DE1147323B

DE1147323B - Elektrolytischer Kondensator und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1147323B
Application number: DET8898A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Reinhard Tandler
Original assignee: MARIA STEINER GEB FUESSEL
Current assignee: MARIA STEINER GEB FUESSEL
Priority date: 1954-01-13
Filing date: 1954-01-13
Publication date: 1963-04-18

Description

Elektrolytischer Kondensator und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrolytischen Kondensator für Wechselspannungsdauerbetrieb, bestehend aus einem Gehäuse mit einem am Gehäuseoberteil befestigten, nach unten offenen Innenbehälter, der mit dem Gehäuse oder einem ihn umgebenden Behälter kommuniziert und in dem das aus formierten Elektroden sowie gegebenenfalls Abstandshaltern aufgebaute Kondensatorelement befestigt ist und der ferner ganz oder teilweise mit einem Tränkelektrolyten, der mit Flüssigkeiten mit niedrigem Siedepunkt vermischt ist, gefüllt ist.
Ein derartiger Elektrolytkondensator ist bereits vorgeschlagen -#vorden und wird zweckmäßig als Siedeelektrolytkondensator bezeichnet. Diesem Kondensator liegt die Aufgabe zugrunde, den durch den Wechselstrombetrieb des Kondensators bedingten Temperatur- und Verlustwinkelanstieg, insbesondere nahe oberhalb der Temperatur, bei der das Verlustwinkelminimum auftritt, des Kondensators zu unterbrechen, indem beim Siedepunkt des Elektrolyten der sich entwickelnde Dampf den Elektrolyten zwischen den Elektroden des Kondensators herausdrückt. Nach dem älteren Vorschlag konnte dem Elektolyten zur Herabsetzung seiner Siedetemperatur Methylglykol zugesetzt werden. Demgegenüber wird nach der Erfindung dem Elektrolyten als Flüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt Xylol, Toluol, Benzol, konzentrierter Ammoniak, Äthyl-, Methyl-, Propyl-, Butylalkohol, Äther oder Azeton zugemischt. Hierdurch können der Siedebereich des Kondensators verändert und auch teilweise die elektrischen Eigenschaften des Kondensators verbessert werden. Außerdem werden von mehreren in gleicher Weise geeigneten, niedrigsiedenden Zusätzen jene benutzt, die gleichzeitig die festen Stoffe des Elektrolyten, wie Oxyxylole und Naphthole, teilweise oder vollständig lösen.
In Weiterbildung der Erfindung wird der Elektrolyt noch dadurch verbessert, daß er aus einem Oxydsol, einer Oxydsuspension oder aus einer Oxydpaste besteht. Vorteilhaft wird hierbei ein Elektrolyt aus einem Titandioxydsol mit 20 bis 601/o Titandioxyd verwendet. Dieses Titandioxydsol wird durch Auflösen von Titanhydroxyd, Ti(OH)., in Glyzerin und Weinsäure oder durch Hydrolyse von Titansäureäthylester hergestellt. Diese Hydrolyse kann durch Zusatz von Pinacyanolgallerte beschleunigt werden.
Außerdem wird die Erfindung noch dadurch weitergebildet, daß eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist, die den Elektrolytkondensator von der Spannungsquelle abschaltet, wenn der Elektrolyt in einen den Innenbehälter umgebenden Behälter verdrängt ist. Für die Ausführung der Schaltvorrichtung gibt es C C verschiedene bekannte Möglichkeiten. Vorteilhaft besteht sie aus einem Schwimmerschalter, der durch einen im Gehäuse vorgesehenen schwimmenden Behälter betätigt wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Kondensators nach der Erfindung, bei dem auch ein Schwimmerschalter vorgesehen ist, dargestellt. Der aus formierten Deckschichtelektroden 3 und Abstandshaltem 18, 19 bestehende und über einen hohlen Dom 5 gewickelte Elektrolytkondensatorkörper ist in dem mit Elektrolyt 2 gefüllten Innenbehälter 1 untergebracht, während der Dom 5 mittels einer Gewindernutter 6 und entsprechendem Gewinde 7 an dem Deckel 4 des Gehäuses 8 befestigt ist. Die elektrischen Anschlußleitungen 11 und 12 sind mittels der Gewindemuttem 13 und 14 am Deckel 4 befestigt und mit der einen formierten Anschlußfahne 16 des Kondensators bzw. über den Schwimmerschalter 17 mit der Anschlußfahne 15 verbunden. Ferner ist die Anschlußfahne 15 mit dem den Innenbehälter 1 umgebenden schwimmenden Behälter 22 fest verbunden. Der Behälter 22 ist nur teilweise mit Elektrolyt gefüllt, so daß er mit dem im Innenbehälter 1 befindlichen Elektrolyten 2 gerade noch kommuniziert und noch Raum genug hat, den Elektrolyten aus dem Kondensatorelement 3 und dem Innenbehälter 1 beim Sieden des Kondensators aufzunehmen. Der Behälter 22 schwimmt in einer im Gehäuse 8 befindlichen Flüssigkeit 23, so lange sich der Elektrolyt nur in der schraffiert dargestellten Höhe befindet. Wird an den Kondensator bei 11 und 12 eine Wechselspannung angelegt, so erwärmt sich das Kondensatorelement in Abhängigkeit von seiner Verlustleitung und der Wärmeabgabe an die Umgebung. übersteigt die Verlustleistung des Kondensators die Wärmeabgabe an die Umgebung, so nimmt, insbesondere oberhalb der Temperatur, bei der das Verlustwinkelminimum des Kondensators auftritt, die Verlustleistung mit steigender Temperatur zu, bis die leicht siedenden Bestandteile des Elektrolyten sieden und verdampfen und den Elektrolyten 2 aus dem Kondensatorkörper und dem Innenbehälter 1 nach unten in den schwimmenden Behälter 22 verdrängen. Hierbei steigt der Elektrolyt in dem schwimmenden Behälter 22, bis dieser in dem äußeren Gefäß 8 sinkt und den Kontakt des Schalters 17 unterbricht.
Durch die Unterbrechung des elektrischen Stromes und damit auch der Energiezufuhr kühlt das Kondensatorelement ab, der Dampf im Behälter 1 kondensiert. Durch den dabei entstehenden Unterdruck fließt insbesondere kalter Elektrolyt vom Boden des Gefäßes 22 durch die Bohrung 24 des Dornes 5 und durch das Rückschlagventil 25 in den Innenbehälter und das Kondensatorelement. Der Flüssigkeitsspiegel des Elektrolyten sinkt dabei im Behälter 22, so daß durch den Auftrieb des Behälters 22 in der äußeren Flüssigkeit 23 des Gehäuses 8 der Behälter 22 aufsteigt und den Schalter 17 schließt. Damit ist der Stromkreis wieder geschlossen.
Am unteren Ende des Innenbehälters 1 kann man Rückschlagventile 20 und 21 anordnen, die den Elektrolyten nur beim Herausfließen aus dem Gefäß 1 durchlassen. Schließlich kann die Siedetemperatur des Elektrolyten durch Einstellung eines entsprechenden Unter- oder überdruckes durch die mit den Ventilen 9 und 10 versehenen Rohrleitungen weiter verändert werden.
Selbstverständlich gibt es auch andere elektrische Schalteinrichtungen, welche die Aufgabe der in dem Ausführungsbeispiel gezeigten Schalteinrichtung erfüllen würden. So könnte ein Elektrodenpaar, zwischen dem sich Elektrolyt befindet und in bestimmter Höhe des Winkels angeordnet ist, den elektrischen Strom unterbrechen, wenn der beim Sieden entwikkelte Dampf den Elektrolyten zwischen den Elektroden herausdrängt.
Der beschriebene Siedeelektrolytkondensator ist für Dauerwechselspannungsbetrieb geeignet, da er selbst bei elektrischen überlastungen oder Verschlechterung der elektrischen Werte des Kondensators im Laufe der Zeit nicht zerstört wird, sondern lediglich den siedenden Elektrolyten gegen den kalten Elektrolyten austauscht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrolytischer Kondensator für Wechselspannungsdauerbetrieb, bestehend aus einem Gehäuse mit einem am Gehäuseoberteil befestigten, nach unten offenen Innenbehälter, der mit dem Gehäuse oder einem ihn umgebenden Behälter kommuniziert und in dem das aus formierten Elektroden sowie gegebenenfalls Abstandshaltern aufgebaute Kondensatorelement befestigt ist und der ferner ganz oder teilweise mit einem Tränkelektrolyten, der mit Flüssigkeiten mit niedrigem Siedepunkt vermischt ist, gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeiten mit niedrigem Siedepunkt Xylol, Toluol, Benzol, konzentrierter Ammoniak, Äthyl-, Methyl-, Propyl-, Butylalkohol, Äther oder Azeton zugemischt sind.
2. Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von mehreren in gleicher Weise geeigneten, niedrigsiedenden Zusätzen jene benutzt werden, die gleichzeitig einen erheblichen Teil der festen Stoffe des Elektrolyten lösen. 3. Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt aus einem Oxydsol, einer Oxydsuspension oder einer Oxydpaste besteht. 4. Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt aus einem Titandioxydsol mit 20 bis 601/o Titandioxydgehalt besteht. 5. Verfahren zur Herstellung eines elektrolytisehen Kondensators nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Titandioxydsol durch Auflösung von Ti(OH)4 in Glyzerin und Weinsäure oder durch Hydrolyse von Titansäureäthylester hergestellt wird. 6. Verfahren zur Herstellung eines elektrolytisehen Kondensators nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrolyse des Titansäureäthylester durch Zusatz von Pinacyanolgallerte beschleunigt wird. 7. Elektrolytischer Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist, die den Kondensator von der Spannungsquelle abschaltet, wenn der Elektrolyt aus dem Innenbehälter (1) verdrängt ist. 8. Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung aus einem Schwimmerschalter (17) besteht, der durch einen im Gehäuse (18) vorgesehenen, den Innenbehälter (1) umgebenden schwimmenden Behälter (22) betätigt wird. In Betracht gezogene Druckschriften. Deutsche Patentschriften Nr. 692 486, 714 741, 743 235, 746 368, 757 349, 859 339; deutsche Patentanmeldungen S 3119 VIII c / 21 g, (bekanntgemacht am 21.1.1943), S 16040 V1lIc/21 g, (bekanntgemacht am 5. 3. 1953), S 16148 VIII c / 21 g, (bekanntgemacht am 24. 9. 1953); französische Patentschriften Nr. 651397, 831103; britische Patentschriften Nr. 453 058, 508 075. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1097 036.