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Einrichtung zur Heizung der Glühkathoden von Vakuumröhren.
Bei Vakuumröhren mit Glühkathode, beispielsweise den sogenannten Ventilröhren oder Vakuumgleichrichtern ; ist der Betriebsstrom des Vakuumapparates der Oberfläche der Glühkathode proportional. Für Vakuumapparate grosser Leistung, die Strom von mehreren Ampere durchlassen sollen, ist es also erforderlich, an der Glühkathode Flächen grosser Ausdehnung auf Temperaturen von etwa 20000 C zu erhitzen.
Bisher konnte man Vakuumapparate für hohe Stromstärken überhaupt nicht ausführen, weil man zum Heizen grossflächiger Glühkathoden, auch wenn sie aus sehr dünnen Blechen hergestellt wurden, Heizströme anwenden musste, die wesentlich grösser waren als der vom Vakuumapparat selbst durchgelassene Strom. Die luftdichte Einführung dieser Heizströme in den Vakuumapparat machte also selbst erheblich viel höhere Schwierigkeiten als die Einführung des eigentlichen Betriebsstromes des Vakuumapparates. Sie begrenzte die
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gefässen, sondern auch von Metallgefässen.
Der Versuch, die Heizströme der Glühkathode durch weitere Querschnittsverringerung der Glühkathode zu verringern, indem beispielsweise statt Blech dünne Bänder zu ihrer Herstellung verwendet werden, findet sehr bald seine Grenze, weil die Kathoden auf diese Weise nicht mit genügender Festigkeit gebaut werden können.
Nach der Erfindung werden die geschilderten Nachteile beseitigt, indem die Glühkathode durch Elektronenbestrahlung geheizt wird. Es wird beispielsweise eine Hilfselektrode angeordnet, die aus einem Hilfstromkreise hoher Spannung gespeist wird und zur Hauptkathode, im folgenden kurz. Glühkathode genannt, in dem Sinne geschaltet wird, dass diese ein höheres Potential besitzt, also als Anode im Hilfsstromkreis wirkt. Die von der Hilfskathode ausgehenden Elektronen bringen dann die Glühkathode durch Elektronenanprall zum Glühen. Bei einer derartigen Heizung sind zwar hohe Spannungen im Hilfsstromkreis, aber nur geringe Ströme erforderlich, die bei Einführung in den Vakuumapparat keinerlei Schwierigkeiten machen.
In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt gezeichnet. 1 ist das Vakuumgefäss, das der Einfachheit halber als Glasgefäss gedacht ist, bei höheren Leistungen jedoch zweckmässig als Metallgefäss ausgebildet wird. 2 ist die aus einem zylindrisch gebogenen Blech bestehende Anode und 3 die Glühkathode. Die Leitungen 4 und 5 bezeichnen den Betriebsstromkreis des Vakuumapparates. Die Glühkathode 3 ist als Röhre ausgebildet, die im Innern die drahtförmige Glühkathode 6 enthält. Diese kann in beliebiger Weise geheizt werden. Da sie nur klein ist, macht ihre Erhitzung keine Schwierigkeiten. Im vorliegenden Falle ist angenommen, dass die Hilfskathode 6 aus der Batterie 7 über den Regelwiderstand 8 zum Glühen gebracht wird.
Der Hilfsstromkreis für die Elektronenbestrahlung der Kathode 3 wird aus der Gleichstromquelle 9, z. B. einer Batterie, über den Regelwiderstand 10 gespeist. Die Batterie 9 ist mit ihrem positiven Pol an die Zuleitung 5 zur Glühkathode und mit ihrem negativen Pol unter Zwischenschaltung des Regelwiderstandes 10 an die eine Einführung 11 der Hilfskathode 6 angeschlossen. Die Spannung der Batterie 9 wird genügend
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hoch gewählt, um zwischen der Hilfskathode 6 und der Glühkathode 3 einen energischen Elektronenübergang zu erzielen, und zwar wird in diesem Hilfsstromkreis die Glühkathode 3 als Anode von der Hilfselektrode 6 aus bestrahlt. Durch Verringern des Regelwiderstandes 10 kann bei genügend hoher Spannung der Batterie 9 durch den Elektronenstrom die Glühkathode 3 auf jede gewünschte Temperatur gebracht werden.
Dabei sind die im Hilfsstromkreis 9, 10 fliessenden Ströme ganz bedeutend kleiner, als wenn etwa die Glühkathode 3 selbst unmittelbar durch einen sie durchfliessenden elektrischen Strom geheizt werden müsste.
Die durch Elektronenbestrahlung zum Glühen gebrachte Glühkathode 3 wird nunmehr mit der Anode 2 des Vakuumapparates im Betriebsstromkreis 4, 5 in an sich bekannter Weise verwandt.
Um die Verringerung der Heizströme gemäss der Erfindung zu verdeutlichen, möge ein Zahlenbeispiel angeführt werden. Die Hilfskathode 6 bestehe aus einem Wolframdraht von o-i5 mm Durchmesser. Sie braucht dann einen Heizstrom von etwa 4 Amp. Es hat keine Schwierigkeiten, ihr diesen zuzuführen. Die Glühkathode 3 bestehe aus einem Wolfram-
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Glühkathode erforderliche Strom wäre 250 mal so gross als der Strom für die Hilfskathode 6, betrüge also etwa 1000 Amp. Es würde unmöglich sein, einen solchen Strom bei Glasgefässen überhaupt, bei Metallgefä#en nur unter allergrössten Schwierigkeiten einzuführen.
Bei Anwendung der Erfindung gestalten sich die Verhältnisse ganz anders. Ist die Glühkathode 3 auf 2000"zu erhitzen, so strahlt sie pro i cw Länge in den angegebenen Ab-
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der Kathode. Bei 10 c Länge beträgt der Strom 5 Amp. gegenüber 1000 Amp. bei unmittelbarer Heizung der Kathoden. Man erreicht also durch die Erfindung, dass selbst bei sehr langer Glühkathode der Strom im Hilfsstromkreise ungefähr auf die Grössenordnung verringert wird, die dem Heizstrom der kleinen Hilfselektrode 6 entspricht.
Wenn die Glühkathode 3 annähernd dieselbe Temperatur wie die Hilfskathode 6 erreicht hat, so kann, da dann die Hilfselektrode 6 keine Wärme mehr ausstrahlen kann, ihr Heizstrom aus der Batterie 7 vermindert'oder sogar unterbrochen werden.
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Einrichtung zur Heizung von Glühkathoden von Vakuumröhren, dadurch gekenn-
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auf Temperaturen bis etwa 2000 und höher.