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Gleichrichter mit Gasffilung und Gliihkathode.
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der Erfindung werden die zwischen der Kathode und der Anode bzw. den Anoden auftretenden Entladungen von einer Hülle aus leitendem Stoff umgeben, wodurch der Entladungsraum auf einen verhältnismässig kleinen Teil der Entladungsröhre beschränkt wird. Dies bietet mehrere Vorteile. Zer- stäubendes Kathodenmaterial, das sich sonst auf der Glaswand niederschlägt, kann nunmehr höchstens die Anoden erreichen und wird von dort gegebenenfalls wieder in Form von Ionen zurückgeführt. Die verhältnismässig grossen Verluste, die durch fortwährende Auf-und Entladungen der Glaswand entstehen, fallen fort.
Die Entladung kann nicht von aussen her beeinflusst werden und ist daher durch eine aussergewöhnliche Gleichmässigkeit gekennzeichnet. Überdies werden die Wärmeverluste geringer.
Es wurde schon früher vorgeschlagen, in Hochspannungsvakuumapparaten, bei denen eine Glühkathode innerhalb einer zylindrischen Anode angeordnet war, einen Schirm um das Ganze zwecks Verhinderung des Austretens eines elektrostatischen Feldes aus der Röhre anzuordnen. Weil die Entladungsbahn dort schon von der Anode eingeschlossen ist, kann dabei der Schirm die Entladung nicht beeinflussen.
Zum Einschliessen der Entladung braucht keine vollkommen geschlossene Wand verwendet zu werden. In einer günstigen Ausführungsform besitzt die Hülle eine Wand, die über ihre ganze Oberfläche oder über einen Teil derselben Unterbrechungen aufweist und z. B. die Form eines Gewebes, eines Siebes oder eines Gitters hat. In einer praktischen Herstellungsform besteht die leitende Hülle aus zwei oder
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kugeln oder einseitig offenen Zylindern.
Um Entladung zwischen den Anoden zu verhindern, ist es von Vorteil, die leitende Hülle mit
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kathode um ein Mehrfaches übersteigen kann, ohne dass Gefahr für unerwünschte Entladungen entsteht.
Zweckmässig besteht die erwähnte Scheidewand aus einem leitenden Stoff. In bestimmten Fällen ist es von Vorteil, die Scheidewand aus leitendem Stoff ganz oder teilweise mit einer isolierenden Schicht zu überziehen, z. B. wenn elektrische Leiter daran entlang geführt sind, die dann nicht isoliert werden. In einer günstigen Ausführungsform hat diese Scheidewand dasselbe Potential wie die Kathode.
Verschiedene Teile der leitenden Hülle, die je eine Anode umgeben, können isoliert in bezug aufeinander angeordnet sein, so dass es möglieh ist, ihnen ein bestimmtes Potential zu geben. Zweckmässig sind dazu die Hülle oder die einzelnen Teile, aus denen sie besteht, je mit einem eigenen Stromzuführungsdraht versehen. Sie können dabei mit den Anoden verbunden werden.
Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, diese Verbindung innerhalb oder ausserhalb der Röhre herzustellen. Ersteres wird z. B. in geeigneter Weise dadurch erreicht, dass die Anoden durch eine Öffnung in der Wand in die leitende Hülle hineinragen und über einen geeigneten Widerstand mit dieser Hülle leitend verbunden sind, so dass letztere ein Potential annimmt, das von dem der Anode verschieden und
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einspringende Teile der Hülle, auf die sich die Entladung der Hauptsache nach konzentrieren wird, ausgefÜhrt. Um diese einspringenden Teile gegen die Entladung widerstandsfähig zu machen, werden sie vorzugsweise mit einem aus Kohlenstoff oder Graphit bestehenden Käppchen versehen.
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gleichsam einen Teil der Kathode bildet.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert, in der die Figuren sich alle auf Ausführungsbeispiele von Gleichrichtern gemäss der Erfindung beziehen, die mit zwei Anoden versehen sind.
Fig. 1 ist ein Beispiel eines Gleichrichters, bei dem die Hülle aus zwei gegeneinander isolierte
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sieh auf einen Gleichrichter, bei dem die leitende Hülle selbst die Anoden bildet. Fig. 4 stellt eine Aus- führungsform dar, bei der die Glühkathode unmittelbar mit der leitenden Hiille in Verbindung steht.
Die Wand der leitenden Hülle, die in einem Gleichrichter gemäss der Erfindung die Entladung umgibt, kann ganz geschlossen sein, und z. B. aus einer Metallplatte bestehen. Gute Ergebnisse werden
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weise aus einem Gewebe besteht oder siebartig durchbrochen oder als Gitter ausgestaltet ist. Die Form kann derart gewählt werden, dass die Hülle, z. B. durch Ausbiegungen od. dgl., der Entladung einen
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Entladung bereits bei sehr geringen Stromstärken ein äusserst niedriger Spannungsverlust auftritt. Die Geschwindigkeit der Ionen und somit ihre schädliche Wirkung werden dementsprechend geringer.
Oszillographisehe Beobachtungen haben ergeben, dass ein unerwünschter Stromübergang zwischen den Anoden untereinander ebenso wie Strom in umgekehrtem Sinne zwischen den Anoden und der Kathode so gut wie ganz verschwinden.
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drähte der Glühkathode bilden. Diese Drähte sind mittels eines um das Füssehen der Röhre gekemmten Biigels 8 gegeneinander isoliert befestigt. In die Quetschstelle 10 dieses Füsschen sind die Poldrähte
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Die Scheibe 26 weist in der Mitte eine Öffnung auf, die eine Verbindung zwischen den beiden Kammern herstellt. In dieser Öffnung ist die Glühkathode angeordnet. Die Ausmasse dieser Öffnung können diejenigen der Glühkathode erheblich übersteigen, ohne dass durch diese Öffnung ein Durchschlag von einer Anode zur andern zu befürchten ist. Dies ist wahrscheinlich einer Raumladungserscheinung um die Glühkathode herum zuzuschreiben, wodurch eine abschirmende Wirkung erzielt wird. Die Scheibe kann sich noch bis ausserhalb der Hülle fortsetzen, wodurch eine Entladung zwischen den Anoden aussen herum verhindert wird. In der Figur wird die Scheibe gleichzeitig dazu benutzt, die leitende Hülle
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die Glasglocke 21 angeschmolzen.
Die Glühkathode besteht hier ebenfalls aus einem schraubenlinienförmig gewickelten Glühfaden, der mit einem emittierenden Stoff überzogen ist. Sie wird ebenso wie die Anoden von der Scheibe 25 getragen. Ihre Stromzuführungsdrähte sind längs der Oberfläche der Scheibe geführt und stehen mit den Kontaktstellen 26 und 27 am Umfang der Glasglocke in Verbindung, wobei für Isolierung gegen die Metallkappen zu sorgen ist. Die Kappen 23 und 24 weisen einspringende Teile 28 und 29 auf, die je ein aus Graphit bestehendes Käppchen 30, 31 tragen, zu denen ein grosser Teil der Entladung übergeht.
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Stoffe eignen sieh vorzüglich dazu. die Zuführungsdrähte der Anode durch die stark erhitzte Wand der Hülle hindurehzuführen.
Ein weiterer Vorteil der genannten Stoffe ist. dass, wenn die glühenden Kohlenstoffanoden mit ihnen in Berührung kommen, auch bei sehr hohen Temperaturen noch keine Gasentwieklung stattfindet (Kohlensäure, Kohlenmonoxyd).
Die beiden Hälften 2. 3 und S der leitenden Hülle sind unmittelbar an der Scheibe 25 befestigt.
Wird eine Seheibe aus leitendem Stoff benutzt, so können für die Befestigung besondere isolierende Ringe verwendet werden. Es bedeutet jedoch keinen Nachteil, wenn sich zwischen der Scheibe und den beiden Teilen der leitenden Hülle ein geringer Raum befindet.
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und z. B. aus Nickel hergestellt sind. Sie können jedoch auch aus Zylindern bestehen, deren offene Enden einander zugewandt sind. Der in dieser Weise entstehende Hohlraum ist durch eine Zwischenwand 40
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selbst unmittelbar verbunden, aber auch von ihr isoliert sein. so dass sie ein verschiedenes Potential haben kann. Die Zwischenwand weist auch in diesem Falle eine Öffnung 41 auf, die den Glühfaden umgibt und deren Weite die Abmessungen der Glühkathode aus dem obenerwähnten Grunde bedeutend übersteigen kann.
Die Hülle 39 dient gleichzeitig als Zuführungsleiter für die Glühkathode, die am einen Ende an der Zwischenwand- ? befestigt ist und am andern Ende mit einem Zuführungsdraht-A2 ver- bunden ist, der in der Quetsehstelle 44 des Füssehens 45. das die Röhre an der unteren Seite abschliesst, herausgeführt ist.
Es ist auch möglich, die Glühkathode nicht unmittelbar, sondern z. B. über einen Widerstand mit der Hülle 39 zu verbinden.
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Statt aus leitendem Stoff kann die Zwisehenwand auelh wieder ans einem isolierenden Stoff hergestellt oder mit ihm überzogen sein.
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Stoffe, die einen negativen Temperaturkoeffizient besitzen, ein gutes Anodenmaterial.
Die Zuführungsdrähte der Anoden können vermittels Röhrehen aus hoehschmelzendem Stoff, z. B. aus für die Scheibe 25 in Fig. 2 besonders empfohlenen Stoffen, durch die Hülle 39 geführt sein.
Die Anoden können bis auf die Teile, an denen die Entladung ansetzt, auch mit diesem Stoff überzogen sein. Mit Rücksicht auf die starke Erhitzung ist es aber erwünscht, dass die aus Kohlenstoff bestehenden Anoden nur mit Stoffen in Berührung kommen, die vom Kohlenstoff sogar bei hoher Temperatur nicht reduziert werden.
In allen besprochenen Fällen kann statt einer gewöhnlichen Glühkathode auch eine indirekt erhitzte Kathode verwendet werden. Dies bietet unter ändern) den Vorteil, dass der emittierende Teil nicht mit dem Heizstrom der Glühkathode belastet wird und dass die aktiven Stoffe an der Oberfläche
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Glühfadens selbst und gleichmässiger aufgebracht werden können.
Als Gasfüllung werden zweckmässig Edelgase oder Gemische derselben benutzt, gegebenenfalls unter Zusatz eines Metalldampfes, wie Quecksilber. Auch andere Gase können benutzt werden, wenn sie nur in bezug auf das Glühkathodenmaterial indifferent sind. Stickstoff und auch Wasserstoff kommen z. B. in Betracht.
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Strontium, Cäsium oder Rubidium od. dgl., gegebenenfalls auch diese Metalle selbst, benutzt werden. Ein gutes Anhaften dieser Stoffe wird erzielt, wenn ihre Verbindungen mit den sogenannten amphoteren
Oxyden, insbesondere Aluminiumoxyd, Chromoxyd, Niekeloxyd usw. verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gasgefüllter Gleichrichter, der eine oder mehrere Anoden und eine ausserhalb dieser Anode bzw. den Anoden angeordnete Glühkathode, zweckmässig eine Wehneltkathode enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen der Kathode und der Anode bzw. den Anoden auftretenden Entladungen von einer Hülle aus leitendem Stoff umgeben sind.