DE972777C - Zuendeinrichtung fuer Entladungsgefaesse mit Quecksilberkathode - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 24. SEPTEMBER 1959

A5784VIIIc/2ig

(Ges. v. 15. 7. 1951)

Es sind Entladungsgefäße mit ständig in die flüssige Kathode tauchendem Widerstandszündstift, z. B. aus Bor- oder Siliciumkarbid, der gewöhnlich eine zugespitzte Form aufweist, bekannt.

Wird zwischen diesem Zündstift und der Kathode eine genügende Spannung angelegt, so entsteht längs der Berührungslinie zwischen dem Zündstift und der Quecksilberoberfläche ein Funke, der imstande ist, den Kathodenfleck zu erzeugen.

Dieser Funke beruht auf einer sehr starken Stromlinienzusammendrängung an der Berührungslinie infolge der erheblichen Verschiedenheit der elektrischen Leitfähigkeit vom Zündstift und Quecksilber, wobei die einzelnen Stromlinien im Stiftinneren den kürzesten Weg zum Quecksilber suchen.

Natürlich besteht ein Interesse daran, den zur Zündung erforderlichen Strom, der für ein gegebenes Material hauptsächlich von der Länge der Berührungslinie abhängt, möglichst niedrig zu halten.

Dieser Zweck wird praktisch dadurch erreicht, daß der Durchmesser der in das Quecksilber eingetauchten Stiftspitze so klein gehalten wird, wie dies aus Gründen der mechanischen Festigkeit und der Lebensdauer (Haltbarkeit) zulässig ist.

Um die wirksame Länge der Eintauchlinie zu verringern, wurde darum versucht, einen Teil der Oberfläche des Zündstiftes mit einem Isoliermaterial, z.B. Emaille, zu versehen; hierbei stieß man jedoch auf schwere konstruktive Schwierigkeiten, auch darum, weil der Zündfunke, wenn er sich in

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der Nähe der Emailleschicht bildet, zur Zerstörung derselben neigt.

Es wurde außerdem vorgeschlagen, die mit dem

Quecksilber in Kontakt kommende Berührungslinie durch Anbringen einer Anzahl senkrechter Rillen auf dem Zündstift, in die das Quecksilber nicht eindringen kann, zu verkleinern. Es ergab sich dabei ein niedrigerer Zündstrom; doch ist das Zündstiftmaterial schwer zu bearbeiten, und die

ίο Lebensdauer des Stiftes wird dadurch verkürzt.

Weiterhin ist es bekannt, daß der Zündstrom der Zündstifte durch solche Formgebung und/oder Anordnung der Zündstifte wesentlich verringert wird, die eine ungleichförmige Stromdichte an der Berührungslinie des Zündstiftes mit der flüssigen Kathode bewirken und die Stromlinien auf einem Teil dieser Linie konzentrieren, nach dem gleichen physikalischen Prinzip, das bei dem allgemein gebräuchlichen Zündstiften zu einer ungleichmäßigen ao Stromverteilung in lotrechter Richtung mit einer Konzentration der Stromlinien längs der Berührungslinie führt.

Dies kann vor allem dadurch erreicht werden, daß man in das Quecksilber einen gewöhnlichen a5 Zündstift ι (Fig. i) mit geneigter anstatt senrechter Achse eintauchen läßt (Fig. ι; α-<αο°). In diesem Falle bildet die Berührungslinie 2 einen Winkel a, gegen den waagerechten Spiegel 3.

Die Berührungslinie ist nicht mehr kreisrund, sondern oval, und die Stromlinien erscheinen nicht mehr gleichmäßig längs der Berührungslinie verteilt, sondern sie werden an dem der Zündstiftspitze zunächst gelegenen Teil konzentriert, da dies der kürzeste Weg ist. Diese periphere Stromverteilung ist qualitativ in Fig. 2 dargestellt. Da es bei der Funkenerzeugung auf die maximale Stromdichte ankommt, ist, wie man aus der Fig. 1 erkennt, der erforderliche Gesamtstrom verringert.

Diese Wirkung wird gesteigert durch eine derartige Änderung des Zündstiftquerschnittes von der runden zur elliptischen Herz-Dreieckform usw., so daß sie in der Zone der größten Stromdichte, d. h. bei dem Punkt 4, den kleinsten Krümmungswinkel aufweist (Fig. 3, 4, 5). Zur Erreichung dieses Zweckes erhielt der Zündstift die verschiedensten Formen.

Bei dieser Art von Zündstiften wird der Funke immer an der gleichen Stelle gebildet, die einer erhöhten Beanspruchung unterliegt. Dies ist aber ein Nachteil für die Lebensdauer des Zündstiftes.

Um diese Lebensdauer bei einem Entladungsgefäß mit ständig in die flüssige Kathode tauchendem Widerstandszündstift von zylindrischer oder zugespitzter Form erhöhen, ist erfindungsgemäß eine derartige Anordnung des Entladungsgefäßes in einer Stromrichteranlage vorgesehen, daß das Entladungsgefäß auf der horizontalen Grundfläche gegenüber der senkrechten Lage geneigt montiert und derart drehbar angeordnet ist, daß bei in der Gefäßachse liegendem Zündstift durch teilweise Drehung des Entladungsgefäßes um seine Achse oder bei außerhalb der Gefäß achse liegendem Zündstift von Zeit zu Zeit durch Neigungsänderung des Gefäßes gegenüber der Senkrechten abgenutzte Bereiche des Zündstiftumfanges durch unverbrauchte ersetzbar sind.

Es ist bereits bekannt, bei Zündstiftentladungsgefäßen eine Vorrichtung vorzusehen, die bewirkt, daß bei bewegten, sich zeitweilig auch gegen die Vertikale neigenden Objekten, insbesondere Schiffen, die Betriebssicherheit eines Entladungsgefäßes mit flüssiger Kathode und zentral in die Kathode eintauchendem Widerstandszündstift aufrechterhalten wird. Das Entladungsgefäß wird dort aber im Gegensatz zu dem nach der Erfindung nicht von vornherein entgegen allen bei der Montage solcher Gefäße üblichen Gepflogenheiten schief aufgestellt. Auch ist bei diesem bekannten Entladungsgefäß nicht daran gedacht, durch Veränderung der Schnittlinie Zündstift-Quecksilberoberfläche verschiedene Teile des Zündstiftes zur Zündung zu benutzen und somit die Lebensdauer des Zündstiftes zu erhöhen.

An Hand der Fig. 6 bis 9 sei die Anordnung nach der Erfindung näher erläutert.

Nach Fig. 6 ist es bei Verwendung eines im Mittelpunkt der Oberfläche des Ouecksilbernapfes 3 gleichachsig mit der Röhre angebrachten Zündstiftes ι mit kreisrundem Querschnitt möglich, nach und nach den ganzen Umfang des Zündstiftes zu benutzen, indem die Röhre schräg angeordnet und in einem bestimmten Winkel um ihre Achse 5 gedreht wird, wenn der Zündstift an der Stelle, an der die Funkenbildung erfolgte, abgenutzt ist.

Verwendet man hingegen einen Zündstift anderer, axial unsymmetrischer Form, z. B. nach den Fig. 3 bis S, so kann nach und nach ein bestimmter Abschnitt der für die Stromkonzentration in Frage kommenden Kante benutzt werden, wenn der Zündstift ι exzentrisch im Quecksilbernapf angeordnet und die Neigung der Röhre leicht verändert wird, so daß der Zündstift seine Tauchfläche wechselt. In diesem Falle sollte die hauptsächlich für die Funkenbildung in Frage kommende Stelle 4 zweckmäßigerweise ungefähr senkrecht zur Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten der Berührungslinie des Zündstiftes mit dem Quecksilberspiegel und der Quecksilberoberfläche (Fig. 7 und 8) liegen, derart, daß die Neigung der Röhre eine möglichst geringe Änderung der peripherischen Stromverteilung zur Folge hat.

Bei einem Zündstift mit ungleichförmiger peripherischer Stromdichte gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Zündstrom weiterhin verringert werden, indem nach Fig. 9 die von der Zündstelle am weitesten entfernt liegende Oberfläche mit einem geeigneten Isoliermaterial 6 bekleidet wird, um den Strom, der durch diese Fläche fließen würde, auszuschalten.

In diesem Falle ist das Isoliermaterial gegen die zerstörende Wirkung des elektrischen Funkens geschützt, da der letztere sich an einer von ihm entfernten Stelle bildet.

Das Isoliermaterial kann an dem Zündstift haften wie Emaille, oder es kann auch aus einer einfachen Quarzabschirmung oder ähnlichem bestehen, die so

davor angebracht ist, daß das Quecksilber nicht zwischen Quarzabschirmung und Zündstift eindringen kann. Durch diese Anordnung kann man dem Zündstift einen sehr viel größeren Querschnitt geben und somit eine mechanisch festere Konstruktion erzielen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ίο i. Anordnung eines Entladungsgefäßes in

   einer Stromrichteranlage mit ständig in die flüssige Kathode tauchendem Widerstandszündstift von zylindrischer oder zugespitzter Form, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß auf der horizontalen Grundfläche gegenüber der senkrechten Lage geneigt montiert und derart drehbar angeordnet ist, daß bei in der Gefäßachse liegendem Zündstift durch teilweise Drehung des Entladungsgefäßes um seine Achse oder bei außerhalb der Gefäßachse liegendem Zündstift von Zeit zu Zeit durch Neigungsänderung des Gefäßes gegenüber der Senkrechten abgenutzte Bereiche des Zündstiftumfanges durch unverbrauchte ersetzbar sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Stromlinienkonzentration in Frage kommende Kante des Zündstiftes vorzugsweise senkrecht auf der Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten der Berührungslinie des Zündstiftes mit dem Quecksilberspiegel und der Quecksilberoberfläche liegt.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Zündstelle am weitesten entfernt liegende Oberfläche des Zündstiftes mit einem Isoliermaterial bekleidet ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Abdeckung verwendete Isoliermaterial aus einer Emailleoberflächenschicht oder aus einer Abschirmung aus widerstandsfähigem Material, z. B. Quarz, besteht, das der zu schützenden Zone so genähert wird, daß zwischen Abschirmung und Zündstift keine Kathodenflüssigkeit eindringen kann.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 674447, 712902; USA.-Patentschrift Nr. 2 257 768;
   Zeitschrift »WissenschaftlicheVeröffentlichungen

   aus den Siemens-Werken«

   s. 35;

   Zeitschrift »Physical Review«,
   15. i. 1939, S. 228.

   Bd. is (1936), H. 3, Bd. 55 vom

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 909 605/22 9.59