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Elektrische Entladungsröhre.
Um in elektrischen Entladungsrohren, die mit einer Gasfüllung und einer oder mehreren sowohl als Kathode als auch als Anode wirkenden Glühelektroden ausgestattet sind, diese Elektroden vor Elektronenaufprall zu schützen, hat man diese Gliihelektroden bereits mit zylindrischen Elektroden umgeben und diese mit den von ihnen umgebenen Glühelektroden leitend verbunden. Bei Wechsel- strombetrieb wird nämlich jede Glühelektrode abwechselnd negativ und positiv. Wenn sie negativ ist, so führt sie den Entladungsstrom, und wenn sie positiv ist, so erfährt sie einen starken Elektronenaufprall, was in vielen Fällen zu Beschädigung der Glühelektrode führen kann.
Wenn sie von einer mit ihr verbundenen zylindrischen Elektrode umgeben wird, so wird, wenn der Elektrodensatz positiv ist, ein grosser Teil des Stromes über die zylindrische Elektrode fliessen. Die Glühelektrode wirkt dann in der einen Halbperiode als Kathode, während die zylindrische Elektrode in der nächsten Halbperiode als Anode wirkt. Die beiden Elektroden üben also abwechselnd ihre Funktion aus.
Es hat sich gezeigt, dass diese Anoden nicht immer einen hinreichenden Schutz der Glühkathode gewähren. Ausserdem ist es erforderlich, dass sich die Anode verhältnismässig weit in der Richtung der Entladung über die Kathode hinaus erstreckt. Hiedurch wird aber die Entladung zu der Kathode (wenn der betreffende Elektrodensatz negativ ist) stark zusammengedrÜckt und die Spannung erhöht.
Gemäss der Erfindung wird dieser Nachteil beseitigt und ein vorzüglicher Kathodenschutz dadurch erzielt, dass eine scheibenförmige Anode verwendet wird, die in kurzer Entfernung vor der Glühkathode senkrecht oder annähernd senkrecht zu der Achse der Entladungsstrecke angeordnet wird. Es hat sich gezeigt, dass diese Anode einen vorzüglichen Kathodenschutz bietet, so dass die Lebensdauer der Kathode und infolgedessen der Röhre erheblich grösser wird. Wenn dieser Elektrodensatz positiv ist, so fliesst praktisch der ganze Strom über die scheibenförmige Elektrode. Wenn der Elektrodensatz negativ ist, so wird die von der Glühkathode ausgesandte Entladung nur wenig gehindert, da für diese Entladung hinreichend Raum zwischen dem Rande der scheibenförmigen Anode und der Wand der Entladungsröhre verbleiben kann.
Die beschriebene Bauart ermöglicht auch mit Erfolg, niedrige Gasdrücke, vorzugsweise niedriger als 1'5 mm, anzuwenden und dennoch eine grosse Lebensdauer der Kathode zu erreichen. Durch solche niedrige Gasdrücke wird der Wirkungsgrad der Entladungsröhre wesentlich gesteigert.
Die Erfindung ist besonders für Entladungsröhren mit grosser Stromstärke, z. B. grösser als 1 Amp., von Bedeutung, da namentlich in solchen Röhren starke Beschädigung der Glühelektroden eintreten kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Die in Fig. 1 dargestellte für Lichtausstrahlung dienende Entladungsröhre 1 hat eine längliche Gestalt und enthält eine z. B. aus Neon bestehende Gasfüllung. Die Röhre ist mit zwei kugelförmigen Elektrodenkammern 2 versehen, wobei in jeder Kammer eine mit einem Material von starker Elektronenemissionsfähigkeit überzogene Glühkathode 3 und eine z. B. aus Eisen bestehende scheibenförmige Anode 4 vorgesehen ist. Die Poldrähte J dieser Elektroden sind auf sektorförmigen Chromeisenscheiben 6 (s. Fig. 2) angeordnet, die durch Glasstreifen voneinander isoliert und an die Glaswand der Elektrodenkammern angeschmolzen sind.
Die Anode 4, die im dargestellten Fall als eine runde Scheibe ausgestaltet ist, aber auch eine andere Form haben kann, ist senkrecht zu der Achse der Entladungsstrecke in einiger Entfernung vor der Kathode 3 angeordnet. Zwischen dem Rande der Anode 4 und der Wand
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der Elektrodenkammer verbleibt ein hinreichender Raum, um die Entladung praktisch unbehindert von der Glühkathode 3 ausgehen lassen zu können, wenn diese negativ ist. Der Stromzuführungsdraht der Anode ist mit einem der Stromzuführungsdrähte der Glühkathode verbunden. Diese Verbindung kann sowohl innerhalb als auch ausserhalb der Röhre hergestellt werden.
Es sei beispielsweise erwähnt, dass in einem bestimmten Fall die hauptsächlichsten Abmessungen der Röhre die folgenden Werte hatten : Durchmesser des geraden Röhrenteiles 40 mm, der Elektroden- kammern 90 mm., der Anode 30 mm, der mit emittierenden Oxyden überzogenen schraubenförmigen
Glühkathode 6 mm. Länge des geraden Röhrenteiles 100 ein, Länge der Achse der schraubenförmigen
Glühkathode 10 mm, Abstand zwischen Anode und Glühkathode 12 mm, Abstand zwischen Anode und Ende des geraden Röhrenteiles 15 mm. Die Röhre war mit Neon unter einem Druck von 0'5 mm gefüllt.
Bei diesem Gasdruck und einer Stromstärke von 3 Amp. war die Ausbeute der positiven Säulenentladung 2-25 Internationalkerzen je Watt. Bei einem Neondruck von 0. 7 mm war die Ausbeute 2'1 Int. K/W. Die Ausbeute bei diesen niedrigen Gasdrücken ist wesentlich grösser als bei höheren Drücken. Bei einem Druck von 1'8 mm war die Ausbeute z. B. 1-7 Int.". Wie bereits oben bemerkt, ist die Anwendung der niedrigen Gasdrücke, unter Beibehaltung einer grossen Lebensdauer, durch die beschriebene Bauart ermöglicht. Mit einer Röhre vorgenannter Bemessung wurde z. B. eine Lebensdauer von 2000 Stunden erreicht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Entladungsröhre mit Gasfüllung und Glühkathode, wobei in der Nähe einer jeden Glühkathode eine mit der Glühkathode verbundene Anode angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Anode als eine Scheibe ausgestaltet ist, die in kurzer Entfernung vor der Glühkathode senkrecht oder annähernd senkrecht zu der Achse der Entladungsstrecke angeordnet ist.