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Quecksilberdampfgleichrichter mit Einrichtungen an der Anode zur Zerlegung des
Lichtbogenstromes in parallel verlaufende Teile.
In Quecksilberdampfgleichrichtern treten bisweilen Kurzschlüsse zwischen den Anoden auf, die zu Betriebsstörungen Anlass geben. Diese Kurzschlüsse entstehen dadurch, dass auf den Hauptanoden an einer beliebigen Stelle ein Kathodenfleck entsteht, welcher zur Folge hat, dass die Anode in beiden Richtungen durchlässig wird, was eben zum Kurzschluss mit den andern Anoden führt.
Indessen besteht zwischen der Stromführung in der einen und in der andern Richtung insofern ein Unterschied, als bei Stromdurchgang in der normalen Richtung von der Anode zur Kathode die ganze Anodenoberfläche mehr oder weniger an dem Stromübergang aus der Anode in den evakuieren Raum teilnimmt, während bei Umkehr des Stromes, also im Rückziindtingsfall nur ein bestimmter Punkt an der Anodenoberfläche die Ventilwirkung aufgibt und für den Rückstrom durchlässig wird.
Dieser Umstand ermöglicht, die Anoden der Gleichrichter mit Einrichtungen zu versehen, welche das Zustandekommen von Kurzschlüssen und Rüekzündungen verhindern.
Schaltet man beispielsweise gemäss Fig. 1 jeder Anode A ein Diaphragma D vor, das direkt an die Anode anschliessend ihr vorgelagert ist, aus einem isolierenden oder schlechtleitenden und hitzebeständigen Material besteht und durch eine grosse Anzahl längslaufender paralleler Kanäle kleinen Querschnitts gebildet ist, so treten folgende Verhältnisse ein :
Im normalen Betrieb sind alle diese Kanäle parallel geschaltet, da die ganze metallische Anoden- oberfläche am Stromübergang teilnimmt und da alle diese Kanäle einerseits auf ein Flächenelement an der Anodenoberfläche ausmünden.
Tritt aber in einem solchen Flächenelement ein Kathodenfleck auf, so steht für den Rückstrom nur derjenige Längskanal im Diaphragma zur Verfügung, der eben auf dieses Flächenelement ausmündet. Es muss also bei geeigneter Dimensionierung von Querschnitt und Länge dieser Kanäle gelingen, den Rückzündungsstrom mit Hilfe des durch diese Kanäle dargebotenen Lichtbogenwiderstandes auf ein erträgliches Mass einzuschränken.
Es ist somit Gegenstand der Erfindung, ein Quecksilberdampfgleichrichter mit Einrichtungen zur Zerlegung des Lichtbogenstromes jeder Gleichrichterphase in mehrere Parallelströme, bei welchem durch die den Lichtbogenstrom zerlegenden Einrichtungen jeder einen Lichtbogenteilstrom führenden
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geordnet wird, derart, dass für den gesamten, von der Anode ausgehenden (Vorwärts-) Strom alle diese Widerstände parallel geschaltet sind, während ein nach einer einzelnen Teilanode gerichteter Rückzündungsstrom nur den dieser Teilanode zugeordneten Widerstand durchfliesst, wobei die Grösse der Widerstände der Teilstromkreise derart gewählt ist, dass ein Rückzündungslichtbogen nicht bestehen bleibt.
Eine solche Einrichtung kann auch in der durch Fig. 2 und 3 erläuterten Art gegeben sein. In Fig. 2 ist die Anode A in eine Anzahl parallele Anoden A1, A2 .... A5 zerlegt, welche über Ohm schen Widerstand an die gemeinsame Zuleitung L angeschlossen sind und somit im normalen Betrieb, wenn also der Strom in Richtung Anode-Kathode verläuft, parallel arbeiten. Eine solche Anordnung ist zur gleichmässigen Verteilung des Vorwärtslichtbogens aus dem D. R. P. Nr. 235436 an sich bereits bekannt geworden.
Bildet sich also z. B. an der Teilanode As ein Rückzündungsherd aus, so muss der von der Kathode nach As fliessende Rückzündungsstrom den relativ hohen Widerstand Ws durchfliessen, der seine Stärke auf
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tu,.... T-in Parallelschaltung befinden, so dass der resultierende Widerstand in Richtung des Lichtbogenstromes nur ein geringer ist.
Fig. 3 zeigt eine Kombination der Einrichtung nach Fig. 1 mit der nach Fig. 2. Die Bedeutung der Buchstaben ist hier die gleiche wie dort.
Werden somit alle Anodenstromkreise in viele parallele Anodenstromkreise aufgelöst, wobei wiederum in jedem dieser Teilstromkreise ein genügend grosser Ohm'scher Widerstand eingeschaltet ist, dann ist für den Vorwärtsstrom im normalen Betrieb ein Widerstand wirksam, der den durch die Anzahl der Parallelkreis pro Phase dividierten Widerstand jedes der Parallelkreis entspricht, während für den Rückzündungsstrom, der ja bekanntlich nur in einem der Parallelkreise'gleichzeitig auftritt, der gesamte Widerstand dieses Kreises massgebend ist.
In diesem Falle kann man auch sagen : Die wirksamen Widerstände für den Rückzündungsstrom und für den betriebsmässigen Normalstrom verhalten sich zueinander wie die Zahl der parallelen Anodenkreise derselben Phase, ganz ähnlich wie bei der eingangs besprochenen Anode mit vorgelagertem Diaphragma.
Das durch Fig. 1 dargestellte Diaphragma hat auch den Vorteil, dass es die metallische Anoden- oberfläche vor allfällig auftretenden und vermutlich schädlichen Quecksilberdampfwirbeln und Quecksilbertropfen, die bisher von der Kathode her aufgesehleudert werden, schützt. Es wäre sogar denkbar, dass bei geeigneter Wahl des Materials für das Diaphragma auch die ultra-violetten Strahlen von der Anodenoberfläche abgehalten werden könnten, wie dies jetzt durch die Anodenhülse geschieht. Das in Fig. 1 dargestellte Diaphragma lässt sich in einfacher Weise dadurch herstellen, dass man ein Bündel Quarzröhrchen Q auf-die plangedreHte kreisförmige Anode aufsetzt und das Ganze mit einer Hülse U aus demselben Material einfasst.
Der beschriebene Gleichrichter kann für die Umwandlung von Ein-oder Mehrphasenstrom in Gleichstrom verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Quecksilberdampfgleichrichter mit Einrichtungen zur Zerlegung des Lichtbogenstromes jeder Gleichrichterphase in mehrere Parallelströme, bei welchem der gesamten, aktiven Anodenoberfläche eine Mehrzahl von Ohm'sehen Widerständen derart zugeordnet ist, dass für den von der Anode ausgehenden (Vorwärts-) Strom alle diese Widerstände parallel geschaltet sind ; während ein nach einem Teil der Anodenoberfläche gerichteter Rückzündungsstrom nur die diesem Oberfläehenteil zugeordneten Wider-
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stark gedrosselt wird.