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Entladungsröhre mit Glühkathode.
Die Erfindung bezweckt, die Glühkathoden von Dreielektrodenröhren, wie sie vor allein für die drahtlose Telephonie verwendet werden, mit Wechselstrom oder Gleichstrom aus dem gewöhnlichen Starkstromnetz (Lichtnetz) direkt oder mittels Transformatoren zu heizen. Sie geht von der bekannten Idee aus, die Glühkathode durch Erhitzung mittels in ihrer Nähe angebrachter Heizkörper zum Glühen Zll bringen, u. zw. erreicht sie dies in der Weise, dass der Heizkörper mit der Kathode in keiner leitenden Verbindung steht, also nur durch Strahlung erhitzt wird. Voraussetzung ist die Verwendung der modernen Oxydkathoden, welche schon bei relativ geringer Temperatur Elektronen aussenden.
Diese nötige Erhitzung wird bewirkt durch Konzentration der von einem oder mehreren Heizelementen ausgesandten Wärmestrahlung mittels Reflexion durch Hohlspiegel, u. zw. wird hier von dem Gesetze der geometrischen Optik ausgegangen, wonach die von dem einen Brennpunkt eines elliptischen Hohlspiegel auf diesen fallenden Strahlen nach der Reflexion im ändern Brennpunkt vereinigt werden. Unter Beibehaltung der üblichen linearen Form der Kathode, als Glühfaden, wird parallel zu diesem ein oder mehrere stromdurchflossene Glühfäden gespannt, und es werden nun sowohl die Kathode, welche ihrerseits von dem spiralförmigen Gitter umgeben ist, als auch der Heizfaden von einem elliptischen Hohlspiegel umschlossen, in der Weise, dass Kathode und Heizfaden je in einem Brennpunkte der elliptischen Krümmung desselben liegen.
Bei Anwendung eines einzelnen Erhitzungsfaden- ! hat der Spiegel die Form eines elliptischen Rohres, in welchem ausserhalb des Gitters ein Heizfa. den gespinnt ist. Bei Verwendung von zwei Erhitzung sdrähten erhält der Grundriss des Rohrs die Form von zwei Ellipsen, die sich so schneiden, dass sie einen Brennpunkt gemeinsam haben ; bei Verwendung von vier Drähten analog aus vier radial nach dem Zentrum offenen Ellipsenstücken. Wesentlich an der Erfindung ist, dass dieser Hohlspiegel, der immer aus einem einzigen Blech bestehen kann, zugleich als Anode dient. Das von ihr umschlossene Gitter besteht aus spiegelnd versilbertem Nickel, wie auch die Anode selbst auf ihrer Spiegelseite versilbert ist.
Da die Wärmestrahlenabsorption des Silbers relativ gering ist, ist es möglich, über die Hälfte der ausgestrahlten Energie auf den Brennpunkt, in dem die Kathode hängt, zu vereinigen. Letztere kann, da sie nicht zugleich
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Reflexion wieder zum ändern Brennpunkt, wo sie die Temperatur des Glühfadens erhöht : Der bzw. die Glühfaden sollen einen zur nötigen Energieabgabe hinreichenden Durchmesser haben, können aus einem der für Glühlampen üblichen Metalle von hohem spezifischen Widerstand, eventuell aus Chromeisen oder Nichrom bestehen. Der Erhitzungsstromkreis hat mit den drei Elektroden keine Verbindung und ist von ihnen tunlichst zu distanzieren.
Einige Ausführungsformen der Röhre werden durch die Zeichnung veranschaulicht. Fig. l ist
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dieselbe bleibt. Letztere drei Seitenansichten entsprechen der Anwendung von einem, zwei und vier Heizfäden. Die in Fig. 1 dargestellte Röhre, an welche anschliessend eine einfache Empfangsanordnung skizziert ist, besteht aus einem Vakuumglasgefäss a, in welches ein Glasfuss b in der üblichen Weise, mit eingeschmolzenen fünf Zuführungen, angebracht ist. Auf dem Kniff des Fusses sind, z. B. horizontal, befestigt : die Anode und zugleich Hohlspiegel c, der mit einer einzigen Ableitung versehene Kathodenfaden d, umgeben vom Gitter", und ebenfalls im Hohlspiegel der Heizfaden/.
Die Anode c besteht au s
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der für Oxydkathoden üblichen Erdalkalimetalloxyde überzogen oder legiert ist.
Die dargestellte Schaltung der. Röhre, wobei g eine Induktion, h einen variablen Kondensator. i einen Telephonhörer und A'eine Batterie bezeichnet, unterscheidet sich nur darin von einer gewöhnlichen Schaltung, dass + und-der bisherigen Heizbatterie zusammenfallen zu einer Kathodenleitung, welche mit der Induktion und dem Kondensator einerseits und dem Minuspol der Anodenbatterie anderseits verbunden ist. l stellt einen aus Primär- und Sekundärwindung bestehenden Transformator dar, durch dessen Primärwindung der Strom des Lichtnetzes fliesst. Es ist aber auch der direkte Anschluss an das Netz möglich.
Das Gitter besteht entweder aus einer Spirale, wie in Fig. 1, 2 und 4, oder aus Gazegitterstreifen,
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Querschnitt wenig Wärme empfängt.
Der Kathodenfaden hat die Funktion, die auf ihn strahlende Wärmeenergie zu absorbieren und das auf ihr befindliche Oxyd zur Elektronenemission zu bringen, wobei es zugleich angebracht sein kann, durch die Kathode selbst noch einen Strom zu leiten, wie es bisher üblich ist. Zur Erreichung der höchsten
Absorption besteht die Kathode nach der Erfindung aus Kohle, in einer Form, die relativ zum Volumen den Wärmestrahlen eine grösste Oberfläche darbietet. Der Kohlefaden stellt sich dar entweder als ein eventuell mit einer nichtleitenden Stütze, z. B. Asbestfaden, ausgerüstetes Bündel von dünnsten Kohlen- fäden, z. B. verkohlten Baumwollfasern, oder auf einer entsprechenden Stütze angebrachter feinster
Kohleteilchen, welche Kohle mit einem Elektronen emittierenden Oxyd imprägniert ist.
Es kann aber die Kathode auch insofern aus Kohle bestehen, als ein zu einem blattdünnen Bändchen geschlagene
Wolframfaden auf einer der Wärmestrahlung vornehmlich zugewendeten Seite mit z. B. Lampenschwarz überzogen und auf der andern Seite mit. Thoriumoxyd bedeckt ist, oder beide Seiten mit beiden Stoffen zugleich überzogen sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Entladungsrohr mit Glühkathode, dadurch gekennzeichnet, dass die von keinem oder nur einem minimalen Heizstrome durcMlossene Kathode, deren Material eine Wärme absorbierende Substanz, z. B. Kohle, enthält, ganz oder hauptsächlich von aussen durch die von einem parallel zu ihr gespannten Heizdraht ausgestrahlte Wärme erhitzt wird, und diese in der Weise auf den Kathodenfaden konzentriert wird, dass dieser sowie der Heizdraht, welcher von Wechselstrom durchflossen ist, je in einer der beiden
Brennpunktachsen des elliptischen Anodenzylinders aufgehängt sind, welcher innen stark verspiegelt ist.