NO142703B - Ip fremgangsmaate til undertrykkelse av ytre magnetfelt paa sk - Google Patents

Description

Elektrode for gass-og/eller damputladningslamper.

Oppfinnelsen angår elektroder for gass- og/eller damputladningslamper, særlig høytrykksutladningslamper, med en

emitterende masse som består av et kompakt sinterlegeme som har flere soner med forskjellig fordampningshastighet og/elek-tronuttredelsesarbeide og som er presset rundt en elektrodestift.

Det er kjent såkalte forrådskatoder som

består av et porøst sinterlegeme av et metall med høyt smeltepunkt, i hvilket er inn-leiret oksyder av jordalkalimetaller og alu-minium. Slike katoder er heller ikke nye i elektriske utladningsbeholdere hvor et po-røst sinterlegeme av tungtsmeltelig metall som wolfram eller molybden er gjennom-trukket med en emisjonsbefordrende substans, og hvor katodelegemet vekselvis er bygget opp av sjikt av thoriumforbindelser og tungtsmeltende metaller, og som er for-synt med et dekksjikt av wolfram eller molybden. I disse tilfeller skal der tilveiebringes en forrådskatode hvor den prosen-tuale mengde av den emisjonsbefordrende substans ikke er begrenset innenfor en porøs mantel. Ved alle kjente katoder av denne art er det tale om porøse forrådskatoder som enten trenger en høy tenn-spenning, særlig ved lavere omgivelses-temperaturer, eller også har en for sterk forstøvning under lampens drift som fører til for tidlig svertning av utladningsbehol-deren.

Oppfinnelsen utgår fra den tanke å

tilveiebringe en elektrode hvor der i sinterlegemet tilveiebringes atskilte funksjoner

ved tenning på den ene side og ved drift på den annen side. Som bekjent er der for tenning nødvendig med en emisjonselek-trode med lite elektronuttredelsesarbeide, dvs. god emisjonsevne, og under brenn-tiden er det ønskelig med en emisjonselek-trode med høy temperaturbestandighet, dvs. liten fordampningshastighet av emisjonsbestanddelene, altså et stort elektronuttredelsesarbeide. Med et over hele sitt volum og sin samlede overflate homogent sinterlegeme er en slik oppdeling av funksjonene for tenning på den ene side og brenntid på den annen side ved gass- og/eller damputladningslamper ikke mulig å oppnå. Vik-lede elektroder som er tilsatt emisjonsmate-riale, tenner gjerne lett, men har en sterk fordampning av emisjonsmaterialet under lampens drift hvilket sverter kolben for tidlig.

Disse ønskede egenskaper ved en elektrode oppnås ifølge oppfinnelsen ved at sinterlegemets forskjellige soner er anordnet hovedsakelig aksialt, og består av inn-byrdes forskjellige blandinger av minst ett av oksydene av barium, kalsium eller tho-rium, og minst ett metall med høyt smeltepunkt, slik som wolfram eller molybden, og at de mest temperaturbestandige soner med størst elektronuttredelsesarbeide er anordnet på den del av elektroden som vender mot utladningsrommet, mens soner med mindre elektronuttredelsesarbeide er anordnet på den del av elektroden som vender bort fra utladningsrommet. Disse sinter-legemesoner som altså i det minste er til-stede på sinterlegemets overflate, har monogene emisjonsblandinger. Mot utladningsrommet hvor elektrodetemperaturen er fra 1800—2300° C, er anordnet den temperaturbestandige sone med større elektronuttredelsesarbeide, mens sonene med mindre elektronuttredelsesarbeide er anordnet på den side av elektroden som vender bort fra utladningsrommet, hvor der helst ikke opptrer temperaturer over 1050— 1300° C. Mens de kjente sinterelektroder har til dels flere sjikt utenpå hverandre med det mål at det ytterste sjikt skal gi et minst mulig uttredelsesarbeide, har elektroden ifølge oppfinnelsen flere sjikt ved siden av hverandre på overflaten med forskjellig fordampningshastighet og uttredelsesarbeide for emisjonsbestanddelene, i den hen-sikt å løse de forskjellige oppgaver elektroden har i en gassutladningslampe, nemlig tenning og brenntid. Anordningen av de forskjellige soner kan gjøres på den måte at sinterlegemesonen med lite elektronuttredelsesarbeide anordnes i aksial retning lengst fra utladningen, bak sonen med større elektronuttredelsesarbeide. Det er . også mulig å forme sinterlegemesonen med lite elektronuttredelsesarbeide på forhånd f. eks. som atskilte piller f. eks. ved pres-sing og eventuelt forhåndssintring og deretter inneslutte disse på den flate som vender fra utladningsrommet og på sidene sammen med sinterlegemesjiktet med større elektronuttredelsesarbeide. Til emisjonsblandingen for sinterlegemesonen med større elektronuttredelsesarbeide er ifølge en ytterligere utformning av oppfinnelsen tilsatt en større pst.-sats wolframpulver enn sinterlegemesonen med mindre elektronuttredelsesarbeide. Det har vist seg fordelaktig for sinterlegemesonen med større elektronuttredelsesarbeide å anvende en blanding av 5 BaO 2 A1203 med 70—98 vekt-pst., fortrinnsvis 90 vektpst. wolframpulver som har en aluminiumgehalt på 0,05—1 pst., fortrinnsvis 0,1 vektpst. En annen fordelaktig emisjonsblanding for sinterlegemesonen med større elektronuttredelsesarbeide består av bariumoksyd, kalsiumoksyd, thoriumoksyd og finfordelt silisiumoksyd som er tilsatt 60—95 vektpst., fortrinnsvis 80 vektpst. wolframpulver. En videre minsk-ning av svertningen på utladningskolben kan oppnås ved tilblanding av 0,05—3 vekt-pst., fortrinnsvis 1 vektpst. Zv09. En gun-stig emisjonsblanding for sinterlegemesonen med lite elektronuttredelsesarbeide har vist seg å være en blanding av barium-oksyd, kalsiumoksyd, thoriumoksyd og silisiumoksyd som er tilsatt inntil 60 vektpst., fortrinnsvis 30—40 vektpst. wolframpulver, Som utgangsmateriale for emisjonsblandingen uten tilsetning av wolframpulver, består av 40—70 vektpst. thoriumoksyd, 10— 40 vektpst. bariumkarbonat, 5—20 vektpst. kalsiumkarbonat og 0,5—5 vektpst. silisiumoksyd. Fortrinnsvis strekker den ende av elektrodekjernestiften som vender mot utladningen seg i det minste til sonen med større elektronuttredelsesarbeide, fortrinnsvis i samme lengde som sinterlegeme eller rager ut av dette tilnærmet et stykke som tilsvarer dens diameter. Utladningsbuen søker seg for oppnåelse av et minst mulig spenningsfall ut en flate i nærheten av elektrodestiften, da sinterlegeme i seg selv har en relativt stor motstand. De ytre di-mensjoner av sinterlegemet bestemmes fortrinnsvis slik at dets temperatur i bue-ansatsområdet er ca. 1800—2300° C og i den tilbakeliggende tenningsdel dvs. den del som er lengst fra bueansatsen, er ca. 1050— 1300° C. Forholdet mellom diameter og lengde av sinterlegeme velges med fordel minst mulig på grunn av utladningens tenning, dvs. et kort sinterlegeme gir kort starttid. Diameteren av elektrodekjernestiften forholder seg til diameteren av senterlegemet som ca. 1 : 2 til 1 : 5. Press-trykket skal velges slik at presslegemet ikke faller fra hverandre, men på den annen side heller ikke blir for tett. Presstrykk på 1000—5000 kg/cm- fortrinnsvis 3000 kg/cm<*>, har vist seg fordelaktig. Sintringen skjer fortrinnsvis på den måte at presslegemet opphetes til en temperatur på 210—2300° C.

Utførelseseksempler på oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningen.

Fig. 1 viser en kvikksølvhøytrykkslampe hvor elektrodekjernestiftene 4 for elektrod-ene 2 på i og for seg kjent måte er inn-smeltet i lampeendene ved mellomkopling av molybdenfolier 3. På figurene 2—4 er vist forskjellige utførelsesformer for sinterelektroder ifølge oppfinnelsen i sterkt for-størret målestokk.

Elektroden ifølge fig. 2 består av en elektrodekjernestift 4 rundt hvilken det er presset et sinterlegeme som består av to soner 5 og 6 med forskjellig emisjonsblanding, og som deretter er fast sammensint-ret. Sonen 5 er i lampen anordnet på den side av sinterelektroden som vender fra utladningsrommet og består av en emisjonsblanding med lite elektronuttredelsesarbeide, dvs. stor emisjonsevne. Under og kort etter tenningen starter buen i denne sone. Sonen 6 er anordnet i lampen mot utladningsrommet og består av en temperatur - fast emisjonsblanding med liten fordampningshastighet, dvs. stort elektronutredel-sesarbeide. Buen vil under starten så lenge trykket er lavt på grunn av sin ringe gra-dlens dannes der hvor katodefallet er minst (sone 5). Når gradiensen stiger med trykket, forskyves sluttelig buen til sonen 6 som ligger nærmere utladningen, fordi der-ved summen av spenningsfallet i buen pluss katode- og anodefallet blir mindre.

Ved den elektrode som er vist på fig. 3 er sonen 5 av en emisjonsblanding med lite elektronuttredelsesarbeide på den mot utladningsrommet vendende flate og på sidene omsluttes av en sone 6 med større elektronuttredelsesarbeide. Fig. 4 viser en elektrode hvor emisjonsblandingen i sonen 5 går jevnt over i sonen 6. Ved elektroden ifølge fig. 2 og 3 er elektrodekjernestiften 4 mot utladningssiden dekket av bare et tynt sjikt av sinterlegeme, mens ved elektroden ifølge fig. 4 ligger elektrodekjernestiften her i flukt med smterlegemet. Emisjons-sonesj iktene er her som pulverblanding fylt etter hverandre i presseformen og sam-menpresset med et trykk på ca. 3000 kg/ cm<2> og deretter sintret ved temperaturer inntil ca. 2300° C. Utgangsmaterialet for emisjonsblandingen uten tilsetning av wolframpulver består her av ca. 65 vekt-pst. Th02, 25,5 vekt-pst. BaC08, 8,5 vekt-pst. CaCQ, og 1,0 vekt-pst. fint fordelt SiCX For sinterlegemesonen 5 med lite elektronuttredelsesarbeide er denne ovenfor nevnte angitte emisjonsblanding tilsatt 40 vekt-pst. wolframpulver beregnet av hele blandingen. For sinterlegemesonen 6 med stort elektronuttredelsesarbeide er emisjonsblandingen tilsatt 80 vekt-pst. wolframpulver, likeledes beregnet av hele blandingen. Elektrodekjernestiften 4 består av wolfram og har ved en 50 wattkvikk-sølvhøytrykkslampe en diameter på 0,6 mm mens diameteren av senterlegemet er 2 mm. Ved lamper for andre belastninger av-viker dimensjonene av elektrodekjernestiften og sinterlegemet selvsagt tilsvar-ende fra de angitte verdier.

Emisjonsblandingen forbrukes meget langsomt og er derfor tilstrekkelig for man-ge tusen tenninger og brenntimer, og utladningskolben svertes bare lite. Tenn-spenningen ligger ved disse senterelektro-der lavere enn ved andre kjente utlad-ningslamper. Ved start av lampen opptrer ingen likerettereffekt. Utladningen bren-ner etter tenningen i en rolig bue. Det opptrer bare en liten likestrømandel og mindre høyfrekvensforstyrrelse enn ved vanlige elektroder. Ved større antall lamper er om-kostningene ved fremstillingen av sinter-elektrodené ifølge oppfinnelsen mindre enn for vanlige kjente elektroder.

Patentpåstander:

1. Elektrode for gass- og/eller damputladningslamper, særlig høytrykksutlad-ningslamper, med en emitterende masse som består av et kompakt sinterlegeme som har flere soner med forskjellig fordampningshastighet og/elektronuttredelsesar-beide og som er presset rundt en elektrodestift, karakterisert ved at sinterlegemets forskjellige soner (5,6) er anordnet hovedsakelig aksialt, og består av inn-byrdes forskjellige blandinger av minst ett av oksydene av barium, kalsium eller tho-rium, og minst ett metall med høyt smeltepunkt, slik som wolfram eller molybden, og at de mest temperaturbestandige soner (6) med størst elektronuttredelsesarbeide er anordnet på den del av elektroden som vender mot utladningsrommet, mens soner (5) med mindre elektronuttredelsesarbeide er anordnet på den del av elektroden som vender bort fra utladningsrommet. 2. Elektrode ifølge påstand 1, karakterisert ved at sinterlegemesonen (5) med mindre elektronuttredelsesarbeide som er anordnet på den flate som vender fra utladningsrommet, på sidene er omsluttet av et sinterlegemesjikt (6) med større elektronuttredelsesarbeide. 3. Elektrode ifølge påstandene 1 og 2, karakterisert ved at sinterlegemesonen (6) med større elektronuttredelsesarbeide består av en blanding av 5 Ba O-2A1,0:1 med 70—98 vekt-pst., fortrinnsvis 90 vekt-pst. wolframpulver, hvori Al-gehalten er 0,05—1 pst., fortrinnsvis 0,1 vekt-pst. 4. Elektrode ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at sinterlegemesonen (6) med større elektronuttredelsesarbeide består av en emisjonsblanding av barium-oksyd, kalsiumoksyd, thoriumoksyd og fint fordelt silisiumoksyd som er tilsatt 60—$5 vekt-pst., fortrinnsvis 80 vekt-pst. wolframpulver. 5. Elektrode ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at sinterlegemesonen med mindre elektronuttredelsesarbeide (5) består av en emisjonsblanding av bariumoksyd, kalsiumoksyd, thoriumoksyd, silisiumoksyd som er tilsatt inntil 60 vekt-pst., fortrinnsvis 30—40 vekt-pst. wolframpulver. 6. Elektrode ifølge påstand 4 eller 5, karakterisert ved at emisjonsblan-dingens utgangsmateriale uten tilsetning av wolframpulver, består av 40—70 vekt-pst. thoriumoksyd, 10—40 vekt-pst. bariumkarbonat, 5—20 vekt-pst. kalsiumkarbonat og 0,5—5 vekt-pst. silisiumoksyd. 7. Elektrode ifølge en eller flere av påstandene 1—7, karakterisert ved at den ende av elektrokjedekjernestiften (4) som vender mot utladningen i det minste strekker seg til sonen (6) med større elektronuttredelsesarbeide, fortrinnsvis i samme lengde som sinterlegemet eller rager ut av dette tilnærmet et stykke som tilsvarer dens diameter. 8. Elektrode ifølge en eller flere av påstandene 1—7, karakterisert ved en slik dimensjonering av sinterlegemet at dets temperatur i lysbuens startområde er ca. 1800—2300° og i den bakenforliggende del d.v.s. i den del som er lengst fra lysbuens startområde er ca. 1050—1300° C. 9. Elektrode ifølge en eller flere av påstandene 1—8, karakterisert ved at forholdet mellom diameter og lengde av sinterlegemet er fra 1:1 til 1:3. 10. Elektrode ifølge en eller flere av påstandene 1—9, karakterisert ved at forholdet mellom diameteren av elek-trodekjedekjernestiften og diameteren av sinterlegemet varierer fra 1:2 til 1:5. 11. Fremgangsmåte til fremstilling av et sinterlegeme ifølge en eller flere av påstandene 1—10, karakterisert ved at emisjonsblandingen sammenpresses ved et trykk på ca. 1000—5000 kg/cm<2>, fortrinnsvis 3000 kg/cm-', og sintres ved temperaturer på 2100—2300° C.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til undertrykkelse av ytre magnetfelt på skip som har strømgenerator, minst en elektrisk hoveddrivmotor, flere batterier og flere elektriske forbrukere, idet batteriene er sammenkoblet med generatorene, motorene og forbrukerne ved hjelp av minst en koblingstavle og batteriene kan serie- henholdsvis parallellkobles for turtallregulering . av hoveddrivmotoren, ved hjelp av om magnetféltkildene lagte, av styrt strøm gjennomstrømmede kompensasjonsviklinger, karakterisert ved "at strømmene i kompensasjonsviklingene (48-52) ved parallellkoblede batterier (7, 8, 9) styres ved fra likepolede batteriklemmer direkte avtatte potensialforskjeller (53, 54, 55).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at kompensasjonsviklingene (48-52) er direkte påtrykket de ved batteriklemmene direkte avtatte potensialforskjeller (53, 54, 55).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at en lineær forsterker styres med de direkte ved batteriklemmene avtatte potensialforskjeller (53j 54, 55), idet lineær forsterkerens utgangsstrøm til-føres kompensasjonsviklingene (48-52).