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Ionengleichrichterröhre für eine Anodenwechselspannung von höchstens 100 Volt Effektivwert mit aktivierter Glühkathode.
Die Erfindung bezieht sich auf eine eine aktivierte Glühkathode enthaltende Ionengleich- richterröhre mit einer aus Krypton, Xenon oder einem Gemisch aus beiden bestehenden Gasfüllung.
Um bei Imengleichrichterröhren eine befriedigende Lebensdauer zu erzielen, ist bereits von vielen Seiten vorgeschlagen worden, Edelgase zur Füllung zu verwenden, da diese der Absorption durch zerstäubte Elektrodenteilchen in erheblich geringerem Masse unterworfen sind als die übrigen Gase.
Dabei wurden in vielen Fällen ohne weitere Begründung auch Krypton und Xenon erwähnt, wahrscheinlich mehr in Anbetracht der Tatsache, dass auch diese Gase zu der Gruppe der Edelgase gehören, als wegen irgendwelche ihrer Verwendung innewohnender prinzipieller oder praktischer Vorteile.
Es sind nämlich der Literatur keine für die Verwendung von Krypton und Xenon günstigen Resultate zu entnehmen, sondern lediglich Mitteilungen, die auf eine ganz unbefriedigende Lebensdauer der mit diesen Gasen gefüllten Röhren hinweisen, wie z. B. in der Inauguraldissertation von W. Lohmann, Halle a. d. S. 1908, s. Zeitschrift für wissenschaftliche Photographie, Photophysik und Photochemie 1908, Heft 1, S. 50-51, wo Erfahrungen mit Neon, Krypton, Xenon und Argon gefüllten Röhren mitgeteilt werden, die hinsichtlich der Lebensdauer für Argon und Neon nichts Näheres ergeben, dagegen für Krypton und Xenon sehr ungünstig ausfallen.
Auch aus den Veröffentlichungen von Otsuka (Zeitschrift für Physik 1936, S. 791-1926, "Spektra des Rb und des Kr") und Meggers, de Bruin u. Humphreys, Bur. of Stand. Journ. of Res. 3, 129, 1929"The first spectrum of Krypton", S. 123, geht hervor, dass mit Krypton keine lange Lebensdauer erzielt wurde.
Ganz in obigem Sinne ergibt sich aus der üblichen technischen Praxis, dass lonengleichrichterröhren mit Krypton und Xenon nicht in Gebrauch gekommen sind.
Es ist dies hauptsächlich dem Umstand zuzuschreiben, dass niemand bisher erkannt hat, dass, wenn man bei der Anwendung von Krypton und Xenon ganz bestimmte Beschränkungen gelten lässt, innerhalb dieser Beschränkungen ausserordentlich günstige Betriebsbedingungen zu erzielen sind.
Erfindungsgemäss wird bei niedrigeren Anodenspannungen ein ausgezeichnetes Arbeiten der Gleichrichterröhren dadurch erzielt, dass eine eine aktivierte Glühkathode enthaltende Ionengleich- richterröhre, die eine aus Krypton, Xenon oder einem Gemisch aus beiden bestehende Gasfüllung
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Die mit einer Ionengleichrichterröhre nach der Erfindung zu erzielende Lebensdauer kann noch vergrössert werden, wenn sich in dem Entladungsgefäss ein oder mehrere Metalldämpfe befinden.
Es hat sich nämlich bei ausgedehnten Versuchen herausgestellt, dass die Absorption des Gasinhaltes bei Krypton und Xenon in der Hauptsache auf die durch Glimmstrom verursachte Kathodenzerstäubung der in der Sperrphase als Kathode auftretenden Anode der Gleichrichterröhre zurückzuführen ist.
Bei Anodenwechselspannungen von annähernd 20 Volt Effektivwert ergab sich für Röhren mit aktivierten Glühkathoden und einer Krypton-oder Xenonfüllung eine erheblich längere Lebensdauer der Röhre als mit einer Argon-oder Neonfüllung desselben Druckes. Bei Anodenwechselspan-
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nungen von ungefähr 100 Volt Effektivwert war für Xenon die Lebensdauer von derselben Grössenordnung als für Argon ; bei Versuchsglimmlampen hingegen ergab sich für Krypton und Xenon überhaupt keine nennenswerte Lebensdauer.
Obiges ist das Ergebnis eines Lebensdauerversuches an einer Anzahl von Gleichrichterröhren und Glimmlampen.
Eine doppelphasige Röhrentype für niedrige Anodenspannung wurde mit einer Anodenwechselspannung von 19 Volt Effektivwert je Phase und 6 Amp. Gleichstrombelastung in einer Anzahl von Exemplaren betrieben, die jeweils mit Argon von 0'7 mm, Krypton von 0'65 mm und Xenon von 0'6 mm Druck gefüllt waren. Das Auftreten einer Glimmentladung war also bei dieser Anodenwechsel- spannung gänzlich ausgeschlossen. Die mittlere Lebensdauer betrug mit Argon im Mittel 1309 Stunden, mit Krypton im Mittel 3026 Stunden, mit Xenon mehr als 5000 Stunden.
Derselbe Versuch mit einer grösseren doppelphasigen Röhrentype für mittlere Spannungen (Anodenwechselspannung 95 Volt Effektivwert je Phase, Gleichstrombelastung 10 Amp.) ergab bei einem Fülldruck von 0'22 mm Argon und Quecksilberzusatz im Mittel 1543 Stunden Lebensdauer, bei demselben Xenonfülldruck und Quecksilberzusatz 1448 Brennstunden. Hier sind Argon und die schwereren Edelgase hinsichtlich der Lebensdauer als gleichwertig zu betrachten.
Die Glimmlampen hingegen ergaben, wie bereits bemerkt, bei Krypton-oder Xenonfüllung keine nennenswerte Lebensdauer.
Obiges Ergebnis war, was die Versuche bei 19 Volt Effektivwert betrifft, unerwartet günstig, das ungünstige Resultat mit den Glimmlampen erscheint jedoch im Hinblick auf die Angaben in der eingangs erwähnten Literatur durchaus erklärlich.
Ferner ist zu bemerken, dass bei Krypton und Xenon die Bogenspannung, also der Spannungsverlust in der Durchlassrichtung, niedriger als bei Neon und Argon ist, wohingegen in der Sperrichtung die Zündspannung höher und der Glimmstrom kleiner ist, so dass die Rückentladungsgefahr erheb- lich geringer ist als bei den letztgenannten Gasen.
So eignen sich Krypton und Xenon hinsichtlich des Nutzeffektes (niedrige Bogenspannung) besonders für niedrige Anodenspannungen, die kleine Rückentladungsgefahr würde sogar höhere Anodenspannungen als zulässig erscheinen lassen, wenn sich bei diesen die Lebensdauer nicht erfahrungsgemäss als ungünstig ergeben hätte.
Durch diese hervorragend günstigen Eigenschaften von Krypton und Xenon ist also die Möglichkeit gegeben, sich die bei einem niedrigeren Fülldruck als bei Argon und Neon und mit unver- ändert günstiger Lebensdauer durch diese Herabsetzung des Fülldruckes und die Verwendung von Krypton oder Xenon erheblich erhöhte Sicherheit gegen Rückentladungen zu Nutzen zu machen, sofern man während des normalen Betriebes keine höhere Anodenwechselspannung als 100 Volt Effektwert zulässt. Diese erhöhte Sicherheit gegen Rückentladungen aber wird bei vorübergehenden Überspannungen und andern störenden Beeinflussungen die Betriebssicherheit der Röhren ausserordentlich günstig beeinflussen.
Im nachfolgenden wird die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Ionengleichrichterröhre nach der Erfindung.
Ein Entladungsgefäss 1 enthält eine Glühkathode 2 und zwei Anoden 3. Die Elektroden sind mit Stromzuführungen 4 verbunden, welche an den an das Entladungsgefäss angekitteten Fuss 5 mit vier Kontaktstiften 6 führen.
Das Entladungsgefäss ist mit Xenon von 0'7 mm Druck gefüllt.