Kühlanordnung für Glasgleichrichter. Die Erfindung betrifft eine neue Kühlan ordnung für Glasgleichrichter. Bei der üb lichen Bauart sitzt der Ventilator unterhalb des Kolbens und bläst den Luftstrom von der Kathode an den Armen vorüber gegen den Kühldom. Diese Anordnung geht von der physikalisch richtigen Anschauung aus, dass der Widerstand der Kühlluftbewegung am geringsten ist und die erwärmte Luft am .raschesten weggeführt wird, ohne zu dem zu kühlenden Gefäss wieder zurückkehren zu können, wenn die Luftbewegung so wie bei der natürlichen Kühlung von unten nach oben gerichtet ist.
Die Anodenarme erschwe ren jedoch hierbei eine glatte Strömung der Luft und geben zur Wirbelbildung Veranlas sung, so dass man, um am eigentlichen Kühl körper, dem Kühldom eine richtige Luft strömung zu erreichen, oftmals zylindrisch oder kegelig geformte Luftführungsbleche anordnet. Bei Untersuchung der Temperatur verteilung eines im Betrieb befindlichen Glaskolbens fällt auf, dass gerade jener Teil, der am kühlsten gehalten werden soll, der Kühldom, mit Luft in Berührung kommt, die bereits durch Vorüberstreichen an den heisse sten Kolbenteilen, den Anodenarmen, er wärmt wurde.
Doch auch wenn man die Kühlluftmenge so hoch wählt, dass die Luft auf ihrem Kühlweg nicht merklich erwärmt wird, besitzt die gebräuchliche Anordnung noch den Nachteil, dass sich über der Kühl domcalotte eine tote, zur Kühlung nicht aus genützte Zone bildet.
Erfindungsgemäss werden die vorerwähn ten Nachteile dadurch vermieden, dass Kühl luft zuerst dem Kühldom und dann erst wei teren Teilen des Gleichrichtergefässes zuge führt wird. Die nach unten gedrückte er wärmte Luft hat natürlich das Bestreben, auf kürzestem Wege wieder hoch zu steigen und sich mit der frischen Kühlluft zu mischen, wodurch die Kühlwirkung ausserordentlich beeinträchtigt werden könnte. Dieser Gefahr kann durch geeignete Aufstellung der Gleich richterzelle bezw. Raumausgestaltung vorge beugt werden. Dann gewährleistet die neue Anordnung eine gute Kühlung des Kühl domes und vermeidet die Bildung toter Zonen. Immerhin ergibt sich aber wegen der Anoden arme noch eine nicht ganz geregelte Luftströ mung.
Eine Verbesserung derselben lässt sich durch Anordnung eines Luftführungsbleches, nach Fig. 1 (die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung) zwi schen Kühldom und Anodenarmen erzielen, wodurch der Luftstrom in zwei parallele Teile getrennt wird, deren innerer eine grö ssere Luftmenge führen kann und den Kolben bauptkörper auf seiner ganzen Länge, sowie einen Teil der Unterarme und die Kathode bespült, während der äussere die Anodenarme und den übrigen Teil der Unterarme be streicht.
Da aber erfahrungsgemäss eine intensive Kühlung der Anodenarme nicht immer er wünscht ist, erweist es sich unter Umständen als zweckmässig, die Luftführung entspre chend Fig. 2 auszugestalten. Bei dieser Bau art wird der Luftstrom unterhalb der Ka thode durch eine zweite Luftführung zur Gänze, oder auch nur zum Teil umgelenkt und den Anodenarmen entlang wieder nach oben geführt, wodurch die Anodenarme nur von vorgewärmter Luft bestrichen werden und somit ihre Überkühlung verhindert wird.
Die erforderliche Kühlluft selbst kann ent weder, durch einen direkt über dem Kolben befindlichen Ventilator gefördert werden, wie auf den beiden Zeichnungen angedeutet; sie kann aber auch mittelbar durch Rohrleitun- gen zugeführt von einem beliebig aufzustel lenden Ventilator oder Gebläse erzeugt wer den.
Im weiteren Ausbau hat es sich besonders für den Übergang auf grössere Leistungen als vorteilhaft erwiesen, die Kolbenform in Ab weichung von der bisher üblichen Birnenform zu ändern, dem Kühldom eine schlanke, even tuell nur aus Festigkeitsgründen von der reinen Zylinderform abweichende Gestalt zu geben und eine ganz straffe Luftführung mit verhältnismässig geringen Strömungs querschnitten vorzusehen, was zwangsweise eine Erhöhung der Strömungsgeschwindig keit der Kühlluft bedingt, gleichzeitig aber eine beträchtliche Intensivierung ihrer Kühl wirkung zur Folge hat.
Fig. 3 zeigt schematisch eine derartige Anordnung; dabei bedeutet: K den Glas- kclben, LFi -die Luftführung längs des eigentlichen Kühlraumes, LF2 die Luftfüh rung, welche den Luftstrom zum Teil zur Kühlung der Arme umlenkt, zum Teil zur Kühlung des Kolbenunterteils nach der Ka thode zu abführt.
Da, richtige Dimensionierung der Ano den, Anodendurchführungen, sowie der Lichtbogenquerschnitte und Längen voraus gesetzt, die Gefässleistung im wesentlichen von der Oberfläche des Kühlraumes abhängt, ist es, um bei hohen Leistungen keine zu un handlichen Gefässe zu bekommen, nahelie gend, die Kühloberfläche durch Gestaltung des Kühlraumes nach Fig. 4 oder 5 zu ver grössern. Das Volumen des Kühlraumes wird zwar durch die Anordnung eines oder meh rerer nach innen ragender Stutzen verklei nert. Die Kühloberfläche nimmt jedoch um die Oberfläche dieser Stutzen zu.
Bei Ver wendung dieser zusätzlichen Stutzen ist zu beachten, dass durch die der dem Queck silberdampf zur Verfügung stehende Quer schnitt nicht allzusehr verkleinert werden darf, da die sonst auftretende Dampfstauung den Gewinn an Kondensationsfläche unwirk sam macht.
Die für einen Kolben nach Fig. 4 nötigen Luftführungen sind in Fig. 6 schematisch angegeben und mit LFi, LF2 und LFs be zeichnet; der Weg der Kühlluft ist durch die eingezeichneten Pfeile klar ersichtlich. Für den eigentlichen Kühlraum ist also auch bei dieser Anordnung das: Gegenstromprinzip, Bewegungsrichtung der Kühlluft entgegen der Bewegungsrichtung des Quecksilber dampfes, streng gewahrt.
Die den vorstehenden Kolbenformen ge meinsame straffe Luftführung, längs des eigentlichen Kühlraumes bedingt, wie schon erwähnt, um überhaupt genügende Kühlluft mengen durch die engen Strömungsquer schnitte zu bringen, hohe Luftgeschwindig keiten, die mit Ventilatoren nicht immer zu erzielen sind, so dass die Luftförderung viel fach einem Gebläse mit Drucken bis zu 200 mm WS und darüber überlassen werden muss. Es ist jedoch keineswegs nötig, die Ge bläse etwa für dieselbe Luftmenge zu dimen sionieren, die bei Ventilatorbeblasung erfor derlich war.
Die Kühlwirkung der Luft ist bei grossen Strömungsgeschwindigkeiten, eine günstigere und wird die Kühlluft bei straffer Luftführung nahezu vollkommen ausgenützt, das heisst bläst mit gleichmässiger Temperatur ab, während die von Ventilatoren auch mit den besten bisher bekannten Luftführungen an den Gefässen entlang geblasenen Luft mengen nur sehr ungleichmässig erwärmt und somit nur zu einem geringen Bruchteil küh lend verwertet wurden.
Die straffe Luftführung mit der gün stigeren '#ffirkung einer geregelten Strömung hoher Geschwindigkeit ist mit einfachen Mit- ieln nur bei den schlank gestalteten Kolben formen möglich, aber auch da nur längs des eigentlichen Kühlraumes, während sich an den kompliziert gestalteten Armen, sofern nicht eine Einzelverschalung derselben vorge nommen wird, geringere Luftgeschwindig- keiten und eine mehr oder minder ungeregelte Strömung ergeben.
Da eine allzu weitgehende Einschachtelung des Glasgefässes mit Rück sicht auf Schwierigkeiten beim Ein- und Ausbau besser vermieden wird, kann es er forderlich sein, die vom Gebläse zu fördernde Kühlluftmenge über jene am eigentlichen Kühldom notwendige hinaus zu steigern, um eine ausreichende Strömung längs der Arme und des Kolbenunterteils zu erzielen. Die Förderung grosser Luftmengen unter hohen Drucken wirkt jedoch durch den beträcht lichen Leistungsbedarf verschlechternd auf den Wirkungsgrad der Anlage.
Es ist daher vorteilhafter, dem Kühldom nur die tatsäch lich nötige Luftmenge zuzuführen und dieser Luft die ihr beim Austritt aus dem Quer- schnitt F2 (Fig. 7) innewohnende Geschwin- digkeit durch Anordnung einer weiteren Luftführung LFa, die in Zusammenarbeit mit der Luftführung LFi eine injektorartige Wirkung ergibt,
zur Ansaugung zusätzlicher Luftmengen zu verwerten und dadurch bei kleinerem Energieaufwand eine auch für die Arme und den Kolbenunterteil entsprechende Kühlwirkung zu erzielen.
Die Anordnung nach Fig. 7 trägt den ver schiedenen Bedingungen bezw. Temperaturen im Kühlraum und an den Anodenarmen be reits Rechnung und sieht für den ersteren eine geringe Luftmenge mit scharfer Bebla- sung und hoher Luftgeschwindigkeit vor, während für letztere grössere Luftmengen mit geringeren Geschwindigkeiten verwendet werden. Eine ähnliche Wirkung lässt sich durch Kombination des Gebläses mit einem Ventilator erreichen. Diese Anordnung ist in Fig. 8 dargestellt.
Der eigentliche Kühldom ist wieder mit den Luftführungen LFG und Ms ausgerüstet und wird von der bei E ein- und bei A austretenden Gebläseluft um spült. Bei A mischt sich die Gebläseluft mit den von unten durch den Ventilator geförder ten Luftmengen, für die ebenfalls eine Luft führung LF2 vorgesehen ist, wodurch auch der Kathodenteil des Kolbens und die Anodenarme in richtiger Weise von Luft um spült und gekühlt werden.