CH198820A - Elektrischer Vakuumentladungsapparat mit Gas- oder Dampffüllung und metallenem Vakuumgefäss. - Google Patents

Description

  Elektrischer     Takunmentladungsapparat    mit Gas- oder Dampffüllung  und metallenem Vakuumgefäss.    Die Erfindung bezieht sich auf elek  trische     Vakuumentladungsapparate    mit Gas  oder Dampffüllung .und     metallenem    Vakuum  gefäss.

   Sie betrifft eine     neuartige    und     vor-          teilhafte    Ausbildung der Vakuumgefässe       derartiger    Apparate und     ist        anwendbar        hei          Stromrichtern        aller        Art,        gleichgültig,    ob sie  mit     einer    Quecksilberkathode oder einer       Glühkathode    ausgerüstet sind.  



  Die neuere Entwicklung     bei        Vakuum-          entl,adungsapparaten:    geht     dahin,    den     Gas-          oder        Dampfdruck    im Innern des     Gefässes    auf  immer     höhere        Werte    einzustellen, um die     Be-          lastbarkeit    des Apparates zu     steigern;

      in der       Regel    arbeitet man mit     einem.        Gasdruck,     der     zwischen        einigen        Hunderstels-    und eini  gen     Zehntelsmillimetern    HK-Säule liegt.

   Die  Folge dieser Steigerung des,     Druckes        ist,     dass die     Abstände    der     Elektroden        immer          kleiner    .gemacht     werden    müssen, um die Ab  stände zwischen den Elektroden,     .gemessen    in    der     freien:        Weglänge    :der Elektronen, un  gefähr in gleicher Höhe zu halten, was. mit  Rücksicht auf die Spannungsabfälle im  Innern     des        Apparates        erforderlich    ist.

   Diese       Notwendigkeit    einer     räumlichen        Zusammen-          @drängung    :der Elektroden hat bei den bisher  üblichen Konstruktionen,     bei        denen,die    Elek  troden, zu     mindest    die     Anoden,    vom Gefäss  deckel     aus        eingefizhrt    werden, zu     konstruk-          tiven    und     betriebstechnischen        Schwierigkeiten          geführt.     



  Gegenstand     der    Erfindung bildet nun       eine        Ausführung,        :durch    welche diese     Schwie-          xi:gkeiten    nicht nur     beseitigt,        sondern        @darwber     hinausgehend     verschiedene    wesentliche, voll  kommen neue     Vorteile    erzielt werden.

   Dies  wird dadurch erreicht, dass     sämtliche        Haupt-          elektroden    des     Apparates    und     gegebenenfalls     auch .die Hilfselektroden vom Boden     des        Ge-          fäss:es    aus:     eingeführt    werden.

   Vorteilhaft er  folgt die     Ausführung    in     :der        Weise,        dass,    das      Vakuumgefäss aus einem die     Elektroden    tra  genden Boden und einer auf den Boden auf  gesetzten     kuppelförmigen    Haube     besteht.     



       Eine    solche     Ausführung    hat den     Vorteil,     dass sämtliche Elektroden sehr     bequem    in  dem     Bodenteil    montiert werden können;

    ausserdem kann man die Anoden in der Nähe  der Kathode anordnen, ohne dass lange  Isolatoren und     stromeinführende        Leiter    er  forderlich sind, wie     es    bei der üblichen Ein  führung der Elektroden vom Deckel her  notwendig ist.     Die    Anordnung der Anoden in  der Nähe der Kathode ist aus betrieblichen  Gründen sehr wünschenswert, da dann der  Hauptteil der Verlustwärme im     Unterteil    des  Gefässes abgegeben wird, während der Ober  teil verhältnismässig kühl bleibt, so dass hier  eine ausreichende     Kondensation    des     Que:ck-          silberdampfstromes    erfolgt.  



  Bildet man noch die Kühlung so aus,  dass der     obere    Teil     des    Gefässes     stärker    als  der     untere    gekühlt wird, so wird mit Sicher  heit eine     Kondensation    von Quecksilber an  den Anoden oder in der Nähe von ihnen       vermieden.     



  Die erfindungsgemässe Ausführung des  Gefässes kann mit     besonderen        Vorteilen    bei       Entladungsapparaten    mit von der Vakuum  pumpe nach Anwendung einer     Entgasung     bei hoher Temperatur getrenntem     und    mit  einem chemisch inaktiven Gas gefüllten       metallenen    Vakuumgefäss angewendet wer  den.

   Bei Apparaten     dieser    Art wird in das  Vakuumgefäss ein besonderer, an einer Stelle  offener Hohlkörper eingesetzt,     derden    wäh  rend     des        Betriebes    von der Kathode     auf-          steigenden        Gas-    oder Dampfstrom an den       gekühlten    Wandungen und dem Deckel der  Haube entlang führt und in dem sich das       chemisch        inaktive    Gas allmählich mit zu  nehmender     Erwärmung        .des        Gefässes    sammelt.  



  Zur Kühlung kann ein gasförmiges     oder          flüssiges    Kühlmittel     verwendet    werden. Im  letzteren Fall ist ein     Kühlmittel    zu benutzen,  das wenig oder keine freien Wasserstoffionen  enthält oder abgeben kann, z.

   B.     Perchlor-          äthylen,    oder die mit     .der        Kühlflüssigkeit    in       Berührung    kommende Wandung des Va-         kuumgefässes        ist    aus     einem    Material her  zustellen,     welches    keine freien     Wasserstoff-          ionen    aus der Kühlflüssigkeit aufnehmen  kann.  



  Anhand der     beiliegenden    Zeichnungen  soll die Erfindung näher erläutert werden.       Fig.    1 zeigt als     Ausführungsbeispiel        einen          Quecksilberdampfgleichrichter    im Längs  schnitt     und          Fig.    2     stellt    einen     Einzelteil,    und zwar  eine Anode im     Schnitt    dar.  



  1 ist     die        Quecksilberkathode    des     Gefässes.     2 sind die Anoden. 3 sind die Einführungs  isolatoren für die Anoden und 4 ist ,der Iso  lator der     Kathode;    zweckmässig werden Iso  latoren aus keramischem     Material,        insbeson-          dere    aus     Steatit    benutzt.

   Sämtliche Elektro  den werden von dem     metallenen    Boden 5 aus  eingeführt.     Zweckmässig        erfolgt        :die    vakuum  dichte Verbindung     zwischen    den Einfüh  rungsisolatoren 3 und 4 und dem     Boden    5  durch     einen        Glas--    oder     Emailleschmelzfluss     oder durch einen Brenn- oder     Sinterprozess.     Auf den     Boden    5 ist die     das    eigentliche       Vakuumgefäss        bildende        Metallhaube    6  <RTI  

   ID="0002.0090">   auf-          ,gesetzt,        welche    längs     :der    Naht 7 mit dem  Boden oder Teller 5 verschweisst ist.     Das     ganze     Gefäss        ruht        mittels    Stützen 8, die in  der Nähe .der Schweissnaht 7 befestigt sind,  auf einer     Grundplatte    9, die     ihrerseits    auf  der     Ende        aufliegen,    kann.  



  Da die Kühlung bei     dieser    Ausführungs  form durch Luft     erfolgen    soll,     ist        über    die  Haube 6 eine     weitere        Haube    10     heriiber-          gestülpt,    an deren     obern    Ende     ein    Schleuder  lüfter mit dem Schleuderrad 11 angeordnet  ist.     Dieses    Schleuderrad 11 wird durch einen  Motor 12 angetrieben und     ist    auf der Motor  welle fliegend angeordnet.

   Die     Luftführung     ist in der Weise ausgebildet,     dassdas    Schleu  derrad 11 Luft     ansaugt.        Diese    strömt     dann     am     Deckel    der     Haube    6 und an den Wandun  gen in dem Ringraum     zwischen    .dem eigent  lichen Vakuumgefäss und der     Führungshaube     10     abwärts    und tritt durch die     .Offnungen    13  am     Unterteil    der     Haube    1.0     wieder    aus.

   Falle       Wert    :darauf ,gelegt     wird,    eine stärkere Küh  lung des     Bodens    5     und    der     .dort    befindlichen           Apparatteile    zu erhalten, können noch be  sondere Prall- oder     Leitflächen    23 vorgesehen  werden.

   Wie ohne     weiteres    verständlich     ist,     wird durch     -diese        Art    der     Luftführung    so  wie :durch die     Ausbildung    des Gefässes er  reicht,     @dass    der obere Teil     des    Gefässes ziem  lich kühl bleibt, so     dass    die Kondensation des       Quecksilberdampfes    einwandfrei     vonstatten     geht, während der untere     Teil    des' Gefässes,  in dem sich die Anoden befinden, relativ  heiss wird.  



  Der Motor 1.2,     .das        Schleuderrad    11 und  die Kühlhaube 10     können,    von dem Gefäss ,6  durch     .Stützisolatoren    14 isoliert werden.  Erdet man nun :die Haube 1.0, so bildet     diese     einen vollkommenen     Berwhrun.gsschutz    ge  genüber dem Gehäuse 6 und -den durch den  Boden 5     eingeführten.    Elektroden.  



  Die Stromanschlüsse können in dem  Raum     zwischen    ,dem Boden 5 und der Grund  platte 9 vorgenommen werden.     Vorteilhaft     verwendet man irgend einen     Kabelendver-          schluss        bekannter    Ausführung, von welchem  aus die     Stromansahlüsse    zu .den einzelnen  Elektroden mit Hilfe biegsamer Verbindungs  leitungen erfolgen.  



  Falls das     Vakuumgefäss,    von der Vakuum  pumps     getrennt    und gefüllt mit chemisch       inaktivem    Gas, insbesondere     Eidel.gas    mit  hohem     Atomgewieht,    betrieben werden soll,  wird     in.        idas    Vakuumgefäss; 6 ein hohler  Einsatzkörper 1,6 eingesetzt.     Dieser    besteht  aus     einem    zylindrischen Mittelteil, einem  nach     unten:    konischen Boden 17 und einem  der Rundung des Gefässes 6 angepassten       Deckel    18.

   Die     Befestigung    des Einsatz  körpers in dem Gefäss 6 erfolgt mit Hilfe  von     Trägern    19, die sich gegen die Innen  wanddes     Gefässes    6 abstützen.  



       Am,        obern        .Ende        des    im übrigen allseitig       geschlossenen,        Hohlkörpers    16 ist eine Öff  nung 20 vorgesehen, die durch einen     .Schirm     <B>2 2 1</B>     gegen        heruntertropfendes        Quecksilber        ab-          gedeckt    ist.

   Solange das Gefäss- kalt ist, er  füllt das eingefüllte Edelgas, dessen     Druck     bei kaltem Gefäss etwa 0,01     bis    0,15 mm       Hg-Säule        betragen    soll, .das ganze     Gefäss'.       Während     des    Betriebes streicht nun der von  der Kathode 1     aufsteigende        Quecksilber-          dampfstrom,    welcher mit Edelgas     .gemischt          ist,    infolge der     Führung    durch den Einsatz  körper 16 an den zylindrischen Wandungen  und dem     Oberteil    der Haube 6 entlang.

   Da  bei dieser Ausführung nicht nur die Wan  dungen,     isondern    auch der Deckel des Va  kuumgefässes, der bei den bekannten Aus  führungen die Elektroden trägt,     ,gekühlt     wird, ist der Weg, den die Quecksilberdämpfe  längs :

  gekühlter Wandungen zurücklegen,  sehr lang,     so,dass    ,das     Quecksilber        kondensiert.     Es fliesst dann im wesentlichen an den Wan  dungen des Gefässes 6 entlang zurück zur  Kathode, während das     nichtkondensierbare     Edelgas durch die vor dem Eindringen von       Quecksilber    geschützte Öffnung 20 in das  Innere des     Einsatzkörpers    gedrängt wird, so  dass nach einer gewissen Betriebsdauer die  Entladung in reinem Quecksilberdampf vor  sich geht.

   Dies hat den Vorteil, dass infolge  der Anwesenheit von Edelgas auch bei kaltem  Gefäss der gewünschte Druck in dem Gefäss  -vorhanden ist, aber trotzdem bei     heissem    Ge  fäss, wo der Quecksilberdampf den nötigen  Druck liefert, von den im     Verhältnis    zu Edel  gasen günstigeren Betriebseigenschaften des       Quecksilbers    voll Gebrauch gemacht werden  kann.  



  Um eine     Fortleitung    der     Elektrodenwärme     nach dem obern Teil der Haube 6 nach Mög  lichkeit zu     verhindern    und die Aussenwan  dung des     ringförmigen    Spaltes 22, der durch  die     Wandungen    des Einsatzkörpers 16 und  des Vakuumgefässes 6 gebildet wird, mög  lichst ausschliesslich für     die    Kondensation des       Quecksilbers    auszunutzen,     wird    zweckmässig  der Boden 17 des Einsatzkörpers doppelt oder  dreifach ausgeführt, so dass die Übertragung  von Wärme durch Strahlung verhindert wird.

    An Stelle einer mehrfachen Ausführung des  Bodens kann selbstverständlich auch eine  andere geeignete Wärmeisolierung benutzt  werden.  



  Falls der Apparat mit höheren Spannun  gen,     etwa    über 200 Volt,     betrieben    werden  soll,     ist    es zweckmässig, die Anoden mit      Schutzhülsen zu umgeben. Dies kann in der  in der     Fig.    2 dargestellten Weise geschehen.  



  24 ist der     Elektrodenkörper,    der an dem  stromeinführenden Leiter 25 befestigt     ist.     Vorteilhaft wird eine     Graphitelektrode    be  nutzt, in welche der aus einem hochschmel  zenden     Metall,    z. B. Wolfram oder     Molybdän     bestehende Leiter 25 fest eingesetzt wird.  Der Leiter 25 ist von einem Isolierrohr 26  aus keramischem Material, insbesondere       Steatit,    umgeben. mit welchem er unter Zwi  schenfügung einer Kappe 27 durch einen  Glas- oder     Emailleschmelzfluss    vakuumdicht  verbunden ist.

   Die Verbindung zwischen dem  Boden 5 und dem Isolator 26 erfolgt mit  Hilfe eines Ringflansches 29, der bei 28  ebenfalls durch einen Emaille- oder Glas  schmelzfluss mit dem Isolator verschmolzen  und bei 30 mit dem Boden 5 verschweisst ist.  An dem in das Gefäss hereinragenden Teil  des Isolators ist eine ringförmige Rille 31  vorgesehen. In diese ist der Boden 32     einer     Anodenhülse 33 passend eingesetzt. Diese  Anodenhülse enthält ein Gitter 34 und ist  über dieses hinaus um den Teil 35 verlängert.  Dieser Teil 35 ist an seinem vordern Ende  durch einen     Deckel    36     abgeschlossen,    der die  Anoden gegen das Hereinfallen von Queck  silbertropfen schützt.

   An den Seitenwandun  gen des Teils 35 sind eine oder mehrere       Offnungen    37 vorgesehen, um den Eintritt  des Lichtbogens zu gestatten. Diese Öffnun  gen befinden sich vorteilhaft an den Stellen  des Umfanges, welche den kleinsten Abstand  zu benachbarten Anodenhülsen aufweisen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Elektrischer Vakuumentladungsapparat mit Gas- oder Dampffüllung und metallenem Vakuumgefäss, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Hauptelektroden vom Boden des Gefässes aus eingeführt sind. UN TERANSPRMHE 1. Elektrischer Vakuumentladungsapparat nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das Vakuumgefäss aus dem die Elektroden tragenden Boden und einer auf den Boden aufgesetzten Haube besteht. 2.

   Elektrischer Vakuumentladungsapparat nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das Gefäss mittels Stützen auf einer Grundplatte ruht, und dass die Leitungsanschlüsse in dem Raum zwi schen dem Boden und der Grundplatte untergebracht sind. 3. Elektrischer Vakuumentladungsapparat nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das Gefäss mit einem Kühl mantel umgeben ist, durch den ein Kühl mittel von oben nach unten geleitet wird und der gegenüber dem Gefäss isoliert, sowie geerdet ist, so dass er einen Be rührungsschutz bildet. 4.

   Elektrischer Vakuumentladungsapparat nach Unteranspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass bei Verwendung von Luft als Kühlmittel in dem Oberteil des Kühl mantels ein Gebläse angeordnet ist, das einen sich längs dem Deckel und den Wandungen des Vakuumgefässes abwärts bewegenden Luftstrom erzeugt. 5. Elektrischer Vakuumentladungsapparat nach Patentanspruch, bei dem die Anoden mit Schutzhülsen umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, d dass die Anodenhülserx an ihren Enden geschlossen, aber mit einer oder mehreren seitlichen Eintritts öffnungen für den Lichtbogen versehen sind. 6.

   Elektrischer Vakuumentladungsapparat nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Anodenhülsen an den Einführungsisolatoren der Anoden be- festigt sind. 7.

   Elektrischer Vakuumentladungsapparat nach Patentanspruch, bei welchem das Vakuumgefäss von der Vakuumpumpe getrennt und mit chemisch inaktivem Gas gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in das Vakuumgefäss ein an einer Seite offener, sonst aber geschlossener Hohlkörper eingesetzt ist, welcher den während des Betriebes von der Kathode aufsteigenden Gas- oder Dampfstrom an den gekühlten Wandungen und dem Deckel des Vakuumgefässes entlang führt und in dem sich allmählich alles ein gefüllte chemisch inaktive Gas sammelt. B.

   Elektrischer Vakuumentladungsapparat nach Unteranspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, dass an der höchsten Stelle des Hohlkörpers oder in der Nähe dar höchsten Stelle eine durch einen Schirm gegen herabfallendes Quecksilber gesicherte Öffnung zum Einströmen des chemisch inaktiven Gases vorgesehen ist. 9. Elektrischer Vakuumentladungsapparat nach Unteranspruch 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass @d-er den Elektroden zu gekehrte Boden des Hohlkörpers mit einer Wärmeisolierung versehen ist. 10.

   Elektrischer Vakuumentladungsapparat nach Unteranspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, dass der Boden des Hohlkörpers als mehrfacher Boden ausgebildet ist. 11. Elektrischer Vakuumentladungsapparat nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass ausser den Hauptelektroden auch die Hilfselektroden vom Boden des Gefässes aus eingeführt sind.