Einwegige quecksilberkathodengleichriehterröhre mit aus Metall- und mit diesen vakuumdicht verschmolzenen Glasteilen bestehendem Entladungsgefäss. Gegenstand des Hauptpatentes ist eine einwegige Quecksilberkathodengleichrichter- röhre mit einem aus Metall- und mit diesem vakuumdicht verschmolzenen Glasteilen be stehenden Entladungsgefäss, in dessen aus Metall bestehendem und gegebenenfalls künstlich gekühlten untern Teil sich das Ka- thodenqueeksilber,
und über diesem letzteren parallel zur Axe des Gefässes, eine Anode be findet.
In der im Hauptpatent beschriebenen Gleiehrichterröhren befindet sich die Haupt anode in verhältnismässig geringer Höhe über der Quecksilberkathode, um eine kompakte Bauart zu erzielen.
Es ergibt sich hierbei der -Nachteil, dass bei höheren Anodenwechselspannungen die Rückzündungsgefahr -dadurch so sehr zu nimmt, dass ein direkter Entladungsweg zwi schen Anode und Kathode vorhanden ist. Das durch die Wirkung des Kathodenfleckes. von der Quecksilberoberfläche aus. hochspritzende flüssige Quecksilber und der stark verdich tete, am Kathodenfleck gebildete Quecksil berdampf können also sehr leicht die Anode treffen und besonders bei höheren Anoden spannungen Rückzündungen verursachen.
Gemäss der Erfindung wird diesem Übel stand dadurch abgeholfen, dass mindestens ein Körper derart zwischen der Kathoden oberfläche und der Anode angeordnet ist, dass eine von einem beliebigen Punkt der wirksamen Kathodenfläche ausgehende Ge rade die Anode nicht trifft.
Als wirksame Kathodenfläche ist dabei der Teil der Quecksilberfläche zu betrachten, der von dem Kathodenfleck der Entladung bestrichen werden kann, so dass ausserhalb der Umgrenzung von in dem Kathodenqueck silber angeordneten Begrenzungskörpern für den Kathodenfleck liegende Teile der Queck silberoberfläche nicht zu der wirksamen Ka thodenfläche gehören. Durch diese Anord nung wird der Vorteil erzielt, dass es flüssi- gen Quecksilberteilchen oder stark verdich tetem Quecksilberdampf, der von der Ka thode ausgeht, unmöglich gemacht wird, die Anode ohne weiteres zu treffen.
Man kann deshalb praktisch mit Sicherheit annehmen, dass die flüssigen Quecksilberteilchen an irgendeinem andern, kälteren Röhrenteil nie dergeschlagen werden, und dass örtlich be schränkte Verdichtungen des Quecksilber dampfes einen Ausgleich finden, bevor sie imstande sind, die Anodenoberfläche zu er reichen.
Die erfindungsgemässe Anordnung kann dadurch noch wirksamer gestaltet werden, dass mehrere, abwechselnd aus entgegen gesetzten Richtungen in den Entladungsweg hineinragende Trennwände derart in dem Entladungsraum angeordnet werden, dass dieser in der Kathode-Anodenrichtung ge sehen, über seinen ganzen Querschnitt über lappend abgedeckt erscheint, während für die Entladung zwischen Anode und Kathode ein mehrfach gebogener Weg freigegeben wird.
Es wird auf diese Weise ein sogenanntes Labyrinth gebildet, und die bereits für die vorher beschriebenen Ausführungsformen angegebenen Vorteile hinsichtlich des Nie- derschlagens,des Quecksilbers werden in noch höherem Masse vorhanden sein, wodurch auch die Sicherung gegen Rückzündungen in be liebigem Masse gesteigert werden kann.
Selbstverständlich könnän derartige ab wechselnd aus entgegengesetzten Richtungen in den Entladungsweg hineinragende Trenn wände in beliebiger Anzahl verwendet wer den, so dass der Labyrintheffekt.mit Hinblick auf etwaige hohe Anodenspannungen in ent sprechendem Masse gesteigert werden kann. Ausschliesslich der gleichzeitige Anstieg des Spannungsabfalles in der Entladung und die auftretenden Zündschwierigkeiten beschrän ken die zulässige Anzahl .der Trennwände.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungs farm der soeben beschriebenen Trennwände wird dadurch erzielt, dass zwischen Anode und Kathode abwechselnd flache, kreisför mige !Scheiben und Ringe symmetrisch und senkrecht zur Ase des Entladungsgefässes übereinander angeordnet sind. Hierbei liegen die Ringe mit ihrem ganzen Umfang an der Gefässwand an, so dass der Entladungsweg jeweils durch die Öffnung eines Ringes, d. h.
in der Röhrenase verläuft, um dann unmit telbar darauf seinen Weg um den Rand einer Scheibe herum, .das, heisst dicht an der Innen wand des Kathodengefässes entlang zu nehmen.
Die bei einem mehrfachen Labyrinth auf tretenden Zündschwierigkeiten lassen sich dadurch beheben, dass man einen oder meh rere der zwischen Anode und Kathode ange ordneten Körper aus elektrisch leitendem Ma terial anfertigt, von den übrigen Röhrentei len elektrisch isoliert anordnet und mit einem Stromzuführungsdraht zur Anlegung eines beliebigen Potentials.
versieht. Hierdurch wird es ermöglicht, die einzelnen Bestandteile des Labyrinthes auf an sich bekannte Weise an passend gewählte Spannungen zu legen, so dass die Zündung der Entladung von der Kathode aus schrittweise an aufeinanderfol- genden Teilen des Labyrinthes vor sich geht.
Es genügt hierzu, dass man diese Teile an po sitive Spannungen von der Grössenordnung von 100, Volt legt. Derartige Anordnungen kann man auch mit Vorteil zur Steuerung des Stromüberganges von der Kathode zur Anode, nach Art der bekannten Steuergitter verwenden. Es empfiehlt sich, Vorschalt- widerstände von hinreichender Grösse zwecks Strombegrenzung vorzuschalten.
Die Wirkung der obenbeschriebenen Trennwände lässt sich .dadurch weiter ver bessern, dass mindestens einer der zwischen Anode und Kathode angeordneten Körper unmittelbar an einem in den Entladungsraum hineinragenden Kühlkörper befestigt ist, so dass die Kondensationswirkung in erheb lichem Mass erhöht wird.
Bei Verwendung von flachen, kreisförmi gen Scheiben und Ringen verfährt man am besten derart, dass man an .Stelle der Sehei ben Ringe von gleichem Durchmesser ver wendet, welche auf einem in der Röhrenare angeordneten, mit künstlicher Innenkühlung versehenen Zylinder angeordnet sind. Dieser Kühlkörper kann auf an sich be kannte Weise entweder die Anode oder die Quecksilberkathode in der Achsrichtung durchsetzen und von oben oder von unten in den Entladungsraum hineinragen.
Man erzielt hierbei den Vorteil, dass die Anode bezw. die Quecksilberkathode und der Entladungsraum zwischen diesen beiden Elektroden noch eine zusätzliche Kühlung erhalten, so dass es möglich wird, noch grö ssere Energiemengen innerhalb des sehr kom pakt ausgebildeten Entladungsraumes aufzu nehmen oder in umgekehrtem Sinne, den Spannungsabfall im Lichtbogen und die da durch bedingten Verluste herabzusetzen. In beiden Fällen hingegen ist .es möglich, die Rückzündungssicherheit .der Röhre in erheb lichem Masse zu steigern.
Auch lässt sich, be sonders bei Hindurchführung durch die Anode, das Problem der isolierten Stromzu führung für den als Steuergitter dienenden Teil des Labyrinthes bequem lösen, weil der Kühlkörper getrennt oben .durch den Glasteil der Röhre hindurchgeführt werden kann und sich als Stromzuführung für den an ihm be festigten Labyrinthteil verwenden lässt.
Die Zeichnung veranschaulicht Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. In Fig. 1 ist eine Quecksilberkathoden- gleichrichterröhre mit aus Scheiben und Rin gen bestehenden Trennwänden .dargestellt; Fig. 2 veranschaulicht eine Ausführungs form einer derartigen Röhre, bei der Ringe an der Gefässwand und an Kühlkörpern be festigt sind.
Die Quecksilberkathodengleichrichterröhre gemäss Fig. 1 besitzt einen Metallteil 1 und einen Glasteil 2. In dem Metallteil 1 befin det sich das Kathodenquecksilber 3 und die Zündanode 4. Der Glasteil 2 wird an der Oberseite und in der Achsrichtung der Röhre von den Stromzuführungsdrähten 5 und 6 der Hauptanode 7 und der Zündanode 4 durchsetzt.
Der Zündanodenträger 8 ist in dem isolierenden Führungsrohr 9 in senk rechter Richtung verschiebbar angeordnet, an dem obern Ende des Zündanodenträgers 8 ist. ein Eisenzylinder 10 befestigt, .der mittels einer Schraubenfeder 11 mit dem an dem Stromzuführungsdraht 6 befestigten Eisen zylinder 12 verbunden ist.
Der die beiden Eisenzylinder 10 und 12 enthaltende Ansatz des Glasteils 2 ist von einer Elektromagnetspule 13 umgeben. Die Hauptanode 7 und das Führungsrohr 9 sind von einem zylindrischen, die Verschmelzungs stelle 1-5 des Glas- und Metallteils vor .dem schädlichen Einfluss der Entladung schüt zenden, an der Oberseite geschlossenen Schirm 14, beispielsweise, aus Molybdänbleeh umgeben.
Ein Verankerungskörper 16 etwa aus Nickel für den Kathodenfleck und zwei konzentrische Ringe 17 und 18 etwa aus Molybdäu, zur Begrenzung seiner Bewe gungsmöglichkeit, sind teils aus. dem Katho denquecksilber herausragend, auf dem Bo den des Kathodengefässes 1 angeordnet. Das Kathodengefäss ist mittels eines gleichzeitig als Kathodenstromzuführung dienenden Bol zens 19 wasserdicht in dem Kühlgefäss 20 befestigt, .das mit Zu- bezw. Abfluss.stützen 21 und 22 versehen ist.
Oberhalb der,Quecksilberkathode 3 ist ein Metallring 23 in direkter metallischer Ver bindung mit dem Kathodengefäss 1 angeord net. Oberhalb des Ringes 23 und unterhalb der Anode 7 ist koaxial zu dieser letzteren und senkrecht zu ihrer Axe eine kreisförmige Metallscheibe 24 isoliert angeordnet. Die Entladung wird hierdurch gezwungen, durch die Öffnung des Ringes 23 hindurchzugehen und von der Scheibe 24 abgelenkt, an der gutgekühlten Wandung des Kathodengefässes 1 entlang zu streichen, bevor sie die Vorder fläche der Hauptanode 7 erreicht.
Die Scheibe 2.4 ist in diesem Ausführungsbeispiel isoliert, aber ohne eigenen Stromzuführungs- draht dargestellt; sie kann jedoch, wie bereits früher bemerkt, mit einem eigenen Stromzu- führungsdraht versehen werden, so dass es möglich ist, den Stromdurchgang durch die Röhre nach Belieben zu steuern.
Wenn man die obenbeschriebene Anord nung noch wirksamer gestalten will, kann man die Anzahl .der übereinander angeord neten Scheiben und Ringe nach Belieben ver- grössern, wobei es sich empfiehlt,-jeweils den Durchmesser der Öffnungen in den Ringen kleiner zu halten, als den äussern Durchmes ser der ,Scheiben, so dass sich zwischen Ka thode und Anode ein mehrfach gebogener Entladungsweg bildet.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Röhrengattung wie dergegeben, in der eine in axialer Richtung durchbohrte Anode 26 an einem aus Metall bestehenden Wandteil 27 der Röhre befestigt ist. Dieser Wandteil besitzt eine als Strom zuführung für die Anode 26 dienende An schlussklemme 28.
In dem obern, aus Glas angefertigten Teil 29 des Entladungsgefässes befindet sich ausser oder Stromzuführung 30 für den Zündkörper 31 aus halbleitendem Material mit isolierendem .Schutzröhrchen 32, ein ach.sial angeordneter aus Metall her gestellter Kühlkörper 33 mit elektrischem Anschluss 34 und Zu- bezw. Abflussstutzen 35 und 36,
der durch achsiale Bohrung der Anode 26 von dieser mechanisch und elek trisch getrennt in den Entladungsraum von oben hinein ragt. Der Kühlkörper 33 eignet sich für Flüssigkeitskühlung, z. B. mittels Wasser oder 01, und trägt an seinem untern Ende einen Metallring 37, .der einen Bestand teil des im Entladungsraum der Röhre ange ordneten Labyrinthee bildet.
Durch Vermitt lung des Glasteils 38 ist der aus Metall be stehende und die Anode 216 tragende Wand teil 27 vakuumdicht und isoliert mit dem aus Metall bestehenden Kathodengefäss 39 ver bunden, .das mittels des gleichzeitig als Ka- thodenstromzuführung für die Quecksilber- kathode 40 dienenden hohlen Bolzens: 41 fliis- sigkeitsdicht in dem Kühlgefäss 42 mit Ab flussstutzen 43 festgeschraubt ist.
Der hohle Bolzen 41 ist als achsial die Kathode 40 durchsetzender Kühlkörper ausgebildet, dem die Kühlflüssigkeit durch .den zentral ange ordneten Zuflussstutzen 44 zugeführt wird, während diese den Bolzen durch die Abfluss- öffnungen 45 verlässt, um nach Durchlaufen des Kühlgefässes 42 .durch .den Abfuhrstutzen 43 abzufliessen.
Der Kühlkörper 41 ragt von unten in den Entladungsraum, hinein und trägt- an seinem obern Ende einen Metallring 46, der zusammen mit .dem bereits beschrie benen Metallring 37 und dem an der Innen wand .des. Kathodengefässes, 39 befestigten Metallring 47 das im Entladungsraum ange ordnete Labyrinth bildet. Ferner ist ein z. B.
aus Nickel bestehender ringförmiger Ver- ankerungskörper 48, zum Festhalten des Ka- thodenfleckes an der Trennlinie von Queck silber und Nickel, an dem Kühlkärper 41 befestigt, während zylindrische Ringe 49 und 50, welche aus dem Kathodenquecksil ber herausragen und es dem Kathodenfleck unmöglich machen, sich .der Innenwand des Kathodengefässes 39 zu nähern auf dem Bo den des Kathodengefässes 39 angeordnet sind.
Die Anordnung gemäss Fig. 2 hat den Vorteil, dass durch den Kühlkörper 41 eine besonders intensive Kühlung in unmittel- barer Nähe des. Fusspunktes der Entladung ermöglicht wird, und dass die zusammen das Labyrinth bildenden Ringe 46, 47 und 37, jeder für sich mit einem intensiv gekühlten Röhrenteil verbunden sind, so dass sich. die Kühlung des Entladungsweges in dem La byrinth besonders wirksam gestaltet. Es er gibt sich hierdurch die Möglichkeit, auch bei hohen Anodenspannungen, z. B. von einem Wechselspannungswert von 500 Volt oder mehr, erhebliche Stromstärken, z.
B. mehrere 100 Ampere, einwandfrei gleichzurichten. Der elektrische Anschluss 3.4 des Kühlhör pers 3,3 ermöglicht seine Benutzung in Ver bindung mit dem Ring 37, als Steuerorgan zur Beeinflussung des Durchganges der Ent ladung durch die Röhre. In diesem Fall ist es erforderlich, dass der Kühlkörper 33 mit grosser Sorgfalt gegen die Anode isoliert wird.