DE521999C - Metalldampfgleichrichter - Google Patents

Description

• Inetalldampfgleichrichter Der Verwendung von Metalldampfgleichrichteranlagen zum Umformen von Wechselstrom hoher Spannung in Gleichstrom setzt die verhältnismäßig niedrige Sperrspannung ein Ziel. Diese Sperrspannung wird durch folgende Erscheinung nach oben hin begrenzt. Im Entladungsraum des Gleichrichters befinden sich große Mengen ionisierten Gases, bestehend aus positiven (schweren) Quecksilberionen und negativen (leichten) Elektronen, welche von dem dauernd brennenden Zündlichtbogen fortwährend geliefert werden, also unabhängig von einer sehr kurzen Lebensdauer der Ionisierung in allen Phasen des Gleichrichterv organges zur Verfügung stehen.
• Wird jetzt in der Sperrphase die Gleichrichteranode negativ gegen die Gleichrichterkathode, so fallen die vorhandenen positiven Quecksilberionen, welche aus dein Zündlichtbogen stammen, mit einer dem großen Sperrspannungsgefälle entsprechenden Geschwindigkeit auf die Gleichrichteranode und bewirken an dieser einen intensiven Elektronenaustritt, da sie ja in der Sperrphase gegen die Gleichrichterkathode negatives Potential besitzt. Dieses Ionenbombardement bewirkt die so sehr gefürchteten Rückzündungen. Dieses Ionenbornbardernent der Anode während der Sperrzeit wird nun bei dem Metalldampfgleichrichter nach der Erfindung dadurch verhütet, daß eine künstlich erzeugte Metalldampfströmung in die Anode eingeleitet und durch die wirksame Anodenfläche hindurch in den Entladungsraum hineingeblasen wird. Diese Dampfströmung fängt dann auch die infolge des elektrischen Feldes zur- Anode hinströmenden Ionen auf und verhindert so die starke Erhitzung der Anode. Während der Zeit, in der die Anode Betriebsstrom führt, werden die positiven Ionen wegen des positiven Potentials der Anode von dieser fortgetrieben, jedenfalls innerhalb der Ausdehnung des Anodenfalles. Der künstlich erzeugte Dampfstrahl wirkt also während dieser Halbwelle in gleichem Sinne wie das positive Anodenpotential. Es ist jedoch zweckmäßig, in der Strömungsrichtung der positiven Ionen den Dampfstrahl nicht wesentlich über das Gebiet des Anodenfalles heraus sich erstrecken zu lassen, da er sonst die Bedingung der nuasineutralität in der Lichtbogenentladung zu zerstören versuchen wird und infolgedessen auch in der Flußrichtung einen höheren Spannurigsv erlust im Gleichrichter bewirken könnte. Wenn man daher die Herstellung eines künstlichen Dampfstrahles der oben näher bezeichneten Art nur im Bereich des Anodenfaligebietes nicht erreichen kann, so kann man gemäß der Erfindung auch einen durch die wirksame Anodenfläche hindurch in den Entladungsraum eintretendenDampfstralil verwenden, welcher nur während derjenigen Halbwelle des speisenden Wechselstromes, bei der die Anode keinen Strom führt, von der Anode zur Kathode hinströmt.
• Es sind bereits Ouecksilberdampfgleichrichter bekannt, bei denen zur Vermeidung von Rückzündungen die Anode in einem Raum untergebracht ist, der einen geringeren Druck aufweist als der übrige Entladungsraum. Um diesen Unterdruck zu erhalten, ist die Anode von einem nach der Kathode zu offenen Mantel umgeben, und die Außenfläche dieses Mantels wird von einer gegen die Kathode gerichteten Dampfströmung umspült. Diese Dampfströmung übt dann auf den Innenraum des Mantels eine Saugwirkung aus. Im Gegensatz dazu soll bei der Anordnung nach der Erfindung die Rückzündung nicht durch eine Erhöhung des Vakuums an der wirksamen Anodenfläche vermieden -werden, sondern durch eine durch die -wirksame Anodenfläche hindurch in den Entladungsraum eintretende Dampfströmung. Während bei der bekannten Anordnung das Aufprallen von Gasionen auf die Anode durch Erhöhung des Vakuums vermindert -werden soll, werden bei der Anordnung nach der Erfindung die der Anode zuströmenden positiven Gasionen durch einen aus der Anode heraustretenden Gegenstrom weggeblasen. Dadurch wird der Aufprall von positil-en Ionen auf der Anodenfläche und damit die Gefahr einer Rück:zündung erheblich besser vermieden als bei der bekannten Anordnung. Bei der bekannten Anordnung befindet sich vor der Anodenfläche ein relativ großer und senkrecht zur Anodenfläche tiefer Raum, der zwar ein höheres Vakuum aufweist als der übrige Raum im Entladungsgefäß, in dem aber das -Vakuum nicht so gttt ist, daß dadurch das Auftreten von positiven Ionen nicht vollständig vermieden ist. Diejenigen positiven Ionen, die in den Vakuumraum vor der Anode gelangen, --=erden nun. nachdem relativ große Weglängen zur Verfügung stehen, durch das elektrische Feld stark beschleunigt und stoßen mit großer Energie auf die Anodenfläche auf. Dadurch wird die Anode erhitzt und führt Rückzündungen herbei. Demgegenüber sind bei der Anordnung nach der Erfindung keine Räume vorhanden, in denen positive Ionen in ihrer Wanderung zur Anode sich erheblich beschleunigen können.
• In den Abb. i und :2 der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. i ist die Quecksilberkathode einer Gleichrichterröhre mit der aus Glas bestehenden Gefäßwandung -, und der Anode 3. Die Anode ist siebartig ausgebildet, und es wird ihr ständig Quecksilberdampf zugeführt, der die Öffnungen des Siebes von der Rückseite zur Vorderseite durchströmt. Um dies zu erreichen, ist ein mit der Kathode verbundenes Ouecksilbergefäß4 vorgesehen, in dem ständig C)uecksilberdampf mittels einer Hilfsheizung erzeugt wird. Die Hilfsheizung besteht aus der Heizspirale 5 und der speisenden Batterie 6. Der in dem Gefäß .I erzeugte Quecksilberdampf wird nun mittels des Rohres 7 der Rückseite der siebartigen Anode zugeführt. Zur Kondensierung des sowohl von der Kathode i als auch von der Anode 3 ausgehenden Quecksilberdampfes besitzt die Gleichrichterröhre im oberen Teil einen von einer Kühlflüssigkeit durchströmten Kühlmantel B.
• Bei der Anordnung nach Abb. :2 wird die aus der wirksamen Anodenfläche austretende Quecksilberdampfströmung nur -während der einen Halbwelle des speisenden Wechselstromes erzeugt, während der die Anode keinen Strom führt. Die Anode ist dazu -nieder als Sieb ausgebildet. Der Raum ihrer Rückseite steht über die Rohrleitung 18 mit einer Hilfsquecksilberdampfröhre io in Verbindung. Diese Hilfsquecksilberdampfröhre -wird mit Wechselstrom gespeist und besitzt zwei Quecksilberelektroden i i und 1:2, von denen die Elektrode i z als Kathode wirkt. Es wird dazu an der Elektrode 12 mittels der Gleichstromquelle 13 und der Elektrode z.1 ständig eine Hilfsentladung aufrechterhalten. Durch die Hilfsentladungsröhre io fließen also im Takte der beispielsweise positiven Halbwelle des speisenden Wechselstromes von der Elektrode 12 zur Elektrode i i Stromstöße, die auch entsprechende stoßweise austretende Strömungen von Quecksilberdampf zwischen den beiden Elektroden erzeugen. Diese pulsierenden Ouecksiiberdampfströmungen werden dann über das Rohr 18 auch der Anode 3 des Gleichrichters zugeführt und erzeugen an ihr die gewollten Dampfströmungen.
• Selbstverständlich kann der Metalldampfgleichrichter mit an sich bekannten Vorrichtungen zur Steuerung des Stromes zwischen der Anode und der Kathode ausgerüstet sein.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Metalldampfgleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß in die Anode eingeleitete künstlich erzeugte Metalldampfströmungen durch die -wirksame Anodenfläche hindurch in den Entladungsraum eintreten.
2. 2. Metalldampfgleichrichter nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet. daß die Dampfströmungen nur während derjenigen Halbwelle der gleichgerichteten Wechselspannung in den Entladungsraum eintreten, bei der die Anode keinen Strom führt.
3. 3. Metalldampfgleichrichter nach Anspruch r, gekennzeichnet durch ein zweckmäßig mit der Kathode des Gleichrichters in Verbindung stehendes Gefäß, in dem mittels einer Hilfsheizung Metalldampf erzeugt wird, der mittels einer Rohrleitung in die Anode des Gleichrichters eingeleitet wird. 4.. Metalldampfgleichrichter nach Anspruch a, gekennzeichnet durch eine mit Wechselstrom gespeiste Hilfsgleichrichterröhre, die ein zweckmäßig in der Nähe ihrer Anode gelegenes Abzweigrohr aufweist, das mit der Anode des Hauptgleichrichters verbunden ist und in diese während der einen Halbwelle des Wechselstromes Metalldampfströmungen einleitet.