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Gasentl"adungsapparat mit einer direkt beheizten Glühkathode Die Erfindung
bietrifft einen Gasentladungsapparat mit aus mehreren Glühdrähten- oder !bändern
bestehender, direkt beheizter Glühkathode. Es ist bereits bekannt, bei Entladungsapparaten
als Glühkathoden mehrere parallel geschaltete Glühdrähte zu verwenden., die als
Ganzes räumlich parallel zueinander verlaufen. Die bekanntem Glühkathoden :dieser
Art haben clen Nachteil, daß :die Glühkörper in thermischer Hinsicht verschieden
stark beansprucht werden. Der Glühkörper, der,die höchste Temperatur aufweist, ist
dann bei dem Entladungsvorgang führend. Schon :ein geringfügiger Temperaturunterschied
zwischen den einzelnen Glühkörpern ;genügt, um den einen Glühkörper praktisch die
ganze Entladung tragen zu lassen, während der andere Glühkörper sich an der Emission
so' gut wie gar nicht beteiligt.
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Bei Gasentladungsapparaten tritt besonders leicht eine örtliche Konzentration
der Entladung :ein. Die positiven Raumladungen reichern sich so an,, daß sich gleichsaan
Brennpunkte der Entladung ausbilden. Es tritt so bei. Gasentladungsapparaten besonders
leicht das sog. Fackeln auf in Fällen, in denen die Oxydkathoden in verdünnter Gasatmosphäre
nicht _ genügend oder ungleichmäßig beheizt werden. Diese erhebliche örtliche Konzentration,
die zu örtlichen Überlastungen führt, tritt in solchem Maße nur bei Entladungen
äuf, die meiner Gasatmosphäre arbeiten. Eire Folge dieser Erscheinung isst ein frühes
Altern der Glühkörper und eine verhältnismäßig schnelle Zerstörung der Gasentladungsrohre.
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Die geschilderten Nachteile werden nach der vorliegenden Erfindung
dadurch behoben, daß :die :direkt beheizte Glühkathode dies Gasentladungsapparates
aus mehreren, z. B. aus .drei mit .hochernissionsfähigen Stoffen bedeckten Drähten.
oder Bändern gebildet wird, welche wendelförmig auf der Mantelfläche eines ;gedachten
Hohlkörpers nebeneinander und parallel zueinander in einem Abstand, .der der Xrtlädung
freien Zutritt gewährt, verlaufen und bezüglich des Heizstromes parallel geschaltet
sind.
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Besonders vorteilhaft ist es, zwei, drei oder mehr entsprechend dem
soeben Gesagten ausgebildete Glükathoden in einem Gasentladungsapparat zu verwenden
und ;sie zu .einer Glühkathodengrupp,e zu vereinigen. Die einzelnen Glühkathoden
eigner Gruppe können dabei ebenfalls auf der Mantelfläche eines gedachten Zylinders
angeordnet sein und para12 zur Achse des, gedachten Zylinders verlaufen. Die einzelnen
Glühkathoden
einer Kathodengruppe können? auch auf zwei ineinanderlie;gen
denn; konzentrischen Zylindermänteln. liegen und gegebenenfalls von ein oder mehreren
ebenfalls konzentrischen,, bei Hohlkathoden an. sich bekannten Schirmkörpern umschlossen
sein. Vorteilhaft -weisen dabei die inneren Glühkathoden einen Widerstand auf, der
gegenüber dem Widerstand der äußeren Glühkathoden so bemessen ist, daß bei Beheizung
beider Gruppen aus der gleichen Heizspannung die inneren Glühkathoden die gleiche
Betriebstemperatur aufweisen wie die äußeren. Der Wendeldraht besteht vorteilhaft
aus hochwiderstandsfähigem Werkstoff oder einer chemischen Verbindung oder einer
Legierung, beispielsweise Chrom-Nickel, Molybdän-Eisen-Nickel, Nickel-Eisen o. dgl.
Auf den W endeldralht kann eine als Träger für den Emissionsstoff dienende Bewicklung,
beispielsweise eine Bewicklung aus Nickeldralit, aufgebracht sein.
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Die neue Glühkathode hat den. Vorteil, daß .eine vollkommen gleichmäßige
Aufheizung sämtlicher Elemente der Glühkörper, das sind also die Glühdrähte oder
-bänder, erreicht -wird, Ida jeder Glühkörper unmittelbar im Wärmestrahlenfeld des
Nachbarkörpers oder der benachbarten Glühkörper liegt. Bestehen trotzdem kleine
Unterschiede in der Aktivität der einzelnen Glühelemente, so wird bei der neuen,
Anordnung ,erreicht, daß :auch die weniger aktiven Elemente im Konzentrationsfeld
der Ladungsträger liegen, das durch die Entladung des heißesten und aktivsten Teils
der Gesamtkathode geschaffen. wird. Hierdurch wird eine praktisch vollkommen gleichmäßige
Beteiligung sämtlicher Glühelemente an der Gasentladung erreicht. Glühkathoden der
erwähnten Art haben auch den Vorteil, daß sie hinsichtlich der mechanischen Festigkeit
während des Betriebs außerordentlich gute Ergebnisse zeitigen. Der Abstand zwischen
den einzelnen Glüldrahtwendeln hält sich im wesentlichen während des Betriebs konstant,
da infolge der Windungen .der Glühkörper diesen im allen Teilen eine hohe Steffigkeit
gegeben wird. Hierdurch werden Deformationen während des Betriebs .ausgeschlossen.
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Die zu einer Glühkathode für -eine Röhre nach der Erfindung gehörigen
Drähte bzw. Bänder können gegebenenfalls zickzackförmig auf der Mantelfläche :des
gedachten Hohlkörpers verlaufen, d. h. also die einzelne Wendel kann. aus zickzackförmig
verlaufendem Draht oder Band bestehen, dessen gezackte \Vindüng.en überall auf der
Oberfläche des gedächten Hohlkörpers, der beispielsweise .ein Kreiszylinder sein
kann, aufliegen.
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Für Hoehvakuumröhren sind Glühkathoden bekannt, die aus mehreren zu
einem Hohlkörper verseilten Drähten bestehen, d. h. -also aus einer Mehrzahl von
Wendeln, deren einzelne Windungen nebeneinander und parallel zueinander verlaufen.
Bei der Erfindung handelt @es sich im Gegensatz zu diesem Bekannten um Gasentladungsapparate
und um mit hochemissionsfähigen Stoffen belegte Glühkathoden. Außerdem ist für Röhrennach
der Erfindung :der Abstand zwischen den einzelnen Glühdrahtwendeln kennzeichnend,
der den besonderen, in einer Gasentladungsröhre vorliegenden. Verhältnissen Rechnung
trägt und den Nutzeffekt .der Glühkathode erhöht.
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In -der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele von. Glühkathoden
für Röhren nach der Erfindung dargestellt.
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In Abb. i ist eine Glühkathode dargestellt, die aus den beiden auf
der- Maxitelfläche eines gedachten Hohlkörpers nebeneinander und parallel zueinander
verlaufenden Glühdrahtwendeln i und 2 besteht. Der Glühdraht ist mit einer Nickelbewicklung
3 versehen, die nur auf einem Teil der Glühdrahtwendel i dargestellt ist. Die Bewcklung
3 dient zum Festhalten der auf die Glühdrahtwendel aufzubringenden Emissionsschicht.
Die Drähte verlaufen in. einem gegenseitigen. Abstand, der der Entladung freien
Zutritt zu ,allen ihren Teilen gewährt. Bezüglich des Heizstroms liegen sie parallel
zueinander.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 sind drei über einen Kreiszylinder
gewickelt zu denkende Glühdrahtwendeln q., 5, 6 vorgesehen. Die Enden der Wendeln
sind mittels der Schellen 7 verlötet, so daß der Abstand zwischen den einzelnen
Wendeln festgelegt ist.
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Abb.3 zeigt schematisch im Querschnitt die Vereinigung einer Mehrzahl
von entsprechend Vorstehendem ausgebildeten Glühkathoden 8, 9, i o, i i, 12 und
13 zu einer Glühkathodengruppe. Die Glühkathoden 8 bis 13 liegen auf einem gedachten
Zylindermantel und haben sämtlich gleichen Abstand von-.einander.
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Bei der Glühkathodengruppe nach Abb. q, sind außer :der, auf der Mantelfläche
eines gedachten Zylinders liegenden Glühkathoden 8 bis 13 noch Glühkatho den i q"
15, i b und 17 vorgesehen, die auf einem konzentrisch zu dem der Glühkathoden 8
bis 13 liegenden Zylindermantel geringeren Durchmessers symmetrisch zu den Glühkathoden
,8 bis 13 angeordnet sind.
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Gasentladungsapparate gemäß der Erfindung können für :die verschiedensten
Zwecke verwendet werden, insbesondere für steuerbare oder nichtsteuerbare Stromrichteranlagen,
bei denen es auf kurze- Anheizzeiten der Kathode der Röhre oder auf gleichmäßige
Beheizung sehr großer Kathoden ankommt.
Röhren gemäß :der Erfindung
werden namentlich. verwendet für Hochspannungszwecke, z. . zur Hochspannungsversorgung
von, Sendern, ferner zur Gleichspannungsversorgung der verschiedenstenelektrischen
Apparate, beispielsweise zur Gleichspannungsversorgttng von Lichtbogenschweiß-.apparat.en,
Bogenlampen für Projektionszwecke (Kino), ferner zur Gleichstromversorgung für Batterieladung
und für elektrolytische Arbeiten.