DE1270187B - Thyratronroehre - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

HOIj

Deutsche KL: 21g-12/03

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1270187
P 12 70 187.0-33
25. April 1964
12. Juni 1968

Die Erfindung betrifft eine ringförmig aufgebaute Thyratronröhre mit einer im wesentlichen zylindrischen Innenwandung und einer diese umgebende Außenwandung, derart, daß zwischen diesen beiden Wandungen ein hermetisch abgeschlossenes Gehäuse für die Entladungsvorgänge gebildet wird und in der Mitte der Röhre ein von einem Kühlmittel durchströmter Kühlkanal entsteht, und mit einer hoch wärmebelasteten hohlringförmigen Zwischenelektrode, die mit ihrer metallischen Innenwandung einen Teil der im übrigen aus einem Isoliermaterial bestehenden zylindrischen Innenwandung des Röhrengehäuses bildet.

Bei Hochleistungs-Thyratrons entstehen an den Elektroden beträchtliche Wärmemengen, beispielsweise an den Gittern, insbesondere an dem sogenannten zweiten Gitter. Durch die Möglichkeit, dieses Gitter zu kühlen, ist oft eine Leistungsgrenze gegeben. Auch andere Elektroden, insbesondere die Anode, erfordern Kühlung, wenn bei physikalisch relativ kleinen Röhren hohe Leistungen erzeugt werden sollen. Eine Röhre, die für eine wirksame Zwangskühlung durch ein Kühlmittel geeignet ist, bietet daher sehr wesentliche Vorteile.

Es ist bereits eine ringförmig aufgebaute Entladungsröhre bekannt, bei der eine große Anzahl diskreter streifenörmiger Kathoden aus einer senkrecht zur Röhrenachse angeordneten kreisförmigen Platte herausragen. Gegenüber diesen Kathoden ist eine Anode angeordnet und zwischen den Kathoden und dieser Anode befindet sich eine Steuerelektrode mit Steuerschlitzen gegenüber den Kathodenstreifen. Die ringförmig aufgebauten Elektroden sind durch keramische Isolierstücke miteinander verbunden und werden durch diese in Abstand voneinander gehalten.

Ziel der Erfindung ist es, ein Hochleistungs-Thyratron zu schaffen, das vom Standpunkt der Kühlung her gesehen wesentlich besser als gegenwärtig verwendete normale Thyratronröhren ist und bei dem die Elektroden in dem herkömmlichen, mehr oder weniger zylindrischen Gehäuse untergebracht sind und eine Zwangskühlung dadurch bewirkt wird, daß das Kühlmittel die Gehäuseaußenseite umströmt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Thyratronröhre mit dem genannten Aufbau die metallische Innenwandung der hoch wärmebelasteten Zwischenelektrode Öffnungen aufweist, durch die das Kühlmittel in den Innenraum der hohlringförmigen Zwischenelektrode eintreten kann.

Nach einem Merkmal der Erfindung weist die hoch wärmebelastete Zwischenelektrode innere und äußere hohlringförmige Teile auf, wobei der äußere Hohl-Thyratronröhre

Anmelder:

English Electric Valve Company Limited,

London

Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore, Dipl.-Ing. H. Gralfs
und Dr. rer. nat. G. Manitz, Patentanwälte,
3300 Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Als Erfinder benannt:

Hugh Menown, Writtle, Essex;

Ronald Ernest Lake,

Chelmsford, Essex (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 29. April 1963 (16 697)

ring den inneren mit Abstand umgibt. Zwischen dem äußeren und dem inneren Hohlring sind dabei Kühlmittelrohre vorgesehen.

Das Kühlmittel kann eine geeignete Flüssigkeit, beispielsweise Transformatorenöl, oder ein geeignetes Gas, beispielsweise Luft, sein.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungsfiguren, die in vereinfachter Darstellung eine Ausführungsform der Erfindung in Anwendung auf ein Hochleistungs-Wasserstoff-Thyratron zeigen, näher beschrieben.

F i g. 1 zeigt einen vereinfachten Schnitt in der Mittellinie eines Hochleistungs-Wasserstoff-Thyratrons;

F i g. 2 zeigt eine Ansicht auf die Röhre nach F i g. 1 von oben; und

F i g. 3 zeigt die gleiche Ansicht wie F i g. 2, wobei jedoch die Anode aus der Röhre entfernt ist.

Aus der Zeichnung geht hervor, daß sich die allgemeine Gehäuseanordnung von der einer normalen bekannten Entladungsröhre stark unterscheidet. Das Gehäuse ist so konstruiert, daß ein durch die Mitte der Röhre verlaufender axialer Kanal 1 gebildet wird, um den die verschiedenen Elektroden herum angeordnet sind. Djieser Kanal ist aus Teilen, die aus Isoliermaterial — vorzugsweise Keramik — und Teilen, die aus Metall bestehen, zusammengesetzt. Der obere Teil des Kanals nach F i g. 1 besteht aus

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einem Zylinder 2 aus keramischem Material, der Wandung des zentralen Kanals bildet und von einer koaxial und in Abstand von einer ebenfalls aus kera- keramischen Hülse 14 umgeben wird, die den gleimischem Material bestehenden äußeren Hülse 3 ver- chen Durchmesser wie der zylindrische Teil 11 b des läuft. In dem Raum zwischen den Teilen 2 und 3 und Kathodenschirms hat und mit dessen unterem Ende um das obere Ende des Kanals herum ist eine ring- 5 verbunden ist. In dem Raum zwischen den Teilen 13 förmige Anode 4 mit U-förmigem Querschnitt an- und 14 sind Wasserstoffbehälter bekannter Form, geordnet, wobei die offene Seite des Anodenringes beispielsweise wasserstoffgefüllte Palladiumröhren nach oben gerichtet ist und die parallel laufenden mit darauf angebrachten Heizern 15, angeordnet. Die zylindrischen Wandungen mit den Teilen 2 und 3 Heizer der Wasserstoffbehälter sind in der Zeichnung verbunden sind. Unterhalb der Anode 4 befindet sich io parallel mit den Kathodenheizern dargestellt, jedoch ein sogenanntes zweites Gitter, das aus den beiden ist diese Art der Anordnung nicht unabdingbar und voneinander getrennten Teilen 5 und 6 besteht. Teil 5 es können gesonderte Verbindungen vorgesehen werist hohlringförmig und weist eine kleine Stufe in dem den, falls erforderlich. Die Zuleitungen zu den Hei-Ring zwischen einer zylindrischen Wandung 5 α und zern sind mit 16 bezeichnet und es sind geeignete Zueiner zweiten zylindrischen Wandung 5 b von etwas 15 leitungen (nicht dargestellt) für die Kathode oder die geringerem Durchmesser auf, wobei die zweite zylin- Kathoden vorgesehen. Die Teile 13 und 14 sind am drische Wandung 5 b den gleichen Durchmesser wie Boden mit einem Abschlußring 17 aus Metall dicht Teil 2 hat und eine aus Metall bestehende Länge der verbunden.

Kanalwandung bildet. Die Außenwandung des Teils 5 Bei dieser Bauart und unter der Annahme, daß die

ist ähnlich gestuft und enthält zwei zylindrische Teile 20 Wandung 5 b eine feste unperforierte Wand ist, be-5 c und 5 d. steht das hermetisch abgeschlossene Gehäuse der

Der zweite Teil 6 enthält äußere und innere zylin- Röhre aus dem TeE der Kanalwandung zwischen dem drische Wandungen 6 α und 6 b, von denen die erstere Ring 17 und der Ringfläche der Anode 4, sowie aus mit der Hülse 3 verbunden ist und die letztere sich dieser Fläche, dem Teil der Hülse 3 zwischen der über die erstere hinaus erstreckt und sich in eine ring- 25 Anodenringfläche und der Wandung 6 e, dieser Wanförmige Wandung 6 c fortsetzt, die einen Spalt 6 d dung 6 e, den Wandungen 6 6 und 6 c, der Hülse 8, offenläßt, der Zugang zu dem Innenraum des Teils 6 dem Gitter 7, der Hülse 9, dem Kathodenschirm 11, vermittelt. Die oberen Wandteile 5 e und 6e der der Hülse 14 und der Abschlußwandung 17. Eine Teile 5 und 6 liegen in einer Ebene und mit Abstand sehr gute Kühlung kann erzielt werden, indem Luft, der ringförmigen Wandung der Anode 4 gegenüber. 30 Transformatorenöl oder andere geeignete Kühlmittel Die Wandungen 5 c und 6 b haben Abstand vonein- durch den zentralen Kanal gepumpt werden, da die ander und bestimmen einen zylindrischen Spalt für Wandung 5 c des zweiten Gitters, in der sehr viel einen achsenparallelen Elektronenfluß. Wärme entsteht, sehr gut wärmeleitend mit der Wan-

Das erste Gitter oder Zündgitter 7 des Thyratrons dung 5 & verbunden ist, die selbst einen Teil der ist ringförmig und hohl. Es besteht aus einem U-för- 35 Kanalwandung bildet. Auch die Kühlung der Anode 4 mig gebogenen Metallring, wobei die geschlossene ist sehr gut. Darüberhinaus erleichtert der hohle AufSeite des U, wie dargestellt, in die Röhre hineinzeigt. bau des Zündgitters und des Kathodenschirms die Eine der beiden parallelen Wandungen des Gitters 7 Kühlung dieser Elektroden beträchtlich, obwohl es ist mit einem Ende einer kurzen keramischen Hülse 8 natürlich nicht unbedingt notwendig ist, diese Elekverbunden, deren anderes Ende mit der Wand 6 c 40 troden hohl aufzubauen.

verbunden ist. Die andere der parallelen Wandungen Falls erwünscht, können alle diese Elektroden von

des Gitters 7 ist mit einem Ende einer weiteren kur- hohler Bauart — bei der dargestellten Ausführungszen keramischen Hülse 9 verbunden. Die kera- form sind dies auch das Zündgitter und der Kamischen Teile 3, 7 und 9 haben alle den gleichen thodenschirm — zwangsgekühlt werden, indem durch Durchmesser. 45 die Elektrode oder die Elektroden ein Kühlmittel ge-

Das obere Ende der Wandung 5 b ist mit dem pumpt wird, wobei der hohle Aufbau dazu verwendet unteren Ende des Teils 2 dicht verbunden und das wird, Durchtrittswege für das Kühlmittel zu schaffen, untere Ende der genannten Wandung 5 b ist mit dem Auen die Wandung 5 b kann mit Öffnungen versehen oberen Ende eines keramischen Zylinders 10, der werden, so daß das Kühlmittel aus dem Kanal in den ebenfalls einen Teil der Wandung des Kanals 1 bildet, 50 Teil 5 eintreten kann. Wird dies durchgeführt, so dicht verbunden. Teil 10 wird koaxial von einem bildet diese Wandung nicht mehr einen Teil des herhohlen Kathodenschirm 11 umgeben, der wie dar- metisch abgeschlossenen Gehäuses, sondern seine gestellt aus Metall gebogen ist, so daß ein ringför- Aufgabe als Wandteil wird von den übrigen Wanmiger Teil 11 α und ein zylindrischer Teil 11 b ent- düngen des Teils 5 übernommen. Falls in der Wansteht. Der ringförmige Teil 11 α ist mit dem unteren 55 dung 5 b Kühlmitteldurchtrittsöffnungen angeordnet Ende der Hülse 9 dicht verbunden. werden, wird es bevorzugt, Kühlmittelwege vom

In dem Raum zwischen dem zylindrischen Teil 11 b Inneren des Teils 5 zu dem Innenraum des Teils 6 zu und dem keramischen Teil 10 befindet sich eine schaffen, so daß Kühlmittelwege zwischen dem Kathodenanordnung, die aus einer einzigen ring- Kanal 1 und dem Spalt 6 d entstehen. Derartige Kühiförmigen Kathode oder, wie dargestellt, aus einer 60 mittelwege können durch kurze Rohre zwischen den Anzahl gleichartiger Kathodeneinheiten, die ring- Innenräumen der Teile 5 und 6, die den Spalt zwiförmig tun den Kanal herum angeordnet sind, be- sehen den Wandungen 5 c und 6 b überbrücken, gestehen kann. Diese Kathodeneinheiten sind indirekt schaffen werden. Drei derartige Rohre, die mit 18 geheizt und von bekannter Bauart, so daß sie nur bezeichnet sind, sind in F i g. 3 dargestellt. Durch schematisch dargestellt sind. Lediglich die Kathoden- 65 geeignete Winkelversetzung dieser Rohre in bezug auf heizer sind mit der Ziffer 12 bezeichnet. die Achse kann ein hinreichender Kühlmittelfluß

Unter dem keramischen Teil 10 befindet sich ein ohne wesentliche Störung des Elektronenflusses zwikeramischer Zylinder 13, der ebenfalls einen Teil der sehen den Wandungen 5 c und 6 b erzielt werden.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Konstruktion beschränkt. Beispielsweise sind in der dargestellten Ausführungsform die Wasserstoffbehälter in dem ringförmigen Raum unterhalb der Kathode angeordnet. Zweifellos ist diese Art der Anordnung jedoch keine notwendige Voraussetzung.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Ringförmig aufgebaute Thyratronröhre mit einer im wesentlichen zylindrischen Innenwandung und einer diese umgebende Außenwandung, derart, daß zwischen diesen beiden Wandungen ein hermetisch abgeschlossenes Gehäuse für die Entladungsvorgänge gebildet wird und in der Mitte der Röhre ein von einem Kühlmittel durchströmter Kühlkanal entsteht, und mit einer hoch wärmebelasteten hohkingförmigen Zwischenelektrode, die mit ihrer metallischen Innenwandung einen Teil der im übrigen aus einem Isoliermaterial bestehenden zylindrischen Innenwandung des Röhrengehäuses bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Innenwandung der hoch wärmebelasteten Zwischenelektrode Öffnungen aufweist, durch die das Kühlmittel in den Innenraum der hohlringförmigen Zwischenelektrode eintreten kann.

2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hoch wärmebelastete Zwischenelektrode innere und äußere hohlringförmige Teile aufweist, wobei der äußere Hohlring den inneren mit Abstand umgibt, und daß zwischen dem äußeren und dem inneren Hohlring Kühlmittelrohre vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 237 081;
französische Patentschrift Nr. 940 573;
USA.-Patentschrift Nr. 2 750 535.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 559/379 5.6J O Bundesdruckerei Berlin