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Vakuumdichtes elektrisches Gefäss.
In vakuumdichten elektrischen Gefässen, welche im Inneren Teile besitzt, die sich im Betriebszustand auf erhöhter Temperatur befinden, wird die Temperaturverteilung dieser heissen Teile im wesentlichen durch die Abkühlung bedingt, welche durch Halterungs-oder Stromzuführungsteile hervorgerufen wird. So ist es beispielsweise bei Glühlampen bekannt, dass der Glühfaden in der Mitte zwischen den beiden Stromzuführungsdrähten die maximale Temperatur aufweist. Es ist weiter bekannt, dass bei Verstä. rker-oder Senderöhren die wirksame Kathodenlänge, d. h. die an der Emission teilnehmende Länge der Kathode, wesentlich geringer sein kann als die tatsächliche geometrische Länge der Kathode.
Man hat zur Verminderung des Einflusses der Abkühlung durch die Stromzuführungen versucht, Strahlenschirme od. dgl. anzuwenden, um so eine annähernd gleichmässige Temperaturverteilung zu erzielen.
Es ist weiter bekannt, dass es in vakuumdichten elektrischen Gefässen vielfach Schwierigkeiten bereitet, zu verhindern, dass die im Innern an den Elektroden usw. erzeugte Wärme durch Wärmeleitung an die Einschmelzstellen übertragen wird und dort Sprünge hervorruft. Man ist daher gezwungen, bei Gefässen, bei denen nennenswerte Leistungen umgesetzt werden, die Halte-bzw. Stromzuführung,drähte verhältnismässig lang zu machen, so dass auf dem Wege von der Erzeugungsstelle der Wärme bis zur Einschmelzung genügend Wärmeverluste durch Strahlung auftreten, so dass die Temperatur an der Einschmelzstelle bestimmte Grenzen nicht überschreitet. Es ist auch bekannt, neben solchen langen Zuleitungen bzw. Haltedrähten Kühlfahnen od. dgl. anzubringen.
Alle diese Massnahmen erfordern jedoch eine verhältnismässig grosse räumliche Ausdehnung der Gefässe, welche sowohl in konstruktiver Hinsicht Schwierigkeiten machen kann, als auch die Herstellung unnötig verteuert.
Man hat ferner versucht, den Wärmeabfluss über die Stromzuführungen dadurch herabzusetzen, dass man ihren Querschnitt verkleinerte. Diese Methode besitzt aber den Nachteil, dass gleichzeitig auch die Tragfähigkeit der Stromzuleitung herabgesetzt wird, und erfordert als Ausgleich dafür besondere Versteifungen.
Man hat auch vorgeschlagen, die ganzen Haltestreben aus schlecht wärmeleitendem Material, z. B. Chromnickel, auszuführen. Nun muss aber bei der Wahl des Werkstoffes für eine Haltestrebe auf eine Reihe von Umständen Rücksicht genommen werden. Die Haltestrebe muss beispielsweise eine bestimmte Festigkeit besitzen, sie muss sich mit der betreffenden Elektrode leicht und einwandfrei verbinden lassen usw. Aus diesem Grunde ist es erwünscht, nicht die ganze Stromzuführung bzw.
Haltestrebe aus dem schlecht zu bearbeitenden Metall herzustellen, sondern nur einen Abschnitt.
Die genannten Mängel, nämlich die starke Wärmeableitung bestimmter Teile und die Erhitzung von Einschmelzstellen, können erfindungsgemäss ohne mechanische Schwächung der Stützen dadurch behoben werden, dass die Spannungszufühnmgen bzw. metallischen Haltestreben einer oder mehrerer Elektroden zumindest auf einem Teil ihrer Länge aus einem den Querschnitt ausfüllenden stromleitenden Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen.
Der Gegenstand der Erfindung wird durch die Fig. 1, mit der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, klar.
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Der Glühdraht 1 wird von zwei Halterungs-und Stromzuführungsdrähten. S und 3 gehalten.
An den Endstellen 4 und 5 des Glühdrahtes 1 ist dieser Glühdraht an Stücken 6 und 7 befestigt, welche aus einem schlecht wärmeleitenden metallischen Stoff, beispielsweise Niekelstahl (Invar), Konstanten, Eisen-Molybdän-Kobalt-Legierungen od. dgl., bestehen. Diese Invarstücke 6 und 7 sind gleichsam als Wärmewiderstände eingeschaltet. Im oberen Teil der Fig. 1 ist schematisch der Temperaturverlauf gezeigt, u. zw. stellt die ausgezogene Kurve a den Temperaturverlauf bei einer normalen Anordnung ohne Wärmewiderstände dar, während die gestrichelt gezeichnete Kurve den Verlauf bei der Anwendung von Wärmewiderständen wiedergibt. Wie man sieht, wächst praktisch die Länge des wirksamen Teiles des Glühfadens 1, d. h. es steigt die Wärmeökonomie der ganzen Anordnung.
In der Fig. 2 ist die Erfindung angewendet bei einer Glühlampe. Der Glühfaden 8 ist nicht direkt an den Zuführungsdrähten 9 und 10 befestigt. Zwischen Glühdraht 8 und Zuführung 9 und 10 sind Wärmewiderstände 11 und 12 eingeschaltet, durch welche ein Abfliessen der Wärme über die
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der im Glühfaden 8 erzeugten Jouleschen Wärme als Energie abgegeben wird.
Besondere Bedeutung hat die Anwendung der erfindungsgemässen Wärmewiderstände bei Verstärker-und Senderöhren, wo durch diese Massnahme eine Verlängerung der wirksamen Kathodenlänge und damit bei gegebener Heizleistung eine Erhöhung der Steilheit erzielt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Verwendung der Wärmewiderstände bei einer indirekt geheizten Verstärkerröhre zeigt-Fig. 3. Der eigentliche Glühdraht 13 ist von einem Rohr 14 aus einem feuerfesten Isolierstoff umgeben. Das Rohr 14 ist bedeckt mit einer Metallsehieht 15, welche entweder selbst Elektronen emittiert oder aber Träger der Emissionssubstanz ist. Die Stromzuführung zu 15 erfolgt durch eine Metallschelle 16. Diese Metallsehelle 16 bedingt eine Abkühlung, so dass sich ein Temperaturverlauf ergibt, wie er in dem darüber gezeichneten Diagramm durch die Kurve a dargestellt wird. Macht man erfindungsgemäss die Schelle 16 aus einem schlecht wärmeleitenden metallischen Stoff, z. B.
Invar, so wird die Wärmeableitung wesentlich geringer, und es ergibt sieh eine Temperaturverteilung, wie sie durch die gestrichelte Kurve b gezeigt ist. Selbstverständlich kann man auch bei
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einen Gleichrichter, bei dem schlecht wärmeleitende metallische Stoffe als Wärmewiderstände in die Stromzuführungsleitungen eingeschaltet sind. Selbstverständlich kann die Erfindung für jedes andere
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die Einführungsstellen eine zu hohe Temperatur annehmen. Das Entladungsgefäss 19 besitzt einen Quetschfuss 20, in welchen die Zuleitungen für die Kathode 21 sowie die beiden Anoden 22 und 23 eingeschmolzen sind. Die beiden Anoden 24 und 25 werden von den Haltedrähten 26 und 27 gehalten.
Um eine möglichst geringe Baulänge zu erzielen, wird ein Stück 28 und 29 dieser Haltedrähte aus einem schlecht wärmeleitenden Material, beispielsweise aus Nickelstahl (Invar), hergestellt. Durch die Einschaltung dieser Wärmewiderstände 28 und 29 tritt eine Stauung der an den Anoden 24 und 25 erzeugten Wärme ein, so dass die Temperatur zwischen den Wärmewiderständen und dem Quetschfuss erheblich geringer ist als die Temperatur zwischen den Wärmewiderständen und den Anoden. Auf diesen letzteren Stücken wird infolge der hohen Temperatur auch eine erhöhte Wärmeabstrahlung stattfinden.
Die Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer Grosssenderröhre, bei der Teile, die durch Elektronenbombardement auf hohe Temperatur gebracht werden, durch Einfügen eines schlecht wärmeleitenden Stoffes mit Glas verbunden sein können, ohne dass man Gefahr läuft, dass Sprünge auftreten. Die Metallanode 30, die bei 31 ringförmig in das Glas 32 eingeschmolzen ist, erhält eine Wärmeisolation 33, durch welche verhindert wird, dass die Temperatur an der Einschmelzstelle 31 zu hoch wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrisches Vakuumgefäss, das betriebsmässig auf erhöhter Temperatur gehaltene Elektroden enthält, in deren Haltestreben oder Spannungszuleitungen Wärmewiderstände eingeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungszuführungen bzw. metallischen Haltestreben einer oder mehrerer Elektroden auf einen Teil ihrer Länge aus einem den Querschnitt ausfüllenden stromleitenden Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen.
2. Elektrisches Vakuumgefäss, das betriebsmässig auf erhöhter Temperatur gehaltene Elektroden einschliesst, dadurch gekennzeichnet, dass in die Stromzuführungen bzw. metallischen Haltestreben einer oder mehrerer Elektroden unmittelbar an den betreffenden Elektroden ein Abschnitt aus einem schlecht wärmeleitenden metallischen Stoff eingefügt ist.