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Gasgefüllte Entladungsröhre mit einer Glühkathode, vorzugsweise eine Oxydkathode und einer oder mehreren in Rohransätzen angeordneten Anoden.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Entladungsröhre, in der zwischen einer Glühkathode und einer oder mehreren in Rohransätzen des Glasgefässes angeordneten Anoden eine Bogenentladung auftritt. Die Kathode ist vorzugsweise eine sogenannte Oxydkathode.
Derartige Entladungsröhren eignen sich besonders zum Gleichrichten von Wechselstrom, obwohl sie auch für andere Zwecke hergestellt werden, z. B. um als Glühdrahtrelais oder zur Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom zu dienen.
Wenn solche Entladungsröhren für hohe Spannungen verwendet werden, treten verschiedene Schwierigkeiten auf. Die Anoden müssen dann in lange Rohransätze zurückgezogen werden, damit eine Entladung in der falschen Richtung vermieden wird. Dadurch treten in erster Linie bei der Zündung Schwierigkeiten auf, da diese sich in diesem Fall nur mit besonderen Hilfsmitteln erzielen lässt. Ferner ist es ausserordentlich schwer, die Entladungsröhren für bestimmte Spannungen zu bauen. Es zeigt sich nämlich häufig, dass eine für eine bestimmte Spannung bemessene Entladungsröhre nach einiger Zeit zu wirken aufhört und sich erst durch Anlegen einer viel höheren Spannung wieder betreiben lässt.
Dies ist vielleicht der Entstehung von Wandladungen zuzuschreiben, die beim Beginn des Betriebes der Entladungsröhre abgeleitet werden, aber später bestehenbleiben und den Spannungsverlust stark vergrössern.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, diese Nachteile dadurch zu beseitigen, dass leitende Teile in der Entladungsstrecke zwischen der Kathode und der Anode oder auf der Aussenwand der Röhre angeordnet werden. Diesen Teilen wird ein bestimmtes Potential aufgedrückt, und zu diesem Zweck sind sie z. B. über einen Widerstand oder einen Kondensator mit der Anode verbunden. In manchen Fällen, namentlich, wenn bei sehr hohen. Spannungen verhältnismässig starke Ströme gleichgerichtet werden müssen, hat sich dieses Mittel aber als ungenügend erwiesen.
Gemäss der Erfindung werden diese Nachteile dadurch ganz beseitigt, dass die Wände des Entladungsweges über den grössten Teil der Länge der rohrförmigen Teile zwischen Anode und Kathode aus leitendem Stoff bestehen.
Dies lässt sich dadurch erzielen, dass in den Arm ein metallener Ring oder Zylinder eingebaut wird, der zu beiden Seiten an das Glas des Armes angeschmolzen ist. Überall dort, wo im folgenden von Glas" der Wand die Rede ist, ist darunter auch anderes Isoliermaterial (z. B. Quarz) zu verstehen, das sich als Armwand verwenden lässt.
In manchen Fällen, insbesondere für sehr hohe Spannungen, kann dieses Prinzip noch weiter dadurch ausgedehnt werden, dass die Rohransätze aus mehreren aneinander angeschmolzenen Teilen, zweckmässig Ringen oder Zylindern, welche abwechselnd aus Metall, z. B. Chromeisen, und aus Glas bestehen, aufgebaut sind, während die verschiedenen aufeinanderfolgenden Teile der Wand einen verschiedenen Durchmesser haben können.
Mit Hilfe der beschriebenen Ausführungsformen ist es möglich, die Rohransätze verhältnismässig eng auszubilden, ohne dass daraus Nachteile erwachsen. Hiedurch lässt sich wieder erzielen, dass für hohe Spannungen die Anoden der Kathode mehr als bei den bekannten Röhren genähert werden können, so dass eine Raumersparnis erzielt wird. Wenn man die in der Nähe des Kathodenraumes liegenden
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Teile weiter als die in grösserer Entfernung liegenden Teile ausbildet, so wird erzielt, dass der Ansatz an dem Punkt, an dem das grösste Biegungsmoment auftritt, die grösste Festigkeit besitzt.
Zur Bestimmung der Länge des Teiles des Rohransatzes, der aus Metall bestehen soll, können derartige kugelförmige Teile ausser Betracht bleiben, weil die hierin gebildeten Wandladungen die Entladung nur wenig beeinflussen.
Eine Entladungsröhre braucht nicht immer mit mehreren Rohransätzen versehen zu sein. Wenn nur eine Anode vorhanden ist, genügt ein Rohransatz, welcher durch einen rohrförmigen Teil, dessen Durchmesser über die ganze Länge praktisch gleich ist, gebildet wird, der einerseits an den Anodenraum und anderseits an den Glühkathodenraum grenzt. In die Wand des rohrförmigen Teiles sind ein oder mehrere aus leitendem Stoff bestehende Ringe eingebaut.
Um dem metallenen Teil der Armwand ein geeignetes Potential aufzudrücken, wird dieser Teil vorzugsweise mit einer Anschlussklemme für den Poldraht ausgestattet.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. Fig. 1 ist ein Querschnitt einer Entladungsröhre mit nur einem Rohransatz. Fig. 2 ist eine Ansicht eines Rohransatzes einer Entladungsröhre, der aus mehreren durch gläserne Zwischenstücke verbundenen Gliedern besteht.
In der Zeichnung ist die Entladungsröhre mit 1 bezeichnet.
Fig. 1 zeigt, dass an den Raum, in dem die Kathode 2 angeordnet ist, ein metallener Zylinder 3 angeschmolzen ist. Dieser Zylinder besteht aus einem Metall, dessen Ausdehnungskoeffizient dem des Glases annähernd entspricht, z. B. aus Chromeisen. Am oberen Ende des Zylinders 3 ist ein weiterer Teil 4 aus Glas befestigt, in dem die halbkugelförmige Anode 5 angeordnet ist. Die Zuführungsleitung 6 dieser Anode besteht aus einem Metallstab 7, der z. B. aus Chromeisen hergestellt ist und an der unteren Seite eine Scheibe 8 aufweist, die an das Glas des Teiles 4 angeschmolzen ist. Die Glaswand erstreckt sich in einen rohrförmigen Teil 9, in den ein Steatitröhrehen 10 eingeschoben ist, das den Stab 7 umschliesst und vor Zerstäubung schützt. Die Anode 6 besteht z.
B. aus Graphit und bietet der Entladung zufolge ihrer besonderen Gestalt eine grosse Oberfläche, so dass die Temperatur niedrig bleibt.
Am gegenüberliegenden Ende der Entladungsröhre ist die Kathode 2 angeordnet, die aus einem schraubenförmig gewundenen Draht 11 besteht, dessen Enden 12 und 13 in der Quetsehstelle 14 befestigt sind, so dass diese Zuführungsdrähte zu gleicher Zeit als Stützdrähte dienen. Wie aus der Figur ersichtlich ist, ist die Kathode von der Art, bei der sich auch der innere Raum an der Emission beteiligt. Zu diesem Zweck ist dieser Raum mit einem gerollten Stück Metallgaze-M ausgefüllt, das mit einer Schicht hochemittierender Oxyde überzogen ist. Auch der Draht 11 ist mit einer solchen Schicht bedeckt, so dass sich eine Kathode mit einem starken Emissionsverinögen ergibt. Der Draht 11 dient im wesentlichen für die Heizung. Durch die Zuführungsdrähte. 12 und 13 wird der Heizstrom zugeführt.
Das Innere der Oxydkathode ist mit einem besonderen Poldraht 16 versehen, der den eigentlichen Entladungsstrom führt. Der Metallzylinder 3 ist mit einem Metallband 17 versehen, mit dem ein Zuführungsdraht 18 verbunden ist. Hiedurch wird es möglich, dem Metallzylinder 3 ein geeignetes Potential aufzudrücken.
Eine Entladungsröhre dieser Art ist zum Gleichrichten sehr hoher Spannungen'mit erheblicher Stromstärke geeignet.
Bei einer Ausführungsform war die Spannung 50.000 Volt und der Strom 5 Amp. Es sind aber noch bedeutend grössere Spannungen und Stromstärken möglich.
Fig. 2 zeigt einen Arm einer Entladungsröhre, bei dem mehrere metallene Ringe hintereinander angeordnet sind, die durch gläserne Zwischenstücke 23 verbunden sind. Diese Bauart ist namentlich bei sehr langen, für sehr hohe Spannungen bemessene Rohransätze von Bedeutung, bei denen man den verschiedenen Teilen des Armes Potentiale aufdrücken. will, die für den betreffenden Teil am meisten geeignet sind. Die Metallzylinder 3 könnten z. B. über Kondensatoren verschiedener Grösse mit der Anode verbunden werden.
Es ist ersichtlich, dass viele Schaltungen möglich sind, was von der Verwendung der Entladungröhre und von den Umständen, unter denen diese Verwendung erfolgt, abhängt.
Ferner sind auch in der Bauanordnung der Entladungsröhre selbst viele Änderungen möglich, ohne dass vom Erfindungsprinzip abgewichen wird. So kann die Kathode unmittelbar oder mittelbar geheizt werden, und es kann die Anodenzahl und damit die Anzahl der Rohransätze verschieden sein.
Es kann auch erwünscht sein, die Form der metallenen Zwischenstücke zu ändern oder sie mit einer Verengung oder mit einem Diaphragma zu versehen.
Wenn man die Bogenentladung in der Entladungsröhre magnetisch beeinflussen will, so kann man die metallenen Zwischenstücke teilweise aus nichtmagnetischem Material, z. B. aus Kupfer, herstellen.
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