Entladungsröhre. Die Erfindung betrifft eine Entladungs röhre für ähnliche Zwecke wie die bekann ten Glühkathodenröhren. Die Röhre kann insbesondere für die Steuerung der Erreger ströme elektrischer Maschinen oder auch im Nachrichtenwesen, sofern es sich dabei um Steuerung grösserer Stromstärken handelt, Verwendung finden. Bei den bekannten Glühkathodenröhren erfolgt die Stromleitung durch die Elektronen, welche aus dem Glüh faden infolge der hohen Temperatur desselben austreten. Es ist schwierig, auf diese Weise hohe Anodenstromstärken zu erreichen, und die Lebensdauer der Glühfäden ist eine be schränkte.
Dabei ist eine beträchtliche Ener gie, die sogenannte Heizleistung, aufzuwen den, was den Wirkungsgrad der Röhre auf einen niedrigen Wert begrenzt.
Bei einer Entladung mit leitender Gas strecke ist es in einer viel wirtschaftlicheren Weise möglich, grosse Ströme aufrechtzuer halten; im besonderen kann man in der Bogenentladung leicht hohe Stromstärken er zielen. Allerdings versagen wiederum bei den dann erforderlichen höheren Drucken jene Methoden zur Steuerung des Anoden stromes, welche bei den Hochvakuumröhren Verwendung finden.
Erfindungsgemäss wird nun derjenige Teil des Raumes, in welchem sich die Ka thode befindet, unter höherem Druck gehal ten, dagegen die Steuerung des Anoden stromes in einem andern Teil des Raumes vorgenommen, wo ein hinreichend gutes Va kuum aufrechterhalten wird. So werden einerseits für den Strom, welchen man durch die Röhre schicken kann, die Vorgänge in der leitenden Gasstrecke in der Umgebung der Kathode massgebend sein, so dass der Strom ein beträchtlicher sein, kann, beson ders, wenn die Entladung in der Umgebung der Kathode den Charakter einer Bogenent ladung trägt; anderseits kann din Steuerung im Hochvakuumteil in der bei Hochvakuum röhren gangbaren Weise erfolgen.
Man' erhält so eine Röhre mit den Vor teilen der Hochvakuumröhren ohne die er wähnten Nachteile derselben. Dadurch, dass man auch die Anode oder deren mehrere im Va.kuumraumteil unterbringt, wird die Umkehr des Anodenstromes ebenso wie bei Hochvakuumröhren auch bei hohen Spannungen verhindert.
Abb. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, -o der Druckunterschied zwischen der Um gebung der Kathode 1 und dem Raum, wo die Steuerung mit Hilfe des Gitters 2 er folgt, dadurch aufrechterhalten wird, dass die leiden Räume 3 und 4 durch ein enges Rohr 5 verbunden sind, durch welches ein Gas (zum Beispiel Quecksilberdampf oder Kadmium- oder Bleidampf), das bei 6 zu geleitet wird, aus der Umgebung der Ka thode nach 4 strömt, wo es abgesaugt wird. Im Raume 7, wo Anode 8 und Gitter 2 angebracht sind, ist also ebenfalls Vakuum.
Bei der Röhre nach Abb. 2 wird das Quecksilber, im Raume 10 verdampft und nach 9 geleitet, wo es durch Kühlung kon densiert wird. Die Kathode kann bei 1 im Raume 10 oder bei 1' angebracht sein, oder auch durch das Quecksilber 12 im Gefäss ge bildet werden. Anode 8 und Gitter 2 sind im Vakuumraume 13 angeordnet.
Abb. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel. bei welchem der Druckunterschied durch eine Anordnung, ähnlich den Quecksilber- da.mpfstrahl- und Diffusionspumpen, auf aufrechterhalten wird, indem das Quecksilber aus 14 verdampft und in 15 kondensiert wird. In 16 wird das Vakuum erzeugt; dort ist das Gitter 2 und die Anode 8 angeordnet. Die Kathode 1 oder 1' kann in 14 oder 15 angebracht sein, oder es kann auch das Quecksilber in 14 als Kathode dienen.
Bei der Röhre in Abb. 4 brennt. ein Bo gen zwischen zwei Quecksilberelektroden 17 und 1.8. Die im Raum 19 vorhandenen Elek tronen der Strombahn werden zum Teil zur Anode 8 hinübergezogen, und der so auf tretende Anodenstrom wird im Raume 20 im Vakuum durch das Gitter 2 gesteuert.
An der Stelle der Röhre, wo der Druck so gering ist, dass die freie ZVeglünge der Ionen bereits gross ist, kann man durch elektrostatische und elektromagnetische I'el- der erreichen, dass die Entladung dennoch den Krümmungen der Röhre folgt.
Discharge tube. The invention relates to a discharge tube for purposes similar to the well-known hot cathode tubes. The tube can be used in particular for the control of the excitation currents of electrical machines or also in communications, provided that it is a question of controlling larger currents. In the known hot cathode tubes, the current conduction takes place through the electrons, which emerge from the filament due to the high temperature of the same. It is difficult to achieve high anode currents in this way and the life of the filaments is limited.
A considerable amount of energy, the so-called heating power, is required, which limits the efficiency of the tube to a low value.
In the case of a discharge with a conductive gas path, it is possible in a much more economical way to maintain large currents; in particular, it is easy to achieve high currents in the arc discharge. However, at the higher pressures then required, those methods for controlling the anode current which are used in high vacuum tubes fail again.
According to the invention, that part of the room in which the cathode is located is held under higher pressure, whereas the control of the anode current is carried out in another part of the room where a sufficiently good vacuum is maintained. On the one hand, the processes in the conductive gas path in the vicinity of the cathode will be decisive for the current that can be sent through the tube, so that the current can be considerable, especially if the discharge is in the vicinity of the cathode has the character of an arc discharge; on the other hand, the control in the high vacuum part can be carried out in the manner that is feasible with high vacuum tubes.
You 'get a tube with the share before the high vacuum tubes without the disadvantages he mentioned same. By also accommodating the anode or several of them in the vacuum space part, the reversal of the anode current is prevented, as is the case with high vacuum tubes, even at high voltages.
Fig. 1 shows an embodiment, -o the pressure difference between the environment around the cathode 1 and the space where the control with the help of the grid 2 he follows, is maintained by the fact that the spaces 3 and 4 are connected by a narrow pipe 5 are through which a gas (for example mercury vapor or cadmium or lead vapor), which is passed to 6, flows from the vicinity of the cathode to 4, where it is sucked off. In space 7, where anode 8 and grid 2 are attached, there is also a vacuum.
In the tube according to Fig. 2, the mercury is evaporated in space 10 and passed to 9, where it is condensed by cooling kon. The cathode can be attached at 1 in space 10 or at 1 ', or it can be formed by the mercury 12 in the vessel. Anode 8 and grid 2 are arranged in the vacuum space 13.
Fig. 3 shows an embodiment. in which the pressure differential is maintained by an arrangement similar to the mercury jet and diffusion pumps in that the mercury is evaporated from 14 and condensed in 15. In 16 the vacuum is created; the grid 2 and the anode 8 are arranged there. The cathode 1 or 1 'can be attached in 14 or 15, or the mercury in 14 can also serve as cathode.
The tube in Fig. 4 is on fire. an arc between two mercury electrodes 17 and 1.8. The electrons of the current path present in space 19 are partially drawn over to the anode 8, and the anode current thus occurring is controlled in space 20 in a vacuum through the grid 2.
At the point in the tube where the pressure is so low that the free length of the ions is already large, electrostatic and electromagnetic fields can be used to ensure that the discharge still follows the curves of the tube.