DE702958C - Metalldampfentladungsgefaess mit fluessiger Kathode - Google Patents

Description

• Metalldampfentladungsgefäß mit flüssiger Kathode Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für elektrische Entladungsgefäße mit flüssiger Kathode z. B. für Quecksilberdamp@fgleichrichter und Quecksilberdampfstromrichter. Zur Zündung der Entladung zwischen den Hauptelektroden eines Metalldamp.fentladungsgefäßes wird im Innern des Gefäßes ein Lichtbogen erzeugt. Es ist bekannt, diesen Lichtbogen durch eine _Zündelektrode zu erzeugen, welche vor der Zündung in die flüssige Kathode eintaucht, beim Zünden eine positive Spannung gegenüber der Kathode erhält und dann aus der Kathode herausgehoben wird. Die Verwendung einer mechanisch bewegten Zündelektrode hat den Nachteil, daß die beweglichen Teile .der Zerstörung durch den Lichtbogen ausgesetzt sind. Ein weiterer Nachteil ergibt sich durch die Schwankung, des Kathodenspiegels während des Betriebes. Der Weg, welchen die Zündelektrode beim Zünden zurücklegt, muß stets größer sein als die größte Schwankung des Kathodenspiegels, so daß .die Zündung, zu der bekanntlich meist ein mehrmaliges Herausheben der Zündelektrode aus der Kathode notwendig ist, erst nach verhältnismäßig langer Zeit erfolgt.
• Es ist bekannt, die Nachteile der mechanischen Zündeinrichtungen dadurch zu vermeiden, daß .der Zündfunken durch die plötzliche Unterbrechung einer zwischen der Kathode und einer Elektrode vorhandenen stromleitenden Brücke aus flüssigem Kathodenmetall erzeugt wird. Bei den bekannten Zündeinrichtungen, die nach diesem Prinzip arbeiten, wird die Unterbrechung der stromleitenden Brücke aus dem flüssigen Kathodenmetall durch einen die leitende Brücke durchfließenden Strom und ein quer zu der Brücke gerichtetes Magnetfeld bewirkt. Derartige Zündeinrichtungen wurden bisher nur für Glasgefäße verwendet. Der Magnet, welcher das notwendige Magnetfeld erzeugt, war außerhalb des Gefäßes angeordnet. Die Erzeugung eines Magnetfeldes von hinreichender Intensität macht dabei große Schwierigkeiten.
• Durch die Erfindung werden diese Schwierigkeiten vermieden und wird die Zündung der Entladung ohne mechanisch bewegte Teile bei Entladungsgefäßen beliebiger Bauart er# möglicht. Erfindungsgemäß ist bei. einem Metalldampfentladungsgefäß mit flüssiger Kathode, bei welchem die Zündung der Entladung durch plötzliche Unterbrechung einer stromleitenden Brücke aus flüssigem Kathodenmetall erfolgt, welche von einem Strom. durchflossen wird und auf die das quer zur Brücke verlaufende Feld eines Magneten einwirkt, innerhalb des flüssigen Kathodenmetalls ein Isolierkörper angeordnet, welcher zur Aufnahme des die leitende Brücke bildenden flüssigen Kathodenmetalls eine Rinne hat, deren Kanten über den Spiegel des Kathodenmetalls hinausragen. Auch der Magnet und seine Erregerwicklung sind innerhalb des Entladungsgefäßes angebracht. Der Bern und die Erregerwicklung des Magneten befinden sich vorzugsweise mindestens zum Teil innerhalb des Kathodenquecksilbers.
• Die Erfindung ist durch die Zeichnungen näher erläutert. Bei der Vorrichtung nach den Fig. i und 2 ist innerhalb der flüssigen Kathode i ein Elektromagnet 2 angeordnet, welcher eine Erregerwicklung 3 besitzt. Die Erregerwicklung wird durch Quecksilber gebildet, welches sich innerhalb eines schraubenförmigen Rohres 3 aus Isolierstoff befindet. Zwischen den Polschnhen des Elektromagneten 2 befindet sich das Ende 4 des Isolierrohres 3, welches eine Rinne hat, die nach oben hin offen ist. Der Zündstrom, welcher gleichzeitig der Erregerstrom für die Erregerwicklung 3 ist, wird dem Quecksilber durch einen Stromzuführungsstab 5 zugeführt. Dieser ist in einen Ansatz 6 der Gefäßwand (Wand der Kathode) vakuumdicht eingeschmolzen. Der Stromzuführungsstab 5 ragt in das Ende S des Isolierrohres 3 hinein. Wenn die Entladung gezündet werden soll, erhält der Stromzuführungsstab 5 ein positives Potential gegenüber der Kathode i. Es fließt dann ein Strom über den Stab 5 oder das Quecksilber, welches das Isolierrohr 3 ausfüllt, und durch die Rinne 4 nach der Kathode i. Durch die gegenseitige Wirkung des durch die Erregerwicklung erzeugten Magnetfeldes und des Stromes, der die Rinne 4 durchfließt, zieht sich das Quecksilber in der Rinne 4 so lange zusammen, bis es abreißt und ein Zündfunken entsteht.
• Es ist vorteilhaft, den Querschnitt des Quecksilbers zwischen dem Ende 8 des Rohres 3 und dem Ansatzteil 6 des Kathodenbehälters 7 so klein zu wählen, daß der größte Teil des Zündstromes durch die Erregerwicklung hindurchfließt und nicht auf einem anderen Wege zuviel. Strom nach der Stromzuführung 5 gelangen kann. Im allgemeinen wird man dafür sorgen, daß dieser Strom höchstens den zehnten Teil des die Erregerivicklung durchfließenden Zündstromes beträgt. Der Strom, welcher die Stromeinführung 5 auf einem Umweg erreicht und für die Zündung verloren ist, kann auch dadurch verkleinert werden, daß das Ende 8 des Isolierrohres den Stab 5 eng umschließt.
• Durch die Anordnung nach der Erfindung gewinnt man den Vorteil. daß bei mit flüssiger Kathode ausgestatteten Metalldampfentladungsgefäßen von beliebiger Bauart die Zündung der Entladung in einfacher Weise ohne Verwendung bewegter starrer Teile erfolgen kann. Die Polschuhe des Magneten, welcher das zur Zündung notwendige Magnetfeld erzeugt, brauchen nur einen sehr geringen Abstand voneinander zu haben, so daß ein Magnetfeld von ausreichender Intensität ohne Schwierigkeit erzeugt werden kann. Da die ganze Zündeinrichtung innerhalb des Gefäßes angebracht ist, kann sie für Metalldampfentladungsgefäße mit Metallwand verwendet werden. Der Raumbedarf der Zündvorrichtung ist gering. Sie kann auch in fertige Entladungsgefäße verschiedener Bauart nachträglich eingebaut werden.
• Ein anderes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Fig.3 und 4 dargestellt. Auch bei dieser Ausführungsform befindet sich innerhalb des Quecksilbers eine Rinne i i aus Isolierstoff. Diese Rinne bildet einen Teil eines Isolierkörpers to, in welchem sich die Erregerwicklung 12 für den Zündmagneten 14 befindet, dessen Polschuhe 15 und 16 zu beiden Seiten der Rinne i i angebracht sind. Die Erregerwicklung 12 besteht beispielsweise aus Stahl, welcher oberflächlich oxydiert ist, so daß die Windungen. der Erregerwicklung gegen das Kathodenquecksilber isoliert sind. Der Zündstrom wird durch einen eingeschmolzenen Leiter 17 zugeführt, an dessen Ende 18 die Erregerwicklung 12 angeschlossen ist. Das andere Ende 13 der Erregerwicklung reicht bis an die Rinne i i heran. Beim Zünden fließt der Zündstrom durch den Leiter 17, die Erregerwicklung 12 und durch das die Rinne i i füllende Quecksilber nach der Kathode. Das isolierende Gehäuse t o besitzt einen Ansatz i g, der in einen Ansatz 2o des Kathodenbehälters hineinragt. Dieser Isolierteil dient dazu, den Querschnitt zu verringern, durch welchen ein Verluststrom von der Zuleitung 17 nach der Kathode fließen kann.
• In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform einer Zündeinrichtung für ein Metalldampfentladungsgefäß nach der Erfindung dargestellt. Die Stromzuführung 23 für den Zündstrom ist durch einen Ansatz 22 des Kathodenbehälters 21 vakuumdicht eingeführt. In das Quecksilber ist ein Isolierkörper 24 eingesetzt, der die Form einer Rinne besitzt. In diese Rinne ragt das Ende 25 der Erregerwicklung 26 hinein, deren Windungen mit einem isolierenden Überzug versehen sind. Das Ende 25 der Erregerwicklung ist in einer Abschlußwand der Rinne 24 befestigt. Das andere Ende der Erregerwicklung trägt eine aus Isolierstoff bestehende Kappe 28, welche in den Ansatz,-> 2 der Kathodenwand 21 hineinragt. Das Leiterstück 29 ist innerhalb der Kappe blank ausgeführt, so daß das in dem Ansatz 22 enthaltene Quecksilber die leitende Verbindung zwischen dem Leiterende und der Stromzuführung 23 vermittelt. Die Erregerwicklung Lind der Magnet liegen innerhalb des Kathodenquecksilbers. Dies hat den Vorteil, daß diese Teile durch den Lichtbogen im Betrieb nicht beschädigt werden können.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Metalldampfentladungsgefäß mit flüssiger Kathode, bei welchem die Zündung der Entladung durch Unterbrechung einer stromleitenden Brücke zwischen der Kathode und einer Elektrode durch die gegenseitige Wirkung eines die Brücke durchfließenden Stromes und eines quer zu ihr gerichteten Magnetfeldes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß in die flüssige Kathode ein Isolierkörper eingesetzt ist, welcher in einer rrtit ihren Kanten über die Kathodenoberfläche hinausragenden Rinne das flüssige Kathodenmetall aufnimmt, das die leitende Brücke bildet, und daß die zur Erzeugung des Magnetfeldes dienende Erregerwicklung samt dem Magnetkern gleichfalls innerhalb des Entladungsgefäßes angebracht ist.
2. 2. Metalldampfentladungsgefäß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des Magneten von einem schraubenförmigen Rohr aus Isolierstoff umgeben ist, das mit flüssigem Kathodenmetall angefüllt ist, welches -beim Zünden vom Erregerstrom des Magneten, der gleichzeitig der durch die leitende Brücke fließende Strom (Zündstrom) ist, durchflossen wird.
3. 3. Metalldampfentladungsgefäß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung für den Zünd- und Erregerstrom in das eine Ende des aus Isolierstoff bestehenden Rohres - eingeschoben ist und von diesem eng umschlossen wird.
4. 4. Metalldampfentladungsgefäß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne, welche das die leitende Brücke bildende Kathodenmetall aufnimmt, einen Teil eines in die Kathode eingesetzten Gehäuses aus Isolierstoff bildet, in welchem sich die mit einem isolierenden Überzug versehene Erregerwicklung für den Magneten befindet.
5. 5. Metalldampfentladungsgefäß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung für den Zünd- und Erregerstrom durch einen vorzugsweise zylindrischen Ansatz der Kathodenwand hindurch vakuumdicht in das Entladungsgefäß eingeführt ist und daß das Gehäuse aus Isolierstoff einen Fortsatz besitzt, welcher die Stromzuführung umschließt und in den Ansatz der Kathodenwand hineinragt.
6. 6. Metalldampfentladungsgefäß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung des Magneten, welche mit einem isolierenden Überzug versehen ist, samt dem Magnetkern vollkommen innerhalb des Kathodenquecksilbers angeordnet ist.