AT137252B - Glühkathodengleichrichter für niedere Spannungen. - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



    Glilhkathodengleichrichter   für niedere Spannungen. 



   Die bisher bekannten Glühkathodengleichrichter weisen einen verhältnismässig grossen inneren
Spannungsverlust auf. Besonders für niedere Spannungen bei grösseren Leistungen sind die Wattverluste innerhalb dieser Gleichrichter verhältnismässig gross, wodurch ihr Anwendungsgebiet erheblich ein-   geschränkt wird. Man   hat versucht, diesen Nachteil, der zum grössten Teil auf einer grossen Raumladung beruht, dadurch zu vermindern, dass man an Stelle des Hochvakuum eine Gasfiillung verwendet, wobei durch die Erzeugung positiver Ionen die Raumladung und damit der innere Spannungsabfall verkleinert wird. Aber damit wächst auch die bei Glühkathodengleichrichtern an und für sich schon vorhandene
Rückzündungsgefahr. 



   Es ist bereits bei   Hochspannnngs-Glühkathodengleichrichtern   vorgeschlagen, die Stromgrenze, bis zu der der Gleichrichter belastet werden kann, dadurch heraufzusetzen, dass die Anode der Kathode ge- nähert wird, da hiedurch die Stossenergie der von der Kathode ausgehenden und auf die Anode treffenden
Elektronen und damit die Temperatur der Anode gering gehalten wird. Dabei soll die Anode mit einem
Stoff geringer thermischer Emission überzogen werden. Als solche Stoffe werden Thoriumoxyd, Zirkon- oxyd und Zirkonkarbid vorgeschlagen. 



   Erfindungsgemäss werden nun bei einem Glühkathodengleichrichter für niedere Spannungen, dessen Kathode mit einem hochemittierenden Stoff, z. B. Bariumoxyd, bedeckt ist, die   Glühkathode   und
Anode einander auf einen Abstand von weniger als 1 mm genähert, vorzugsweise einige zehntelMillimeter und die Anode mit einem Stoff überzogen, der den von der Kathode verdampfenden emittierenden Stoff unter Bildung nichtemittierender Stoffe aufnimmt oder chemisch bindet. Durch die Vereinigung dieser beiden Merkmale ist ein   Glühkathodengleiehriehter   geschaffen, der nur einen Bruchteil des inneren
Spannungsabfalls aufweist, wie er bei den bisher bekannten Oxydkathodengleichrichtern auftritt, ohne dass eine   Rüekzündungsgefahr   besteht. 



   Bei Glühktathodengleichrichtern mit Oxydkathode hat man mit Rücksicht auf die   Rückzündungs-   gefahr bisher stets einen verhältnismässig grossen Abstand zwischen Anode und Kathode eingehalten.
Die   Rüekzündungen   sind in diesem Falle darauf   zurückzuführen,   dass emittierender Stoff, z. B. Barium- oxyd, von einer Bariumoxydkathode oder Thorium von einer Wolframthorkathode auf die heisse Anode gelangt und dort beginnt, ebenfalls Elektronen zu emittieren.

   Es hat sich nun gezeigt, dass man den
Abstand zwischen Anode und Kathode und damit den inneren Spannungsabfall des Gleichrichters wesent- lich geringer machen kann, ohne dass eine Rüekzündungsgefahr besteht, sofern man dafür sorgt, dass das von der Oxydkathode verdampfende emittierende Material auf der Anode keine Emission hervorruft und zu diesem Zweck auf der Anode solche Stoffe anbringt, die die Fähigkeit besitzen, den von der Kathode verdampfenden Stoff unter Bildung nichtemittierender Stoffe aufzunehmen oder chemisch zu binden. 



   Besteht die Oberfläche der Anode z. B. aus Oxyden oder ähnlich wirkenden chemischen Verbindungen, die gegenüber den stark basischen emittierenden Oxyden der meist verwendeten Erdalkalimetalle oder Alkalimetalle sauer sind oder aus solchen Stoffen, die elektronenemittierende Metalle wie Barium,
Thorium u. a. leicht oxydieren, so tritt auf den   Anodenoberflächen   eine chemische Bindung ein und der dort niedergeschlagene Stoff kommt nicht zur Elektronenemission. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   Als solche sauren Oxyde sind z. B. geeignet,   ZnO, ALOg, SiOa, Vanadinoxyde, Nioboxyde,   Tantal- oxyde, die Oxyde der Metalle der sechsten Gruppe, wie z. B. Chrom, ebenso auch Eisenoxyd. Hiebei ist es gleichgültig, ob man die sauren Oxyde auf ein beliebiges Anodenmaterial, z. B. als Paste, aufträgt oder den metallischen Bestandteil der Anode als Grundmaterial wählt und auf chemischem oder elektro- chemischem Wege das gewünschte Oxyd erzeugt oder aber die Anoden vollständig aus leitenden Ver- bindungen herstellt. Die Schichtdicke des sauren Oxyds auf der Anode regelt man zweckmässig nach der Leitfähigkeit des sauren Oxyds. Z. B. ist es zweckmässig, das sehr schlecht leitende Aluminiumoxyd oder
Siliziumoxyd nur in dünnen Schichten aufzutragen oder auf dem Aluminium bzw. Silizium als Grundstoff zu erzeugen. Oxyde, die gut leiten, wie z.   B.

   W Og, VOe, FegO   u. a., können in dicken Schichten erzeugt oder aufgetragen werden. Es kann unter Umständen zweckmässig sein, Gemische der genannten
Oxyde zu verwenden oder auf den Legierungen der genannten Metalle zu erzeugen. 



   Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das Hochvakuum. Es ist leicht einzusehen, dass die beiden Merkmale, sehr geringer Abstand und rückzündungsfreie Anodenoberfläche, auch bei Gasfüllung in gleicher Weise wirksam werden. 



   Die Fig. 1 und 2 stellen einen Gleichrichter entsprechend der vorliegenden Erfindung in Vorderund Seitenansicht schematisch dar. Hierin bedeutet a ein Wolframblech, das z. B. durch Wärmebehandlung in einer Sauerstoffatmosphäre mit einer Oxydschicht b überzogen ist, c bedeutet die Oxydglühkathode, die in einem Abstand von   1/2 bis t m oder   in einem noch geringeren Abstand angebracht ist. d sind kleine, quer über die Anode gelagerte Isolierkörper, die eine dem gewünschten Abstand entsprechende Dicke haben. Der sonst durch die Raumladung hervorgerufene hohe Spannungsabfall fällt durch die grosse Nähe der Anode und Kathode weg, die Lebensdauer wird durch verdampftes Oxyd nicht mehr beeinflusst. 



  An Stelle von mit Oxyd überzogenen Metallen, wie z. B. Wolfram, kann man u. a. z. B. auch verchromtes Eisen verwenden, wobei dann nur die Chromoberfläche oxydiert wird. Bei der Ausführung kann man alle bisher bekannten Gleichrichterkonstruktionen und Schaltungen für Einweg-undVollweggleichrichtung je nach dem angestrebten Zweck verwenden. 



   Es ist ferner auch   möglich, an   Stelle der sauren Oxyde auf der Anodenoberfläche salzartige Verbindungen zu nehmen, wie z. B. Eisenehromite oder Zinkehromite. Eine derartige Verbindung auf einem Grundmetall ist leicht herzustellen, indem man z. B. Eisenblech oder Zinkblech ein oder mehrmals in eine Chormsäurelösung eintaucht und nach   jedesmaligem   Eintauchen erhitzt. Es entstehen dann im wesentlichen Eisen-oder Zinkehromite, die sich bei Verwendung als Anodenüberzug mit dem zerstäubten Erdalkalioxyd, z. B. Bao, umsetzen unter Bildung der nicht emittierenden Erdalkalichromite und dem entsprechenden Metalloxyd, in diesem Falle Eisenoxyd bzw. Zinkoxyd. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1.   Glühkathodengleichrichter   für niedere Spannungen, dessen Kathode mit hochemittierendem Stoff bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Glühkathode von der Anode weniger als 1 mm, vorzugsweise einige zehntel Millimeter, beträgt und die Anode mit einem Stoff überzogen ist, der den von der Kathode verdampfenden emittierenden Stoff unter Bildung nicht emittierender Stoffe aufnimmt oder chemisch bindet.

Claims (1)

1. 2. Glühkathodengleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode mit sauren EMI2.1 Molybdänoxyd, Wolframoxyd, Uranoxyd, Manganoxyd oderEisenoxyd oder Gemischen dieser Oxyde überzogen ist.

   3. Glühkathodengleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode mit salzartigen Verbindungen, wie z. B. Zinkchromit oder Eisenehromit, überzogen ist.

   4. Glühkathodengleiehrichter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Anode quer verlaufende Isolierstücke vorgesehen sind, deren Dicke gleich dem Abstand der Glühkathode von der Anode ist.

   5. Verfahren zur Herstellung eines Glühkathodengleichrichters nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Anodenmaterial eines der Metalle Zn, AI, Sn, Pb, Nb, Ta, Cr, Mo, W, U, Mn, Fe für sich allein oder in Legierungen untereinander als Grundstoff verwendet werden, auf dem die entsprechenden Oxyde auf chemischem oder elektrochemischem Wege erzeugt sind.

   6. Verfahren zur Herstellung eines Glühkathodengleichrichters nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Anodenmetall ein beliebiges Grundmetall, z. B. Fe, verwandt wird, das auf ein zweites Metall, z. B. Chrom, niedergeschlagen wird, wonach dann das zweite Metall durch Oxydation in das saure Oxyd übergeführt wird.