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Publication number: DES0039803MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 28. Juni 1954 Bekanntgemacht am 30. Mai 1956Registration date: June 28, 1954. Advertised on May 30, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Betrieb von einanodigen Entladungsgefäßen, welche mit Erregeranoden arbeiten, und hat zum Ziel, die nachteiligen Erscheinungen zu beseitigen, die sich durch den Ausfall der Erregung ergeben können. Es hat sich gezeigt, daß die Erregung bei solchen Gefäßen unter ungünstigen Betriebsverhältnissen,· insbesondere bei gittergesteuerten Gefäßen bei sehr weitgehender Teilaussteuerung derselben, mitunter erlischt. Die physikalischen Ursachen, die dafür bestimmend sind, können noch nicht restlos übersehen werden. In vielen Fällen kann ein solcher Ausfall der Erregung, insbesondere wenn das Entladungsgefäß im Wechselrichterbetrieb arbeitet, zu unerwünschten Betriebsunterbrechungen und eventuell weiteren Nachteilen Anlaß geben.The invention relates to a device for operating single-anode discharge vessels, which work with excitation anodes and aims to eliminate the disadvantageous phenomena, which can result from the failure of the excitation. It has been shown that the excitement at such vessels under unfavorable operating conditions, especially with grid-controlled vessels with very extensive partial control of the same, sometimes goes out. The physical causes that are decisive for this cannot yet be fully identified be overlooked. In many cases, such a failure of the excitation, especially if the discharge vessel works in inverter operation, to undesired operational interruptions and possibly give rise to further disadvantages.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das Häufigkeitsmaximum des Erlöschens der Erregung in dem Zeitraum unmittelbar nach Erlöschen der Hauptanode liegt. Die Erscheinung ao zeigt sich ferner um so häufiger, je steiler der Anodenstrom auf Null absinktThe invention is based on the knowledge that the maximum frequency of the extinction of the Excitation in the period immediately after the main anode has gone out. The appearance ao is also shown all the more frequently, the steeper the anode current drops to zero

Erfindungsgemäß läßt sich diesen Nachteilen eines Ausfalles der Erregung des Entladungsgefäßes dadurch begegnen, daß an den Entladungsgefäßbehälter oder an einen diesem an dem Gefäß in elektrischer Hinsicht wirkungsmäßig äquivalenten Teil ein Tauchzündstift,· nach Art derjenigen für Initialzündung, elektrisch angeschlossen ist und die Potentialdifferenz, die nach dem Erlöschen der Erregung im Anschluß an die Brennzeit der Hauptanode zwischen der EntladungsgefäßbehälterwandAccording to the invention, these disadvantages of failure of the excitation of the discharge vessel can be avoided counteract that on the discharge vessel container or on one of this on the vessel in from electrical point of view, the equivalent part in terms of function, a submersible detonator, · in the manner of those for Initial ignition, is electrically connected and the potential difference that occurs after the excitation has ceased following the burning time of the main anode between the discharge vessel container wall

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bzw. dem diesen wirkungsmäßig äquivalenten Teil und der Kathode entsteht, für die Lieferung eines Stromes über den Zündstift zur erneuten selbst-or the part which is equivalent in terms of effect and the cathode arises, for the delivery of one Current through the ignition pin for renewed self-

.:■;■■ tätigen Zündung, des: Gefäßes ausgenutzt wird. Der Zündstift kann hierbei gegebenenfalls unmittelbar.: ■; ■■ Activate ignition of: the vessel is being used. the Firing pin can be used directly

;'.'-,'.. von dem Gefäßbehälter oder von einem diesem in elektrischer Hinsicht wirkungstnäßig äquivalenten Teil getragen, sein. Der elektrische Anschluß des Zündstiftes erfolgt an den Entladungsgefäßbehälter,; '.'-,' .. be carried by the vessel container or by a part which is equivalent in terms of electrical efficiency. The electrical connection of the ignition pin is made to the discharge vessel container,

ίο wenn das Entladungsgefäß einen Aufbau hat, bei welchem die Kathode gegen den Entladungsgefäßbehälter elektrisch isoliert ist. Es gibt aber auch Ausführungen von Entladungsgefäßen, bei welchen der Entladungsgefäßbehälter gegen die Kathode des Gefäßes nicht ..isoliert ist. In diesem Falle ist in dem Entladungsge|äßbehälter ein besonderer die Entladungsbahn umschließender Schirm vorgesehen, welcher gegenüber dem Entladungsgefäßbehälter isoliert ist und die eigentliche Behälterwand des Entladungsgefäßes gegen die Entladungsbahn abschirmt.ίο if the discharge vessel has a structure, at which the cathode is electrically isolated from the discharge vessel container. There is also Designs of discharge vessels, in which the discharge vessel vessel against the cathode of the vessel is not ... isolated. In this case it is a special screen surrounding the discharge path is provided in the discharge vessel, which is insulated from the discharge vessel container and the actual container wall of the discharge vessel shields against the discharge path.

Bei einem solchen Aufbau des Entladungsgefäßes wird der Zündstift an diesen gegen die Behälterwand und damit gegen die Kathode isolierten Schirm angeschlossen, denn dieser wirkt bei einemWith such a construction of the discharge vessel, the firing pin on this is against the container wall and thus connected to the shield insulated from the cathode, because this works for you

.!^..solchen Gefäßaufbau, mit dem Plasma der Entladung im Gefäß zusammen elektrisch äquivalent , dem Entladungsgefäßbehälter bei einem Gefäßaufbaü mit gegen diesen Behälter isolierter Kathode..! ^ .. such a vessel structure, with the plasma of the discharge together electrically equivalent in the vessel, the discharge vessel container in the case of a vessel structure with cathode insulated from this container.

Die Erfindung macht dabei von der Erscheinung Gebrauch, daß bei einem Erlöschen des Kathoden-The invention makes use of the phenomenon that when the cathode goes out

··---- fleckes im Anschluß an die Anodenbrennzeit das absterbende Plasma der Entladungsstrecke das Potential der zu diesem Zeitpunkt positivsten Elektrode, d.h. dasjenige der nunmehr leer laufenden Erregeranode oder Erregeranoden annimmt. Es wird demzufolge auch der von der Kathode isolierte Kessel oder der in elektrisch äquivalentem Sinne wirkende Schirm bei einem Gefäß mit nicht gegen den Kessel isolierter-'Kathode mit dem Charakter einer mit dem Plasma in Berührung stehenden isolierten Sonde kurzzeitig etwa auf dieses Potential der Erregeranode hochgerissen. Ist nun, wie angegeben, ein in das Kathodenquecksiilber eki- tauchender Zündstift wie für eine Initialzündung leitend z. B. mit dem Vakuumkessel verbunden, so bewirkt der Abfluß der in dem Plasma gespeicherten elektrischen Energie über die Kessel wand und den Zündstift selbsttätig die Einleitung eines neuen Zündvorganges, so,.; daß auch die Erregeranode·· ---- stain following the anode burning time dying plasma of the discharge path the potential of the most positive electrode at this point in time, i.e. that assumes that the exciter anode or exciter anodes are now idling. It is consequently also the boiler isolated from the cathode or that in an electrically equivalent sense effective screen in a vessel with a cathode with the character not insulated from the kettle an insulated probe in contact with the plasma briefly to this potential the exciter anode torn up. If, as indicated, an eki- diving ignition pin as for an initial ignition conductive z. B. connected to the vacuum tank, so causes the outflow of the electrical energy stored in the plasma via the boiler wall and the ignition pin automatically initiates a new ignition process, so,.; that also the exciter anode

_L,_f. selbsttätig wieder gezündet wird. Der Zündstromkreis schließt sich dabei über den Erregersatz und das Plasma. " -, ■ ^r ■ _L , _f . is automatically re-ignited. The ignition circuit closes via the exciter set and the plasma. "-, ■ ^r ■

_:Bei einer solchen, Anordnung wird naturgemäß wegen des betriebsmäßig stets bestehenden Poten- _: With such an arrangement, naturally due to the operational potential that always exists

..:, tialunterschiedes zwischen dem Entladungsgefäßbehälter bzw. dem diesem äquivalenten Schirm und der gegen diese isolierten Kathode ein geringer Strom über den Tauchzündstift fließen, wenn dieser an seinem in das--Quecksilber eintauchenden Teil..:, tial differences between the discharge vessel container or the screen equivalent to this and the cathode insulated from it is less Current will flow through the immersion ignition pen when it reaches its part immersed in the mercury

₍, aus einem Haibleiterwerkstofr besteht. Das Fließen dieses Stromes wird nicht eintreten, wenn ein Tauchzündstift mit einem ,dielektrischen Überzug benutzt wird, wie er ebenfalls bereits an sich bekannt ist. Bei diesem Strom, der bei brennender Erregeranode über den Tauchzündstift fließt, handelt es sich aber um einen solchen, der nur zu einer relativ geringen thermischen Belastung des Zündstiftes führt. Der nach der Erfindung für die Zündung ausgenutzte Potentialunterschied, der z. B. zwischen dem Entladungsgefäßgehäuse und der Kathode im Falle des Erlöschens der Erregeranode auftritt, liegt um ein bis zwei Zehnerpotenzen höher als der sonst bestehende, so daß tatsächlich ein wirksamer Zündvorgang erreicht wird. Die Größe dieses Wertes läßt sich beeinflussen durch die Wahl der für die Erregeranode benutzten Leerlaufspannung. Da bei einer- solchen Anordnung im Gegensatz zu dem üblichen Aufbau der'zündstiftgesteüerten Gefäße die Kathode gegen den Behälter des Entladungsgefäßes isoliert ist, läßt sich eine solche erfindungsgemäße Anordnung mit einem mit der Entladungsgefäßwand leitend verbundenen und gegebenenfalls an dieser unmittelbar angeordneten Tauchzündstift auch unmittelbar als integrierender Bestandteil der eigentlichen Zündeinrichtung des Gefäßes ausnutzen, so daß in diesem Falle dann keine weitere Zündeinrichtung benötigt wird. Sobald nämlich, wie ohne weiteres zu übersehen ist, z. B. an die Entladungsgefäßbehälterwand und an die Kathode eine entsprechende Spannung angelegt wird, kann über den Tauchzündstift auch ein Strom erzeugt werden, der die betriebsmäßige Zündung für die Ingangsetzung der Dauererregung des Gefäßes herbeiführt. ₍ , consists of a semiconductor material. The flow of this current will not occur if a dipstick with a dielectric coating is used, as it is also already known The potential difference used for ignition according to the invention, which occurs e.g. between the discharge vessel housing and the cathode in the event that the exciter anode goes out, is around a up to two powers of ten higher than the otherwise existing one, so that an effective ignition process is actually achieved. The size of this value can be influenced by the choice of the open circuit voltage used for the exciter anode Vessels isolate the cathode from the container of the discharge vessel t, such an arrangement according to the invention can also be used directly as an integral part of the actual ignition device of the vessel, with a submerged ignition pin conductively connected to the discharge vessel wall and optionally arranged directly on it, so that in this case no further ignition device is required. As soon as, as can easily be overlooked, z. B. a corresponding voltage is applied to the discharge vessel container wall and the cathode, a current can also be generated via the immersion ignition pen, which brings about the operational ignition for starting the continuous excitation of the vessel.

Eine beispielsweise Ausführung für die Anwendung der Erfindung bei einem Entladungsgefäß mit gegen die Kathode isolierter Behälterwand veranschaulicht die Figur der Zeichnung. In dieser bezeichnet 1 die Sekundärwicklung des das Entladungsgefäß speisenden Transformators, wobei von dem Stromrichter nur ein Gefäß 2 dargestellt ist. Dieses Gefäß besitzt eine Hauptanode 3 und eine Erregeranode 4. Seine mit Quecksilber arbeitende Kathode ist mit 5 bezeichnet. Über die Leitungen 6, 7 und 8 ist ein Verbraucher 13 in den Stromkreis des Entladungsgefäßes eingeschaltet. Der Behälter der Kathode 5 ist über einen Isolierring 14 gegen den Behälter 2 isoliert. An dem Behälter 2 ist die Tauchzündelektrode 15 befestigt, die mit ihrem freien unteren Ende in das Quecksilber der Kathode 5 eintaucht. Eine Zündsipannungsquelle 9 kann über die Leitung ι ο und den Schalter 11 sowie die Leitung 12 an den Behälter 2 bzw. die Zünd elektrode15 einerseits und die Kathode 5 andererseits angeschlossen werden für die Durchführung einer, bedienungsmäßigen Zündung des Gefäßes.An example of an embodiment for the application of the invention in a discharge vessel with a container wall insulated from the cathode is illustrated by the figure of the drawing. 1 denotes the secondary winding of the transformer feeding the discharge vessel, only one vessel 2 of the converter being shown. This vessel has a main anode 3 and an exciter anode 4. Its cathode, which works with mercury, is denoted by 5. Via the lines 6, 7 and 8, a load is switched into the circuit of the discharge vessel. 13 The container of the cathode 5 is insulated from the container 2 by an insulating ring 14. The immersion ignition electrode 15 is attached to the container 2, and its free lower end is immersed in the mercury of the cathode 5. An ignition voltage source 9 can be connected via the line ι ο and the switch 11 and the line 12 to the container 2 or the ignition electrode 15 on the one hand and the cathode 5 on the other hand for carrying out an operator-controlled ignition of the vessel.

Zum Wesen der Arbeitsweise eines solchen Gefäßes wird nochmals kurz angeführt: Erlischt kn Anschluß an die Brennzeit der Hauptanode 3 der Lichtbogen zur Erregeranode 4, so nimmt das Gefäß 2 zufolge seiner Berührung mit dem Plasma sprunghaft etwa das Potential der Leerlauf spannung der Erregeranode 4 an. Die auf diese Weise zwischen dem Behälter 2 und der Kathode 5 ent- stehende Potentialdifferenz läßt einen ZündstromThe essence of how such a vessel works is briefly stated again: Goes out kn Following the burning time of the main anode 3, the arc to the exciter anode 4 takes the vessel 2, as a result of its contact with the plasma, the potential of the no-load voltage jumped the excitation anode 4 on. The resulting in this way between the container 2 and the cathode 5 standing potential difference allows an ignition current

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über den Zündstift 15 nach der Kathode 5 entstehen, so daß der erloschene Erregerlichtbogen wieder in Gang gesetzt wird. War das Entladungsgefäß außer Betrieb gewesen und soll wieder in Betrieb genommen werden, so kann eine grundsätzlich in dem Beispiel bereits angedeutete Zündeinrichtung 9 bis 12 benutzt werden, deren integrierender Bestandteil der Tauchzündstift 15 ist, wie bereits oben angeführt wurde. Für den Zündvorgang wird der Schaltern' geschlossen, wodurch von der Zündspannungsquelle 9 ein entsprechender Strom über .den Tauchzündstift 15 und die Kathode 5 geliefert wird, der zur Erzeugung eines Zündlichtbogens und damit zur Ingangsetzung des Lichtbogens für die Erregeranode 4 führt.arise via the ignition pin 15 after the cathode 5, so that the extinguished excitation arc again in Gear is set. Was the discharge vessel out of service and should be put back into service? , an ignition device 9 to 9, which is basically already indicated in the example, can be used 12 are used, the integral part of which is the immersion ignition pin 15, as already mentioned above would. The switch is closed for the ignition process, which causes the ignition voltage source 9 a corresponding current is supplied via the immersion ignition pin 15 and the cathode 5 is used to generate an ignition arc and thus to start the arc for the exciter anode 4 leads.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Device for the operation of single-anode Discharge vessels with permanent excitation, characterized in that the discharge vessel container or to one that is electrically equivalent to this on the vessel Part of a submerged ignition pin electrically connected to the type of those for initial ignition is, and the potential difference that follows after the excitation has ceased to the burning time of the main anode between the discharge vessel container wall or the latter effectively equivalent part and the cathode arises, for the delivery of a Current through the firing pin is used to automatically re-ignite the vessel.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the immersion ignition pin is an integral part of the operating ignition device of the discharge vessel, with the activation of which a corresponding voltage is applied to the container wall and the cathode will.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the firing pin of the discharge vessel container or the installation that is equivalent to this in terms of electrical efficiency of the vessel is worn.

Referred publications:
German Patent No. 715946;
Swiss patent specification No. 224778.

1 sheet of drawings