DE899981C - Metalldampfstromrichter mit Kathodeneinsatzkoerper - Google Patents

Description

• Metalldampfstromrichter mit Kathodeneinsatzkörper Die Erfindung betrifft ein Metalldampfentladungsgefäß mit flüssiger Kathode, innerhalb welcher ein Einsatzkörper zur Fixierung der Ansatzstelle des Lichtbogens vorgesehen ist. Die Fixierung des Brennfleckes .mit Hilfe eines solchen Einsatzkörpers. hat bekanntlich den Vorteil, daß das Kathodenquecksilber weniger stark erhitzt und nicht in. so hohem Maße verdampft wird und daß die Oberfläche der flüssigen Kathode im Betriebe nicht zu stark in Wallung geraten. kann. Ein übermäßiges Verdampfen von Kathodenmetall und eine starke Bewegung des Quecksilbers kann bekanntlich eine Reihe von Störungen, wie Rückzündungen:, Kurzschlüsse und ähnliches zur Folge haben.
• Es ist bekannt, den Einsatzkörper der Kathode zu kühlen bzw. zur Kühlung der Kathode mit heranzuziehen. In diesem Falle wird der Einsatzkörper beispielsweise als Rohrschlange ausgebildet, die von einem Kühlmittel durchflossen ist und sich zum Teil innerhalb, zum Teil außerhalb des Kathodeneinsatzkörpers befindet.
• -Die Erfindung betrifft nun eine Verbesserung der Metalldampfentladungsgefäße mit gekühltem Ein:s@atzkörper, welche im Sinne einer besseren Fixierung des Lichtbogenansatzpunktes und damit einer geringeren Dampfentwicklung und noch weitergehender Beruhigung der Quecksilberoberfläche wirksam ist. Gemäß der Erfindung wird bei einem Metalldampfstromrichtcr, bei welchem innerhalb der Kathode ein zur Fixierung des Lichtbogenansatzes dienender gekühlter Einsatzkörper vorgesehen ist, dem Einsatzkörper das Kühlmittel in der Weise zugeführt, daß seine Wandung unmittelbar an der Benetzungssinie des Quecksilbers (Fixierungslinie des Lichtbogenansatzes) eine im wesentlichen konstante Temperatur annimmt: Es hat sich herausgestellt, daß auf diese Weise die Menge des im Betriebe verdampfenden Quecksilbers bei gleichem Belastungsgrad gegenüber den bekannten Bauarten wesentlich herabgesetzt werden, kann. Der Brennfleck setzt bedeutend länger an der gleichen Stelle des Einsatzkörpers an und hat weniger die Tendenz, seinen Ansatzpunkt bz -w. seine Ansatzkante entlang des B.rennfleckhalters zu wechseln. Dies hängt offenbar damit zusammen, daß einerseits durch die besonders wirksame Kühlung des Einsatzkörpers gerade an der Benetzungslinie die Dampfentwicklung vermindert wird, andererseits durch die längs der ganzen möglichen Ansatzlinie des Lichtbogens gleichartigen Temperaturverhältnisse eine wesentliche Stabilisierung hervorgerufen wird. Bei Belastungsschwankungen zeigt sich im allgemeinen eine Verlängerung oder Verkürzung der Ansatzkante .des Lichtbogens, ohne daß jedoch der Lichtbogen das. Bestreben hätte, rasch und sprunghaft seine Ansatzstelle zu wechseln.
• Der Erfindungsgegenstand läßt sich am besten an Hand der Figuren erläutern, aus welchen auch hervorgeht, wie der Erfindungsgedanke mit besonderem Vorteil praktisch ausgewertet werden kann. Fig. i zeigt die grundsätzliche Anordnung eines Kathodeneinsatzkörpers nach der Erfindung. Der beispielsweise aus Eisen bestehende Einsatzkörper i der Kathode 2 ist hohl, so. daß ihm in seinem Innern das. erwähnte Kühlmittel zugeführt werden kann. Die Zuführung des Kühlmittels erfolgt durch das Rohr 3, in welchem Glas Kühlmittel zunächst senkrecht nach oben strömt und dann seine Richtung umkehrt. Dabei wird durch das frische Kühlmittel, das etwa in der Höhe der Benetzungslinie aus dem Rohr 3 ausströmt, zunächst die Umgebung der Benetzungslinie 4 des Quecksilbers gekühlt, bevor das Kühlmittel noch Wärme aus dem übrigen Kathodenteil aufnehmen kann. Die Kühlung des erwähnten Teiles des Einsatzkörpers, welcher durch den engschraffierten Teil 5 schematisch dargestellt ist, wird dadurch besonders intensiv gestaltet. Die Führung des Kühlmittels innerhalb des Einsatzkörpers kann in verschiedener Weise erfolgen,. An Stelle der in Fig. i dargestellten Bauart kann man beispielsweise eine solche nach Fig. 2 wählen, bei welcher ein Teil des aus dem zentralen Rohr 6 austretenden Kühlwassers durch sefliche Öffnungen des Rohres unmittelbar in,die Gegend der Benebzun!gslinie hin abgelenkt wird, .so daß eine besonders intensive Kühlung dieser Teile des Einsatzkörpers erfolgt. Die Ablenkung des Kühlmittels erfolgt beispielsweise durch einen Körper 7. Durch,die Anordnung dieses Schirmes .ist die Gewähr gegeben, @daß unter allen Umständen ein großer Teil frischen Kühlmittels, z. B. Kühlwassers, an die besonders stark zu kühlende Umgebung der Benetzungslinie 8 gelangt. Es ist unter Umständen vorteilhaft, Mittel vorzusehen, durch welche der Quecksilberspiegel während des Betriebes stets wenigstens annähernd in gleicher Höhe gehalten wird. Ein solches Mittel besteht z. B. in: einer Regelung des Rückflusses des durch hie Entladung verdampften Quecksilbers in das Kathodengefäß.
• Wie der Einsatzkörper im ganzen ausgebildet ist, hängt vom; der Größe des Gefäßes, der Gestalt der Kathode und anderen konstruktiven Einzelheiten ab. Vorteilhafterweise wird insbesondere bei größerem; Entladungsgefäßen der Einsatzkörper gemäß Fig. 3 in Spiralenform ausgebildet. Wesentlich ist .dabei, daß der Schnitt A-B durch den Einsatzkörper 9 der Fig. i bzw. 2 entspricht.
• Der Einsatzkörper kann aus verschiedenen Werkstoffen bestehen. Er wird beispielsweise aus Eisen angefertigt. In diesem Falle muß darauf gesehen werden, daß die Kühlung so intensiv ist, daß keime Zerstörung des Eisens im Betriebe stattfinden kann. Man kann auch diese unerwünschte Erscheinung dadurch verhindern, daß man etwa einen eisernen Einsatzkörper mit einer Auflage aus einem besonders schwer zerstäubenden Metall versieht, z. B. Wolfram oder Modyb!dän. Ferner kann man auch den Einsatzkörper aus einem besonders gut wärmeleitendem Metall herstellen, der mit einem Überzug aus einem gegen Quecksilber widerstandsfähigen Metall besteht. So kann .der Einsatzkörper innen aus Kupfer und außen beispielsweise aus Eisen bestehen. Als vorteilhaft hat es sich auch herausgestellt, .die Benetzung des Einsatzkörpers durch Adhäsion des Kathodenmetalles an der Oberfläche des Einsatzkörpers ,dadurch zu verbessern, daß man, den Einsatzkörper aus Eisen herstellt, auf welchen etwa Karbonyleisen aufgesintert ist. Ein Überzug aus einem gesinterten Metall läßt sich auch auf einem Einsatzkörper aus Kupfer anbringen..

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Metalldampfstromrichter mit flüssiger Kathode, innerhalb welcher ein gekühlter E,insatzkö,rper vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, ,daß dem Einsatzkörper das Kühlmittel derart zugeführt wird, daß die Wandung des Einsatzkörpers in der unmittelbaren Umgebung der Benetzungslinie des Quecksilbers am stärksten gekühlt wird und daß der Einsatzkörper entlang der Benetzungslinie eine im wesentlichen konstante Temperatur annimmt.
2. 2. Metalldaanpfstromrichter nach Anspruch i, .dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper auf den: Boden: der Kathode aufgesetzt ist und im Kathodenboden Öffnungen vorgesehen sind, durch die .das Kühlmittel zugeführt werden kann..
3. 3. Metalldampfstromrichter nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel, z. B. Wasser, innerhalb des KathodeneinsatzkÖrpers ,durch .eine Zuleitung bis nahe gegen das obere Ende des hohlen Einsatzkörpers geführt und dort umgelenkt wird, wobei das frische Kühlmittel zuerst die Umgebung der Benetzungslini:e des Kathodenquecksilbers mit dem Einsatzkörper besonders intensiv kühlt. q.. Metall-dampfs.tromrichter nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des hohlen Einsatzkörpers Führungsflächen angebracht sind, welche das frische Kühlmittel dem an. die Benetzungslinie der Kathodenflüssigkeit unmittelbar angrenzenden Wandungs.teil zuführen. 5. Metalldampfstro:mrichter nach den. Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, diaß der hohle Kathodeneinsatzkörper spdralenfönmig ausgebildet ist. 6. Metall:dampfistromrichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Kühlmittels von unten her zwischen zwei parallelen Wänden erfolgt, welche innerh!adb- des spiralenförmigen Einsatzkörpers angeordnet sind und in ihrer Form der Form des Einsatzkörpers folgen. 7. Me:talldampfstromrichter nach Anspruch i bis 6, .dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper aus einem Material von guter Wärmeleitfähigkeit besteht, welcher mit einem gegenüber Quecksilber widerstandsfähigen Material überzogen. ist. B. Metal,ldampfstromrich.ter nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper aus Kupfer besteht und mit einer aufgesinterten Schicht aus Karbonyleisen überzogen ist. 9. Met.alldampfstromrichter nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper aus Eisen besteht. i o. Metal.ldampfs.tromrichter nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der eiserne Einsatzkörper mit einem überzug aus gesintertem Karbonyleisen versehen ist.