Verfahren zur Gleichrichtung hochgespannter Wechselströme mittelst als elektrische Ventile verwendeter, durch Pressgase beeinflusster Lichtbogen. Für die Gleichrichtung niedergespannter Wechselströme werden bekanntlich Ventil zellen verwendet, die entweder gar keine oder nur im Vakuum erzeugte Lichtbögen aufweisen, da ein unter normalem Luftdrucke stehender Lichtbogen eine zu grosse. Span nung selbst verbraucht.
Bei hochgespannten Wechselströmen dagegen fällt dieser Um stand nicht ins Gewicht, so dass eine Ver wendung von unter normalem Luftdrucke stehenden Lichtbogen nichts im Wege steht, wenn es irgendwie gelingt, diese Lichtbögen so zu beeinflussen, dass sie sich aus Strömen nur einer Richtung bildet).
Es ist nun bekannt, dass Wechselströme, welche zwischen zwei sich berührenden Elek troden fliessen, von denen die eine als Platte, die andere als Spitze ausgeführt ist, bis zu einem gewissen Grade eine Gleichrichtung erfahren in dem Sinne, dass überwiegend nur Ströme der einen (positiven oder negativen) Halbwelle durchgelassen werden. Diese Ven tilwirkung ist aber nur urivollkommen und kommt für grössere Ströme und Spannungen nicht in Frage.
Es ist anderseits auch be- kannt, eine', Ventilwirkung von Lichtbogen durch mechanische Zerreissung des Licht- Bogens zu erzielen, indem man einen Luft strom gegen den Lichtbogen bläst. Aber auch dieses Verfahren ist unsicher in der Wir kung, da die Neigung des Lichtbogens, sich in beiden Stromrichtungen zu bilden, jeder zeit besteht und der Luftstrom nicht zwangs weise so geführt werden kann, dass er bei der gewöhnlichen Form der Elektroden die sogenannte Rückzündung mit Sicherheit ver hindert.
' Es ist nun Gegenstand vorliegender Er findung, ein Verfahren zur Gleichrichtung hochgespannter Wechselströme mittelst als elektrische Ventile verwendeter, durch Press- gase, vorzugsweise Pressluft, beeindusster Lichtbogen, nach welchem die durch Press luft beeinflussten Lichtbogen zwischen zwei Elektroden erzeugt werden, von denen die eine als Spitze, die andere als Platte aus geführt ist, wobei die Pressluft in der AYen- richtung der als Spitze ausgebildeten Elek trode gegen die andere Elektrode geblasen wird.
Hierdurch sind die Neigungen des Lichtbogens zur Rückzündung in wirksamster Weise sowohlAurch die Ausbildung der Elek troden, als auch durch die Wirkung der in günstigster Richtung geblasenen Pressluft unterdrückt, auch wenn der Elektrodenab- stand relativ gross gewählt wird und die Spannung viele Kilovolt beträgt. Es ist je doch sehr vorteilhaft, den Pressdruck dem Elektro.denabstand anzupassen, da mit wach sendem Elektrodenabstand auch der Druck der geblasenen Luft. zunehmen muss, um eine gute, sicher wirkende Ventilwirkung zu er reichen.
Der physikalische Vorgang hierbei ist jedoch nicht einfacher Natur und Ver suche haben zu eigenartigen Ergebnissen ge führt. So wird die Richtung des durchge lassenen Stromes auffallenderweise von der Höhe des Druckes der Pressluft beeinflusst und mit wachsendem Drucke ergeben sich Umkehrpunkte der Stromrichtung. In den verschiedenen Bereichen des Druckes ist je doch nicht die gleiche Stabilität zu beob achten, so dass es zweckmässig ist, mit dem Drucke so weit heraufzugehen, bis eine Ände rung des Druckes keinen merkbaren Einfluss auf die Gleichrichtung hat.
Nach diesem Ver fahren kann die Gleichrichtung hochgespann ter Wechselströme erzielt werden in der gleichen Weise wie mit den bekannten Q,ueck- silberdampfgleichrichtern die Gleichrichtung niedergespannter Ströme. Die Anordnung und Schaltung gibt in beiden Fällen prinzipiell das gleiche Bild.
Es kann auch vorteilhaft sein, mehrere in der beschriebenen Art beeinflusste Funken strecken hintereinander zu schalten, um klei nere Elektrodenabstände und damit gerin geren Druck der Pressluft zu erhalten. Dies wird bei ausserordentlich hohen. Spannungen besonders vorteilhaft sein. Die Düse, welche die Pressluft gegen den Lichtbogen bläst, wird zweckmässig so ausgeführt, dass sie aus elektrisch nicht leitendem, aber wärmebestän digem Material besteht und konzentrisch um die Elektrodenspitze angeordnet ist, wobei die Spitze etwas über die Düse hervorragt. Anstatt der Pressluft können auch andere Gasarten, wie Stickstoff, Kohlensäure usw. zur Erzielung der Ventilwirkung des Licht bogens verwendet werden.
Wie aus beiliegender Fig: 1 ersichtlich, stehen sich die Elektroden<I>a</I> und<I>b</I> in einem gewissen Abstande gegenüber, der von einem Funken c überbrückt wird. Der isolierenden Umhüllung d wird bei e, Pressluft zugeführt und in Richtung der stabförmigen Elektrode b fortgeblasen.
Die von der Hochspannungs- Wechselstromquelle g gelieferte Spannung wechselnder Polarität erzeugt vermöge der beschriebenen Ventilwirkung in dem Be- lastungswiderstande <I>f</I> über Strommesser<I>g</I> nur gleichgerichtete Stromimpulse, etwa nach Fig. 2.
Es sei noch nebenbei bemerkt, dass zwecks Vermeidung von Luftwirbelungen und der dadurch bedingten Störungen des Gleichrichtervoxganges die Austrittsöffnung des Isolators d nach Art einer Laval-Düse ausgebildet werden kann und ferner, dass die Elektrode a statt . plattenförmig, kugel-. oder walzenförmig gestaltet wird, mit verhältnis mässig geringer radialer Ausdehnung.
Process for rectifying high voltage alternating currents by means of arcs that are used as electrical valves and influenced by compressed gases. For the rectification of low-voltage alternating currents, valve cells are known to be used, which either have no arcs or only generated in a vacuum, since an arc under normal air pressure is too large. Voltage itself consumed.
In the case of high-voltage alternating currents, on the other hand, this fact is of no consequence, so that nothing stands in the way of using arcs under normal air pressure if it is somehow possible to influence these arcs in such a way that they are formed from currents in only one direction.
It is now known that alternating currents flowing between two touching electrodes, one of which is designed as a plate and the other as a tip, are rectified to a certain extent in the sense that predominantly only currents from one ( positive or negative) half-wave. This valve effect is only completely perfect and is out of the question for larger currents and voltages.
On the other hand, it is also known to achieve a “valve effect” of an arc by mechanically breaking the arc by blowing a stream of air against the arc. However, this method is also uncertain in its effectiveness, since the arc has a tendency to form in both directions of flow and the air flow cannot necessarily be guided in such a way that, with the usual shape of the electrodes, it also ignites back Security prevents.
The subject of the present invention is a method for rectifying high-voltage alternating currents by means of arcs used as electrical valves and induced by compressed gases, preferably compressed air, after which the arcs influenced by compressed air are generated between two electrodes, one of which as a tip, the other as a plate, the compressed air being blown against the other electrode in the AYen direction of the electrode designed as a tip.
This suppresses the tendency of the arc to re-ignite in the most effective way, both through the design of the electrodes and through the effect of the compressed air blown in the most favorable direction, even if the electrode spacing is relatively large and the voltage is many kilovolts. It is, however, very advantageous to adapt the pressing pressure to the distance between the electrodes, since the pressure of the blown air increases with the electrode distance. must increase in order to achieve a good, reliable valve action.
However, the physical process involved is not a simple one and attempts have led to strange results. The direction of the flow is noticeably influenced by the level of the pressure of the compressed air, and with increasing pressure there are reversal points in the flow direction. However, the same stability cannot be observed in the different areas of the pressure, so that it is advisable to go up with the pressure until a change in the pressure has no noticeable effect on the rectification.
According to this process, the rectification of high-voltage alternating currents can be achieved in the same way as the rectification of low-voltage currents with the known Q, silver vapor rectifiers. The arrangement and circuit basically give the same picture in both cases.
It can also be advantageous to connect several sparks influenced in the manner described in series in order to obtain smaller electrode spacings and thus lower pressure of the compressed air. This is at extraordinarily high. Tensions can be particularly beneficial. The nozzle, which blows the compressed air against the arc, is expediently designed so that it consists of electrically non-conductive, but heat-resistant digem material and is arranged concentrically around the electrode tip, the tip protruding slightly above the nozzle. Instead of compressed air, other types of gas, such as nitrogen, carbonic acid, etc., can be used to achieve the valve effect of the arc.
As can be seen from the enclosed FIG. 1, the electrodes <I> a </I> and <I> b </I> face one another at a certain distance, which is bridged by a spark c. The insulating sheath d is supplied with compressed air at e and blown away in the direction of the rod-shaped electrode b.
The voltage of alternating polarity supplied by the high-voltage alternating current source g generates only rectified current pulses, for example according to FIG. 2, in the load resistor <I> f </I> via ammeter <I> g </I> due to the valve action described.
It should be noted by the way that in order to avoid air turbulence and the resulting disturbances in the rectifier vox gear, the outlet opening of the insulator d can be designed in the manner of a Laval nozzle and furthermore that the electrode a instead. plate-shaped, spherical. or is designed in the shape of a cylinder, with a relatively moderately small radial extent.