DE400147C - Metalldampf-, insbesondere Quecksilberdampfgleichrichter mit einer ueber der zentral angeordneten Kathode liegenden Kondensationskammer und ausserhalb der Achse liegenden Anoden, bei dem die Wirkung des Lichtbogens die Luftleere im Anodenraum verstaerkt - Google Patents

Description

Die Unterhaltung eines hohen Grades von Luftleere in den Metalldampfgleichrichtern, insbesondere mit Quecksilberdampf, ist, wie bekannt, von großer Wichtigkeit. Solange ein solcher Grad von Luftleere nicht erreicht ist, können diese Apparate nur mit verminderter Belastung verwendet werden, und diese muß um so geringer sein, je weniger vollkommen die Luftleere ist. Es ist im allgemeinen erst nach ι ο Ablauf von mehreren Monaten fortgesetzten Betriebes unter dauernder Verbindung des Gleichrichters mit einer Luftpumpe möglich, die nötige Luftleere zu erzeugen, und es ist daher erwünscht, daß dies entbehrlich wird und daß der Gleichrichter schon vorher auch ohne Pumpe mit voller Belastung benutzt werden kann. Solange die Luftleere nicht zufriedenstellend ist, besteht bei dem Betriebe die Gefahr von Kurzschlüssen zwischen den Anoden. Auch trotz der Sorgfalt und der Vollendung, mit welcher die Dichtungen bei diesen Apparaten hergestellt werden, ist es gewöhnlich notwendig, die Gleichrichter von Zeit zu Zeit wieder mit der Pumpe zu verbinden, um die nötige Luftleere herzustellen und so die Gefahr von Kurzschlüssen zwischen den Anoden zu vermeiden.

Die Erfindung besteht darin, den Gleichrichter derart auszubilden, daß die Luftleere sich um die Anoden während des Betriebes vergrößert.

Dieses wird dadurch erzielt, daß man den unter Wirkung des elektrischen Lichtbogens entstehenden Metalldampfstrahl durch eine als Diffusionspumpe wirkende Anordnung schickt und dazu benutzt, die Gasmoleküle aus dem Anodenraume in eine über der Kathode befindliche Kondensationskammer zu pumpen.

Die Anordnung des Apparates ist derart getroffen, daß der Metalldampf selbst nur in geringem Maße in den Anodenraum eindringen kann, sondern in der über der Kathode befindlichen Kondensationskammer kondensiert und von dort der Kathode wieder zugeführt wird.

Zu diesem Zwecke ist der Gleichrichter in drei miteinander kommunizierende Kammern geteilt, deren eine die flüssige Kathode enthält, während sich in der zweiten die Anoden befinden und die dritte eine Kondensationskammer bildet; über dem Metallbade ist eine Röhre angeordnet, welche den Dampfstrahl führt, der sich infolge der durch den Lichtbogen erzeugten Hitze bildet.

Die Röhre ist ziemlich eng und lang und die Durchtrittsöffnung von der Kathode zu den Anoden ist derart ausgebildet, daß die von der Kathode ausgesandten und in die Röhre geleiteten Moleküle nur schwer in die Anodenkammer eindringen können.

Die folgenden Abmessungen können mit Vorteil angewendet werden. Die Röhre besitzt die Form eines Zylinders, und ihre Länge zwischen der Oberfläche der Kathode und der Verbindung mit der Anodenkammer beträgt wenigstens die dreifache Größe ihres mittleren Durchmessers.

Ein anderes wesentliches Merkmal des Appaparates ist, daß die Kathodenröhre in ein anderes Rohr mit größerem Durchmesser, welches mit der Kondensationskammer in Verbindung steht, hineinragt. Es dringen dann alle Quecksilbermoleküle, selbst diejenigen, welche bei ihrem Austritte aus der Kathodenröhre am meisten gegen die Kathodenröhre geneigt sind, in die obere Röhre ein und werden hierdurch in den Kondensationsraum geführt. Der Ringraum, der die Verbindung zwischen der Kammer der Anoden und derjenigen der Kathode bildet, kann eine Weite haben, die dem fünften Teile des Durchmessers der Kathodenröhre entspricht, und demzufolge in gewissen Fällen die Größe von Zentimetern erhalten.

Es ist wichtig, daß die Moleküle, die von der Kathode ausgesandt werden, eine möglichst große Geschwindigkeit in dem Augenblicke haben, wo sie an die Verbindungsstelle mit der Anodenkammer kommen. Alle Geschwindig-

keitsverluste, die auf Krümmungen und Einschnürungen zurückzuführen sind, müssen sorgfältig vermieden werden. Bei dem Gleichrichter der Erfindung müssen also die Röhren geradlinig sein und gegen die Kondensationskammer, zweckmäßig in der Achse dieser liegend, gerichtet sein.

Aus demselben Grunde dürfen die Quecksilbertröpfchen nach der Kondensation auf dem

ίο Rückwege nicht in den Gasstrom dringen. Bei dem Gleichrichter der Erfindung ist daher in der Kondensationskammer eine Rinne vorgesehen, in welcher das kondensierte Quecksilber gesammelt wird und von der es zur Kathode durch einen völlig abgesonderten Kanal geführt wird.

Diese Vorrichtung erzeugt und hält in der Anodenkammer einen höchstmöglichen Grad von Luftleere aufrecht, selbst in dem Falle, wo der Druck, wenn der Gleichrichter nicht in Betrieb ist, verhältnismäßig groß ist. Z. B. wenn der Gesamtdruck, der im ganzen Apparate herrscht, im Ruhezustand o,r mm Quecksilbersäule ist, wird er selbsttätig in den ersten Augenblicken nach der Einschaltung auf 0,01 oder sogar auf 0,001 mm Quecksilbersäule in dem Räume, in dem sich die Anoden befinden, sinken.

Eine - beispielsweise Ausführungsform ist in

den Abbildungen dargestellt.

In Abb. ι wird das Quecksilber 1, das in dem Rohre 2 enthalten ist, mit dem neutralen Punkte des Transformators verbunden, dessen Wechselstrom man gleichrichten will. Wenn der Lichtbogen durch eine geeignete Vorrichtung, die in der Abbildung nicht dargestellt ist, gezündet wird, bildet das Quecksilber 1 den negativen Pol des gerichteten Stromkreises, für den die Anoden 3 und 4 wechselseitig den positiven Pol bilden. Der Quecksilberdampf, der reichlich über dem Quecksilber 1 erzeugt wird, bildet einen geradlinigen Strahl von großer Geschwindigkeit, der durch den oberen Teil des Rohres 2 geführt, in das Rohr 5 eintritt, das etwas größeren Durchmesser hat. Infolge der großen Geschwindigkeit der Moleküle diesesDampfstrahles tritt nur eine sehr kleine Anzahl derselben durch den Spalt 6, der zwischen den Rohren 2 und 5 enthalten ist, so daß sehr wenig Quecksilberdampf in den Raum 7, welcher die Anoden enthält, gelangt. Aber umgekehrt diffundieren die Gasmoleküle der in dem Raum 7 vorhanden verbliebenen Luft alle nacheinander aus diesem Räume zu dem Dampfstrahl hin und werden von ihm mitgerissen, sobald sie den Spalt 6 zwischen den Rohren 2 und 5 durchdrungen haben. Sie begleiten diesen Strahl bis in den Raum 8, wo sich der Quecksilberdampf kondensiert. Das kondensierte Quecksilber läuft in den ringförmigen Raum 9, von wo es durch das Rohr 10 in das Rohr 1 zurückgeführt wird.

Abb. 2 gibt eine zweite beispielsweise Ausführungsart der Erfindung. Das negative Quecksilber 9, das in dem Rohre 10 enthalten ist, bildet einen geradlinigen Dampfstrahl, welcher durch den Zwischenraum 11 hindurch alle in der Anodenkammer 12 verbliebenen Gase fortreißt. Dieser Quecksilberstrahl trifft auf das Rohr 13, das durch einen Wasserstrahl oder durch irgendein anderes geeignetes Mittel gekühlt ist; das Quecksilber des Strahles kondensiert hier wie auch an der Wand des in gleicher Weise gekühlten Rohres 14. Das kondensierte Quecksilber fließt in den ringförmigen Raum 15, wo es sich sammelt. Wenn es die kleinen Öffnungen 16 erreicht hat, fällt es wieder in das Rohr 10 und beginnt sein Spiel der Verdampfung und Verdichtung von neuem. Die durch den Dampfstrahl in den ringförmigen Raum 17 mitgerissenen Gase werden darin durch den Strahl zurückgehalten; od:r man kann sie daraus mittels einer geeigneten Pumpe entfernen. Die Anoden 18 sind demnach in einem Räume, in dem eine sehr hohe Luftleere herrscht, so daß nur sehr schwer Kurzschlüsse zwischen ihnen stattfinden können.

Wie die Erfahrung gezeigt hat, hindern diese Spalten zwischen Kathode und Anoden die Entladung nicht nennenswert.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι. Metalldampf-, insbesondere Quecksilberdampfgleichrichter, mit einer über der zentral angeordneten Kathode liegender Kondensationskammer und außerhalb der Achse liegenden Anoden, bei dem die Wirkung des Lichtbogens die Luftleere im Anodenraum verstärkt, dadurch gekennzeichnet, daß der untere rohrförmige Teil der Kondensationskammer in die Anodenkammer einmündet und in ihn auf eine geringe Länge der obere Teil eines engeren Rohres hineinragt, welches die Kathode enthält, oder dessen unterer Teil in das Kathodenbad eintaucht, so daß die Metalldampfmoleküle in die Kondensationskammer des Gleichrichters geleitet werden.
2. 2. Gleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Kondensationsraum Rinnen oder Leitungen zur Kathode führen, die das kondensierte Quecksilber auf einem abseits von der Bahn der Gasmoleküle liegenden Wege in das Kathodenbad zurückführen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.