in the firing pin cross-section from the round to the elliptical heart-triangle shape, etc., so that they are in the zone of greatest current density, d. H. at point 4, has the smallest angle of curvature (Fig. 3, 4, 5). To achieve For this purpose the firing pin was given a wide variety of shapes.

Bei dieser Art von Zündstiften wird der Funke immer an der gleichen Stelle gebildet, die einer erhöhten Beanspruchung unterliegt. Dies ist aber ein Nachteil für die Lebensdauer des Zündstiftes.With this type of ignition pin, the spark is always formed in the same place as a raised spark Subject to stress. However, this is a disadvantage for the service life of the firing pin.

Um diese Lebensdauer bei einem Entladungsgefäß mit ständig in die flüssige Kathode tauchendem Widerstandszündstift von zylindrischer oder zugespitzter Form erhöhen, ist erfindungsgemäß eine derartige Anordnung des Entladungsgefäßes in einer Stromrichteranlage vorgesehen, daß das Entladungsgefäß auf der horizontalen Grundfläche gegenüber der senkrechten Lage geneigt montiert und derart drehbar angeordnet ist, daß bei in der Gefäßachse liegendem Zündstift durch teilweise Drehung des Entladungsgefäßes um seine Achse oder bei außerhalb der Gefäß achse liegendem Zündstift von Zeit zu Zeit durch Neigungsänderung des Gefäßes gegenüber der Senkrechten abgenutzte Bereiche des Zündstiftumfanges durch unverbrauchte ersetzbar sind.This is the lifespan of a discharge vessel that is constantly immersed in the liquid cathode Increasing resistance firing pin of cylindrical or tapered shape is one according to the invention Such an arrangement of the discharge vessel in a converter system is provided that the discharge vessel Mounted on the horizontal base at an angle to the vertical position and is rotatably arranged in such a way that when the firing pin is in the vessel axis through partially Rotation of the discharge vessel around its axis or with the firing pin lying outside the vessel axis Areas worn from time to time due to a change in the incline of the vessel in relation to the vertical of the firing pin circumference can be replaced by unused ones.

Es ist bereits bekannt, bei Zündstiftentladungsgefäßen eine Vorrichtung vorzusehen, die bewirkt, daß bei bewegten, sich zeitweilig auch gegen die Vertikale neigenden Objekten, insbesondere Schiffen, die Betriebssicherheit eines Entladungsgefäßes mit flüssiger Kathode und zentral in die Kathode eintauchendem Widerstandszündstift aufrechterhalten wird. Das Entladungsgefäß wird dort aber im Gegensatz zu dem nach der Erfindung nicht von vornherein entgegen allen bei der Montage solcher Gefäße üblichen Gepflogenheiten schief aufgestellt. Auch ist bei diesem bekannten Entladungsgefäß nicht daran gedacht, durch Veränderung der Schnittlinie Zündstift-Quecksilberoberfläche verschiedene Teile des Zündstiftes zur Zündung zu benutzen und somit die Lebensdauer des Zündstiftes zu erhöhen.It is already known to provide a device in ignition pin discharge vessels which has the effect of that in the case of moving objects that occasionally tilt towards the vertical, especially ships, the operational safety of a discharge vessel with a liquid cathode and in the center of the cathode immersed resistance ignition pin is maintained. The discharge vessel is there in the In contrast to that according to the invention, not a priori contrary to all in the assembly of such Vessels placed at an angle in accordance with customary practice. This is also the case with this known discharge vessel not thought of changing the intersection of the ignition pin-mercury surface different To use parts of the ignition pin for ignition and thus the service life of the ignition pin to increase.

An Hand der Fig. 6 bis 9 sei die Anordnung nach der Erfindung näher erläutert.The arrangement according to the invention will be explained in more detail with reference to FIGS. 6 to 9.

Nach Fig. 6 ist es bei Verwendung eines im Mittelpunkt der Oberfläche des Ouecksilbernapfes 3 gleichachsig mit der Röhre angebrachten Zündstiftes ι mit kreisrundem Querschnitt möglich, nach und nach den ganzen Umfang des Zündstiftes zu benutzen, indem die Röhre schräg angeordnet und in einem bestimmten Winkel um ihre Achse 5 gedreht wird, wenn der Zündstift an der Stelle, an der die Funkenbildung erfolgte, abgenutzt ist.According to FIG. 6, it is when using one in the center of the surface of the Ouecksilbernapfes 3 coaxially attached to the tube firing pin ι with a circular cross-section possible, according to and after using the entire circumference of the firing pin by placing the tube at an angle and is rotated around its axis 5 at a certain angle when the firing pin is in place that sparked is worn.

Verwendet man hingegen einen Zündstift anderer, axial unsymmetrischer Form, z. B. nach den Fig. 3 bis S, so kann nach und nach ein bestimmter Abschnitt der für die Stromkonzentration in Frage kommenden Kante benutzt werden, wenn der Zündstift ι exzentrisch im Quecksilbernapf angeordnet und die Neigung der Röhre leicht verändert wird, so daß der Zündstift seine Tauchfläche wechselt. In diesem Falle sollte die hauptsächlich für die Funkenbildung in Frage kommende Stelle 4 zweckmäßigerweise ungefähr senkrecht zur Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten der Berührungslinie des Zündstiftes mit dem Quecksilberspiegel und der Quecksilberoberfläche (Fig. 7 und 8) liegen, derart, daß die Neigung der Röhre eine möglichst geringe Änderung der peripherischen Stromverteilung zur Folge hat.If, on the other hand, a firing pin of a different, axially asymmetrical shape is used, e.g. B. after the 3 to 5, a certain section of the can gradually be considered for the current concentration be used when the firing pin is eccentric in the mercury bowl and the inclination of the tube is changed slightly so that the firing pin changes its diving surface. In this case, the point 4 that is mainly used for spark formation should expediently approximately perpendicular to the line connecting the midpoints of the line of contact of the firing pin with the mercury level and the mercury surface (Figs. 7 and 8) lie in such a way that the inclination of the tube is as close as possible results in a small change in the peripheral power distribution.

Bei einem Zündstift mit ungleichförmiger peripherischer Stromdichte gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Zündstrom weiterhin verringert werden, indem nach Fig. 9 die von der Zündstelle am weitesten entfernt liegende Oberfläche mit einem geeigneten Isoliermaterial 6 bekleidet wird, um den Strom, der durch diese Fläche fließen würde, auszuschalten.In the case of a firing pin with irregular peripheral Current density according to another embodiment of the present invention can be the Ignition current can be further reduced by the farthest from the ignition point according to FIG the remote surface is covered with a suitable insulating material 6 to prevent the current, that would flow through this surface.

In diesem Falle ist das Isoliermaterial gegen die zerstörende Wirkung des elektrischen Funkens geschützt, da der letztere sich an einer von ihm entfernten Stelle bildet.In this case the insulating material is protected against the destructive effects of the electrical spark, since the latter is formed at a point remote from it.

Das Isoliermaterial kann an dem Zündstift haften wie Emaille, oder es kann auch aus einer einfachen Quarzabschirmung oder ähnlichem bestehen, die soThe insulating material can adhere to the firing pin such as enamel, or it can be a simple one Quartz shielding or the like exist that so

davor angebracht ist, daß das Quecksilber nicht zwischen Quarzabschirmung und Zündstift eindringen kann. Durch diese Anordnung kann man dem Zündstift einen sehr viel größeren Querschnitt geben und somit eine mechanisch festere Konstruktion erzielen.Before this, it is ensured that the mercury does not penetrate between the quartz shield and the ignition pin can. This arrangement allows the firing pin to have a much larger cross-section give and thus achieve a mechanically stronger construction.

Claims

Patent claims:

ίο i. Arrangement of a discharge vessel in

a power converter system with a resistance ignition pin that is constantly immersed in the liquid cathode of cylindrical or pointed shape, characterized in that the discharge vessel Mounted on the horizontal base at an angle to the vertical position and is rotatably arranged in such a way that when the firing pin is in the vessel axis through partially Rotation of the discharge vessel around its axis or with it lying outside the vessel axis Firing pin from time to time worn areas of the firing pin circumference due to a change in the inclination of the vessel in relation to the vertical can be replaced by unused ones.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the edge of the firing pin in question for the streamline concentration preferably perpendicular to the connecting line between the centers of the line of contact of the firing pin with the Mercury level and the mercury surface.

3. Arrangement according to claim 1 to 2, characterized in that the from the ignition point on The most distant surface of the firing pin is covered with an insulating material is.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the insulating material used for the cover consists of an enamel surface layer or a shield made of resistant material, for. B. quartz, is that the zone to be protected is approached so that no catholyte can penetrate between the shield and ignition pin.

Considered publications:
German Patent Nos. 674447, 712902; U.S. Patent No. 2,257,768;
Journal »Scientific Publications

from the Siemens works "

s. 35;p. 35;

"Physical Review" journal,
15. i. 1939, p. 228.

Vol. Is (1936), H. 3, Vol. 55 of

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings