DE756441C

DE756441C - Single anode metal vapor discharge vessel for high operating voltages

Info

Publication number: DE756441C
Application number: DES128343D
Authority: DE
Inventors: Max Dr Phil Steenbeck
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1937-08-08
Filing date: 1937-08-08
Publication date: 1953-11-30

Description

Die Erfindung betrifft ein einanodiges Metalldampfentladungsgefäß, welches beispielsweise zur Gleichrichtung, Steuerung oder Umrichtung hochgespannter Ströme benutzt werden kann. Man hat bei derartigen Einrichtungen die verschiedensten Mittel vorgeschlagen, um Rückzündungen oder Durchzündungen zu vermeiden. So ist es beispielsweise bekannt, in dem Anodenrohr eine Anzahl geeignet geformter, z. B. trichterförmiger Einsätze anzuordnen, die auf einem zwischen dem Anoden- und dem Kathodenpotential liegenden Potential gehalten werden. Es sind ferner einanodige Metalldampfentladungsgefäße bekannt, bei denen die Rückzündungsgefahr dadurch vermieden ist, daß die Anode und die Kathode exzentrisch gegeneinander versetzt sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei einanodigen Metalldampfentladungsgefäßen für hohe Betriebsspannungen die obenerwähnten Maßnahmen vielfach nicht ausreichend sind, um eine entsprechende Rückzündungssicherheit zu gewährleisten. Die Erfindung befaßt sich mit der Verbesserung einanodiger Metalldampfentladungsgefäße für hohe Betriebsspannungen, bei denen die Anode, die in dem aus dem Vakuumkessel herausragenden Teil eines Anodenschutzrohres angeordnet ist, und die Kathode exzentrisch gegeneinander versetzt sind und hat dieThe invention relates to a single-anodic metal vapor discharge vessel which, for example can be used to rectify, control or convert high-voltage currents. One has with such Institutions proposed the most varied means to prevent backfires or blowouts to avoid. For example, it is known to have a number in the anode tube suitably shaped, e.g. B. to arrange funnel-shaped inserts on a between the anode and cathode potentials are maintained. There are also known single-anodic metal vapor discharge vessels, in which the risk of re-ignition it is thereby avoided that the anode and the cathode are eccentric to one another are offset. It has been shown, however, that in the case of single-anode metal vapor discharge vessels for high operating voltages the measures mentioned above are often insufficient are to ensure a corresponding backfire safety. The invention is concerned with improvement single-anode metal vapor discharge vessels for high operating voltages at which the Anode in the part of an anode protection tube protruding from the vacuum tank is arranged, and the cathode are eccentrically offset from one another and has the

Ausbildung des die Kathode enthaltenden Teils des Entladungsgefäßes (Vakuumkessel) zum Gegenstand. Gemäß der Erfindung wird das in den Vakuumkessel hineinragende Anodenschutzrohr durch einen besonderen Schirm gegenüber dem oberhalb der Kathode liegenden, den gegebenenfalls vorhandenen Erregerlichtbogen aufnehmenden mit Kühlmitteln versehenen Raum abgeschirmt.
to Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in den Fig. ι und 2 dargestellt Mit ι ist der Vakuumkessel bezeichnet, der die exzentrisch angeordnete Kathode, z. B. Quecksilberkathode 2, trägt. Mit 3 ist der abgebrochen dargestellte Anodenarm bezeichnet, der in bekannter Weise eine Reihe auf geeignetem Potential gehaltener Einsätze tragen möge. Dieser Anodenarm kann beispielsweise aus einem Keramikrohr bestehen, welches gegebenenfalls aus einer Anzahl einzelner Rohrstücken aufgebaut ist, die durch Lötung in bekannter Weise miteinander verbunden sind. Der Anodenarm ist ebenfalls exzentrisch auf dem Vakuumkessel 1 aufgesetzt. In den Vakuumkessel tritt das Anodenschutzrohr 4 ein, in dem die beiden Gitterelektroden 5 und 6 isoliert befestigt sind. Die durch die Wandung des Entladungsgefäßes führenden Stromzuführungen sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Die Gitterelektrode 6 kann zu Steuerzwecken benutzt werden; sie kann aber auch gleichzeitig oder ausschließlich dazu dienen, negative Ladungsträger abzubremsen. Die Gitterelektrode 5 kann auf positivem Potential gehalten werden, solange die Anode negativ ist (Sperrphase), um den Eintritt von positiven Ladungsträgern in den Anodenarm zu verhindern. Das Anodenschutzrohr 4 ist gegenüber dem oberhalb der Kathode liegenden Raum durch einen U-förmigen Metallschirm 7 abgeschirmt. Das Anodenschutzrohr ist von den benachbarten Konstruktionselementen isoliert und lädt sich etwa auf das Potential des Kathodenplasmas auf. Der Vakuumkessel wird mit Ausnahme der dem Anodenarm benachbarten Teile mit Hilfe des Kühlmantels 8 gekühlt, durch den ein flüssiges Kühlmittel, z. B. Öl oder Wasser, geleitet werden kann. 9 ist eine Hilfsanode, die der Übersichtlichkeit halber nur durch gestrichelte Linien angedeutet ist und zu der ein Erregerlichtbogen von der Kathode 2 aus übergehen kann. Der Erregerlichtbogen kann auch wegbleiben, sofern das Entladungsgefäß zwecks Einleitung der Entladung zur Hauptanode jedesmal von neuem gezündet wird. Im Vakuumraum sind oberhalb der Kathode noch besondere Kühlmittel in Gestalt von Rohrschlangen 10 angebracht. An Stelle von Rohrschlangen können auch Kühltaschen verwendet werden.Design of the part of the discharge vessel (vacuum vessel) containing the cathode as the subject matter. According to the invention, the anode protection tube protruding into the vacuum vessel is shielded by a special screen from the space above the cathode which is provided with coolants and accommodates the excitation arc that may be present.
To an embodiment of the invention is shown schematically in Figs. ι and 2 With ι the vacuum vessel is designated, which the eccentrically arranged cathode, z. B. mercury cathode 2 carries. The anode arm shown broken off is denoted by 3, which may carry a number of inserts held at a suitable potential in a known manner. This anode arm can consist, for example, of a ceramic tube which is optionally constructed from a number of individual tube pieces which are connected to one another by soldering in a known manner. The anode arm is also placed eccentrically on the vacuum vessel 1. The anode protection tube 4, in which the two grid electrodes 5 and 6 are fastened in an insulated manner, enters the vacuum vessel. The power supply lines leading through the wall of the discharge vessel are not shown for the sake of clarity. The grid electrode 6 can be used for control purposes; however, it can also serve simultaneously or exclusively to slow down negative charge carriers. The grid electrode 5 can be kept at positive potential as long as the anode is negative (blocking phase) in order to prevent positive charge carriers from entering the anode arm. The anode protection tube 4 is shielded from the space above the cathode by a U-shaped metal screen 7. The anode protection tube is insulated from the neighboring construction elements and is charged approximately to the potential of the cathode plasma. With the exception of the parts adjacent to the anode arm, the vacuum vessel is cooled with the aid of the cooling jacket 8, through which a liquid coolant, e.g. B. oil or water can be passed. 9 is an auxiliary anode which, for the sake of clarity, is only indicated by dashed lines and to which an excitation arc can pass from the cathode 2. The excitation arc can also be omitted if the discharge vessel is re-ignited each time for the purpose of initiating the discharge to the main anode. In the vacuum space, special coolants in the form of pipe coils 10 are also attached above the cathode. Cooling bags can also be used instead of pipe coils.

Die Kühlmittel liegen zu beiden Seiten der Kathode, und zwar derart, daß das zur Kathode zurückfließende Kondensat nicht durch die Entladungsbahn und auch nicht unmittelbar in den Kathodenteich fallen kann. Auf diese Weise wird eine weitere Gewähr für die Betriebssicherheit des Entladungsgefäßes geschaffen. Mit 11 ist eine gegebenenfalls vorhandene Hilfsanode bezeichnet, welche zur Einleitung der Entladung positiv gemacht werden kann (Lockanode).The coolants are on both sides of the cathode, in such a way that the for The condensate flowing back from the cathode does not go through the discharge path and also not directly can fall into the cathode pond. In this way, a further guarantee for the operational safety of the discharge vessel is created. With 11 is one if necessary The existing auxiliary anode, which can be made positive to initiate the discharge (lock anode).

Die Konstruktion des Entladungsgefäßes gemäß der Erfindung macht es möglich, durch ausreichende Kühlung der Umgebung der Kathode dafür zu sorgen, daß keine wesentlichen Mengen Metalldampf in das Anodenrohr eintreten und dort zu Störungen Veranlassung geben. Durch den Schirm 7 wird ferner erreicht, daß der von der Kathode ausgehende Dampfstrom nur auf die Nachbarschaft der Kathode und die Nachbarschaft der vorhandenen Kühlmittel beschränkt bleibt.The construction of the discharge vessel according to the invention makes it possible through adequate cooling of the area around the cathode to ensure that no significant Lots of metal vapor enter the anode tube and cause malfunctions there give. The screen 7 also ensures that the emanating from the cathode Steam flow is restricted only to the vicinity of the cathode and the vicinity of the coolant present.

Wenn auch für den Betrieb des Entladungsgefäßes in erster Linie Quecksilberdampf in Betracht kommt, so kann man unter Umständen auch andere Metalldämpfe, z. B. Alkali-Metalldämpfe und Gemische von Metalldämpfen untereinander und mit Edelgasen, verwenden.Even if primarily mercury vapor is used for the operation of the discharge vessel If it comes into consideration, you can also use other metal vapors, e.g. B. Alkali metal vapors and mixtures of metal vapors with one another and with noble gases.

Claims

PATENT CLAIMS:

I. Single-anodic metal vapor discharge vessel for high operating voltages, in which the anode, which is located in the part of a Anode protection tube is arranged, and the cathode are offset eccentrically from one another, characterized in that that the part of the anode protection tube (4) protruding into the vacuum tank by means of a special screen (7) opposite the exciter arc which may be present above the cathode receiving space provided with coolants is shielded.

2. Metal vapor discharge vessel according to claim i, characterized in that the no Vacuum vessel, with the exception of the wall part adjacent to the anode arm, with a cooling jacket (oil-water cooling) is provided.

3. Metal vapor discharge vessel according to An-Spruch ι or 2, characterized in that that cooling devices (coiled pipes, Cooling bags) are arranged in such a way that the condensate flowing back to the cathode does not pass through the discharge path falls.

To differentiate the subject matter of the invention from the state of the art, the granting procedure the following publications have been considered:

German patent specification No. 252 172,
622448, 6-39031, 642825; Swiss patents No. 153 947,

IS8971; ,
French Patent Nos. 681 724, 781 880;

British Patent No. 418920; U.S. Patent No. 1,936781.

1 sheet of drawings

1 5599 H.