<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
EMI1.2
von Dämpfen, mit oder ohne Zusatz eines oder mehrerer Gase.
Entladungsröhren dieser Art werden in sehr vielen Fällen zum Gleichrichten von Wechselstrom benutzt, obgleich sie auch für andere Zwecke Verwendung finden.
Die Erfindung bezweckt, bei derartigen Entladungsröhren, die schon für mehrere zehntausend Volt und Ströme von über zehn Ampère gebaut werden, die Lebensdauer der Glühkathode zu vergrössern, da diese besonders bei mit hohen Spannungen betriebenen Entladungsröhren dadurch erheblich abgekürzt wird, dass bei solchen Entladungsröhren, um unerwünschte Entladungen zu vermeiden, die Dampfspannung sehr niedrig gehalten werden muss, was die Zerstäubung der Kathode fördert.
Die Entladungsröhre gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen Anode und Kathode bestehende Entladung durch einen oder mehrere Kondensationsräume für den Dampf hindurchgeht. Hiedurch wird erreicht, dass im'Kathodenraum ein verhältnismässig hoher Druck aufrechterhalten werden kann, der ein zu starkes Zerstäuben der Kathode verhindert, während der Druck im Anodenraum sehr niedrig ist, da der Dampf vor dem Erreichen dieses Raumes kondensiert wird. Obgleich bei den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen nur von einer einzigen Anode die Rede ist, ist es klar, dass die gleichen Grundsätze angewendet werden können, wenn mehrere Anoden vorhanden sind.
Hiebei kann der Weg zu jeder Anode mit einem besonderen Kondensationsraum oder mit besonderen Kondensationräumen versehen werden, oder es können auch ein oder mehrere Kondensationsräume verwendet werden, die für alle Entladungsstrecken gemeinsam sind.
Bei Entladungsröhren von der zum Steuern von schwachen Strömen mit Hilfe eines Steuergitters bestimmten Art zum Empfangen oder Verstärken von Signalen wurde bisher schon zwischen Anode und Kathode Kondensation eines in der Entladungsröhre vorhandenen Dampfes angewendet, u. zw. in dem Fall, in dem eine "gasförmige Kathode" verwendet wurde. Hiebei werden die Elektronen für die Hauptentladung einer in einem dampfgefüllten Raum auftretenden Hilfsentladung entzogen. Die Kondensation soll in diesem Fall Ionisation in dem Raum. in dem das Steuergitter enthalten ist, ganz verhindern, da sonst die Steuerung unmöglich wird.
Wie oben angegeben, ist gemäss der Erfindung ein Kondensationsraum für den Metalldampf vorgesehen. Die Entladungsröhre besteht also abwechselnd aus engeren und weiteren Teilen. Es ist bekannt, dass infolge der Verengungen der Röhrenwandung die Zündung sehr erschwert wird. Diesem Übelstand kann bei einer geeigneten Ausführungsform abgeholfen werden, bei der die Wandung der Entladungsröhre einen oder mehrere Metallabschnitte enthält und ein zweckmässig zwischen zwei aufeinanderfolgenden metallenen Wandabschnitten der Entladungsröhre liegender Raum so weit ausgebildet ist, dass sich in ihm der Dampf kondensiert. Obgleich bei den Entladungsröhren gemäss der Erfindung künstliche Kühlmittel für den Kondensationsraum wichtig sein können, sind diese bei der beschriebenen Ausführungsform überflüssig.
Ferner empfiehlt es sich, die Entladungsröhre derart zu gestalten. dass der
<Desc/Clms Page number 2>
Verbindungsweg zwischen Kathode und Anode ein oder mehrere Male zweckmässig scharf abgebogen ist. Zu diesem Zweck kann die Entlaclungsröhre aus einem Kathodenraum und einem oder mehreren neben diesem Kathodenraum angeordneten Kondensationsräumen bestehen : dabei ist oberhalb des letzten Kondensationsraumes ein Anodenraum vorgesehen, und die Räume sind
EMI2.1
der Knicke in der Entladungsstrecke können schnelle positive Ionen aus dem Anodenraum schwer die Kathode erreichen, so dass die Gefahr des Zerstäubens des Glühdrahtes infolge des Aufpralles von Ionen verringert ist. Ausserdem werden diese Ionen dadurch in ihrer Bewegung gebremst, dass der Druck in der Richtung der Kathode zunimmt.
Das Knicken der Entladungsstrecke ist weiter deshalb wichtig, weil die Druckunterschiede in den verschiedenen Abteilen erhöht werden, da die Dampfströmung ihre Richtung ändern muss.
Die Kondensationsräume und der Kathodenraum sind zweckmässig nicht nur durch die Rohre für die Entladung, sondern auch am unteren Ende durch Rüekstromleitungen für das Kondensat aufeinanderfolgend verbunden. Diese Rückstromleitungen können vorteilhaft mit einem oder mehreren Bögen versehen werden, damit das Zurückfliessen des Kondensats gebremst wird. Wenn das Zurückfliessen nicht allmählich erfolgt, tritt jeweils in dem Augenblick, in dem ein Tropfen Kondensat zurückströmt, eine Erhöhung des Dampfdruckes auf.
Bei einer andern Ausführungsform sind der Kathodenraum, die Kondensationsräume und der Anodenraum übereinander angebracht. Hiebei sind eine oder mehrere Kappen vorgesehen, die verhindern, dass das nach dem Kathodenraum zurückströmende Kondensat mit der Kathode in Berührung kommt.
Ferner sind zweckmässig die Teile der Entladungsröhre, in denen das flüssige Kondensat enthalten ist, mit einer oder mehreren Verengungen oder Einbiegungen versehen. Hiedurch
EMI2.2
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Kathodenraum und der Kondensalionsraurn nebeneinander angeordnet sind. Fig. 2 zeigt eine Entladungsröhre, bei der sieh die verschiedenen Räume übereinander befinden. In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform einer derartigen Entladungsröhre dargestellt.
In Fig. 1 ist im Kathodenraum 1 auf einem Fuss 2 eine Glühkathode 3 angeordnet.
Die Kathode besteht aus einem Stückchen aufgerollten Drahtneizes 4, dessen aufeinanderfolgende Windungen einen gewissen Zwischenraum aufweisen ; die Windungen einer Heizspirale sind um den ganzen Körper herum gelegt. Der Körper ist innen und aussen mit einem Stoff von grosser Emissionsfähigkeit überzogen. Eine solche Kathode besitzt eine starke Emission.
Am Boden des Kathodenraumes befindet sich eine Menge Quecksilber 5. Der Kathodenraum steht durch ein Rohr ss mit dem Kondensationsraum 7 in Verbindung. Das Rohr 6 besteht aus Chromeisen und ist zu beiden Seiten an das Glas der Entladungsröhre angeschmolzen.
Ferner stehen die Räume 1 und 7 durch die Röhre 8 miteinander in Verbindung, so dass sie kommunizierende Gefässe für das Quecksilber bilden.
In entsprechender Weise steht der Kondensationsraum 7 durch ein Chromeisenrohr 9 mit dem Anodenraum 10 in Verbindung. Die Anode 11 ist beispielsweise auf eine Chrom- eisenplatte 12 aufgesetzt, die ringsum an das Glas der Röhre angeschmolzen ist und mit der
EMI2.3
Infolge des Vorhandenseins der Glühkathode 3 im Kathodenraum 1 ist dort die Temperatur und dementsprechend auch die Dampfspannung des Quecksilbers ziemlich hoch. Der Quecksilberdampf, der sich vom Kathodenraum zum Anodenraum 10 bewegt, kondensiert jedoch im Raum 7. Dieser Raum bleibt stets verhältnismässig kühl, da er sich in grosser Entfernung von der Glühkathode befindet und eine grosse Fläche hat, so dass ein Temperaturausgleich mit der Umgebung leicht erfolgen kann. Das kondensierte Quecksilber kann durch die Röhre 8 zum Kathodenraum zurückströmen. Ein U-förmig gebogener Teil 14 bremst die Bewegung, so dass schwingende Bewegungen der Flüssigkeit und damit bedingte Druckschwankungen vermieden werden.
Im Anodenraum herrscht somit ein sehr niedriger Druck : so dass die Gefahr eines Überschlages auf ein Mindestmass gebracht wird.
Jeder der Räume 1 und 7 ist mit einer Einwölbung 13 versehen, die einen Kern bildet.
Der Queeksilberstand ist infolgedessen hoch und trotzdem die Gesamtmenge Quecksilber gering.
Gleichzeitig wird im Raum 1 trotz der geringen Menge Quecksilber eine grosse Fläche der Erhitzung durch die Kathode 3 ausgesetzt.
An die Rohre 6 und 9 kann eine geeignete Spannung angelegt werden, so dass die Zündspannung erheblich erniedrigt werden kann. Die zu diesem Zwecke geeignete Spannung liegt meist zwischen derjenigen der Anode und derjenigen der Kathode. Diese Spannung kann z. B. einer besonderen Sekundärspule auf dem Heizstromtransformator entnommen werden.
<Desc/Clms Page number 3>
Ferner kann matt durch Anlegen einer Gleichspannung zwisdien Anode und Kathode und einer Wecliselspannung an die Rohre 6 und 9 einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umwandeln.
In Fig. 2 sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 be-
EMI3.1
die Entladungsstrecke keinen Knick aufweist, sondern die verschiedenen Räume in einer Geraden übereinander angebracht sind. Wenn das im Kondensationsraum 7 kondensierte Quecksilber beim Herabtröpfeln auf die Glühkathode gelangen würde, würde dies bald eine angreifende Einwirkung auf diese Kathode an den Stellen herbeiführen, an denen sich zufällig Quecksilber befindet. Das Chromeisenrohr 6 ist nun innen mit zwei aus dem gleichen Metall bestehenden, nach oben eng zulaufenden Rohren 15 und 16 versehen. Das im Raum 7 kondensierte Quecksilber gelangt nun in der Hauptsache zwischen das Rohr 15 und die Wand der Entladungsröhre und strömt von dort abwärts über die Wand des Rohres 6, um darauf über die Aussenseite des Rohres 16 herabzutröpfeln.
Das Rohr 16 bildet eine Kappe oberhalb der Glühkathode, so dass ein Abtropfen von Quecksilber auf die Kathode verhütet wird.
Die beschriebenen Rohre 15 und 16 haben unter Umständen den Nachteil, dass mit ihnen in Berührung kommende Quecksilbertropfen verdampfen, da die Rohre eine hohe Tem- peratur haben. Dies bewirkt plötzliche Druckerhühungen. Um diesen Nachteil abzuschwächen. könnte man die Teile 15 und 16 z. B. aus Quarz herstellen. Eine andere Möglichkeit ist in lug. d dargestellt. Das kondensierte Quecksilber wird hier durch die Umlaufleitung 17 zum Raum j ! zurückgeführt. Eine Kappe 18 kann bei einer solchen Bauart zum Schutz der Schweiss-
EMI3.2
der Erfindung abgegangen wird.
Beispielsweise brauchen die Kondensationsräurne 7 nicht wie bei den dargestellten Ausführungsbeispielen einen Teil der Entladungsstrecke zu bilden, sondern sie können sich auch in einiger Entfernung von ihr befinden und durch eine Röhre mit ihr in Verbindung stehen. Auch braucht diese Röhre nicht in die Mitte zwischen Anode und Kathode einzumünden, sondern die Mündung kann auch naher zur Anode oder zur Kathode liegen.
Der Kondensationsranm braucht nicht zu beiden Seiten von metallenen Wandabschnitten begrenzt zu sein. Unter Umstanden genügt es, wenn nur einer der verengten Wandabschnitte aus Metall besteht.
Ausser einem Dampf können noch ein oder mehrere Gase. zweckmässig Edelgase, in der Röhre vorhanden sein.
Entladungsröhren nach der Erfindung werden z. 13. für Spannungen von 100 Kilovolt und für Entladungsströme von ein Ampère ausgebildet, und die Lebensdauer kann einige tausend Stunden betragen. Es können diese Werte jedoch noch wesentlich gesteigert werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gleichrichterröhre mit Bogenentladung zwischen einer oder mehreren Anoden und einer Glühkathode, zweckmässig einer Oxydkathode, als Elektronenquelle und einer Füllung. die ganz oder teilweise aus einem Dampf, z. B. Quecksilberdampf, oder einem Gemisch aus Dämpfen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Anodenraum und Kathodenraum ein Kondensationsraum angeordnet ist, der durch Röhren kleineren Durchmessers mit dem Anodenraum und dem Kathodenraum in Verbindung steht.