DE594203C

DE594203C - Gluehkathodengleichrichterroehre mit Gasfuellung, Oxydkathode und einer oder mehreren Anoden

Info

Publication number: DE594203C
Application number: DEA51597D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1927-07-28
Filing date: 1927-07-29
Publication date: 1934-03-13

Description

In der Rundfunktechnik ist man neuerdings dazu übergegangen, die Gesamtbetriebsspannung für einen Empfangsapparat aus dem normalen Wechselstromnetz zu entnehmen. S Es ist dann also notwendig, die erforderliche Heizgleichspannung und Anodengleichspannung mittels geeigneter Gleichrichter zu schaffen, und zwar werden zweckmäßig Hochvakuumgleichrichterröhren, Gleichrichterröhren mit einer Glimmentladung und solche, die sowohl eine Gasfüllung als auch eine Glühkathode besitzen, verwendet. Die Röhren besitzen meist zwei Anoden und eine Kathode zur Gleichrichtung beider Phasen. Da für die Heizung eine niedrige Gleichspannung benötigt wird, benutzt man hierfür am besten Gleichrichter mit Gasfüllung, Argon oder Quecksilberdampf, deren Herstellung keine Schwierigkeiten bereitet. Dagegen ist die Herstellung von gasgefüllten Gleichrichtern, die mehr als 100 Volt Gleichspannung liefern sollen, nicht so· leicht. Die Schwierigkeit besteht darin, daß infolge der Gegenspannungen in der Sperrphase Rückzündungen auftreten, die die Brauchbarkeit und Betriebssicherheit eines Gleichrichters sehr in.Frage stellen. Die Gegenspannungen sind mehr als doppelt so hoch als die gelieferte Gleichspannung. Beispielsweise läßt sich bei Eisenelektroden in Argon und Gegenspannungen über 200 Volt ein Rückstrom nicht mehr verhindern. Die Größe des auftretenden Rückstromes läßt sich zwar durch Verminderung des Gasdruckes und durch Verkleinerung der Anodenabmessungen sehr stark herabsetzen. Jedoch steigt mit kleinerer Anode die Schwierigkeit der Wärmeabfuhr, und bei großen Stromstärken erhält man dann beträchtliche Anodentemperaturen. Mit zunehmender Temperatur steigt zwar der Kathodenfall des Anodenmaterials und damit die Spannungssicherheit des Gleichrichters. Jedoch steigt andererseits gleichzeitig die Fähigkeit, Elektronen zu emittieren.^ Die schwache Glimmentladung des Rückstromes schlägt bei Vorhandensein von thermischen Elektronenemissionen von der glühenden Anode plötzlich in einen Lichtbogen hoher Stromstärke um, der meist zur Zerstörung des Gleichrichters führt.

Gleichrichter für mittlere Gleichspannung, etwa 150 Volt, sind bereits bekannt, zeigen jedoch eine nicht allzu große Betriebssicherheit, und zwar liegt dies daran, daß die Anoden, entweder aus ungeeignetem Material hergestellt sind oder daß sich auf der Oberfläche der Anoden ein Beschlag von leicht emittierenden Substanzen niederschlägt. Um den Gleichrichtern einen guten Wirkungsgrad zu geben, verwendet man als Kathoden Oxydkathoden mit selbständiger oder unselbständiger Entladung. Bekanntlich dampfen von einer durch die Entladung oder durch Heizstrom zum Glühen gebrachten Oxydkathode dauernd kleine Mengen des wirksamen Oxydes ab und kondensieren sich auch auf den Anoden. Das niedergeschlagene Oxyd erhöht jedoch die Rückzündungsgefahr sehr stark. Andererseits bilden sich, falls die

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letzte Reinigung des Füllgases in der Gleichrichterröhre selbst vorgenommen wird, z. B. durch Verdampfen eines Getters, wie Magnesium, Barium oder Cäsium, chemische Verbindungen, welche heim Niederschlagen - auf die Anode ebenfalls bei niedrigeren Temperaturen Elektronen emittieren können. Es ist schon \-ersucht worden, erhöhte Betriebssicherheit der Gleichrichter durch ein zwi- >o sehen die Anoden geschobenes, mit der Kathode leitend verbundenes Blech zu erreichen, das in seinem Oberteil auch die Kathode von der bzw. den Anoden abschirmte, jedoch nur, um eine Entladung von Anode zu Anode zu erschweren. Außerdem ist bei dieser Anordnung eine beträchtliche Erhöhung der Zünd- und Brennspannung der Entladung in der Durchlaßphase festzustellen, wodurch der Wirkungsgrad beträchtlich verao schleehtert wird.

Die Erfindung beruht nun darin, daß zur Vermeidung von Rückzündungen bei Gleichrichterröhren bekannter Art mit Gasfüllung, Oxydglühkathode und einer oder mehreren Anoden, die aus einem hochschmelzenden Material, z. B. Wolfram, bestehen und während des Betriebes sich über 400⁰ C erhitzen, die Anode mit Chrom oder Chromoxyd überzogen ist, wie es zur Vermeidung der thermionischen Emission von Gittern, auf denen sich hochaktive Oxyde niederschlagen, in Hochvakuumröhren schon bekannt ist, und daß die Kathode derart in bekannter Weise von einem Schutzschirm umgeben ist, daß die während des Betriebes von der Kathode wegdampfenden Teile nicht auf direktem Wege _. _ zu,der, oder den Anoden gelangen. Es genügt z. B. nicht, in an sich bekannter Weise normale Metalle, wie Wolfram oder Tantal, zu verwenden, da die enthaltene Verunreinigung oder Oxyde leicht die Emission erhöhen können. In jeder Gleichrichterröhre verwendet man zur nachträgliehen Reinigung des Füllgases Getter. Ist nun z. B. die Wolframanode oxydiert, so bildet sich leicht beim Glühen der Anoden durch den Getter Magnesiumoxyd, Bariumoxyd usw., das auf der Oberfläche haftenbleibt und zur Emissionserhöhung¹ beiträgt.

Abb. ι zeigt im Aufriß eine Ausführungsform der Erfindung für einen Glühkathodengleichrichter. Auf dem Quetschfuß r sind in bekannter Weise die in Köpfchen endenden Anoden 2,2 durch Isolierröhrchen 3,3 geschützt sowie die Oxydkathode 4 befestigt. Die schraubenförmig gewundene Glühkathode ist in Meinem Abstand umgeben von einem trogförmigen an sich bekannten Schutzblech 5, das elektrisch mit der Kathode verbunden oder auf einer besonderen isolierten Stütze angebracht werden kann. Um ein Niederschlagen des Getters auf die Anode zu vermeiden, wird dieser auf der Innenseite des Schutzbleches 5 angebracht und nötigenfalls noch die Glaswand während des Verdampfens gekühlt. Es hat sich gezeigt, daß Gleichrichter mit derartig abgeschirmter Kathode noch bei Anodentemperaturen von 1000⁰ unter gleichgerichteten Spannungen von 200 Volt dauernd zuverlässig arbeiten. Bei einem Gleichrichter mit selbständiger Entladung würde die Glühkathode fortfallen und als Kathode etwa das erwähnte Schutzblech dienen. Auf der Innenseite dieses Schutzbleches bildet sich durch den Getter eine hochemittierende Schicht, die den Kathodenabfall am Schutzblech herabsetzt.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß infolge der höheren Belastbarkeit der Anode die Dimensionen des Gleichrichters verkleinert werden können, also z. B. kleine Abmessungen der Anode und kleine Gefäße gewählt werden können, was z. B. bei der Verwendung solcher Gleichrichter für Netzanschlußgeräte von erheblicher Bedeutung ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Glühkathodengleichrichterröhre mit Gasfüllung, Oxydkathode und einer oder mehreren Anoden, die aus einem hochschmelzenden Material, z. B. Wolfram, bestehen und während des Betriebes sich

• über 400⁰C erhitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode mit Chrom oder Chromoxyd überzogen und daß die Kathode derart von einem Schutzschirm umgeben ist, daß die während des Betriebes von der Kathode wegdampfenden Teile nicht auf direktem Wege zu der oder den Anoden gelangen.

2. Gleichrichterröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Reinigung des Gases benutzte Getter so angebracht ist, z. B. im Innern des die Kathode umgebenden Schirmes, daß er beim Verdampfen nicht auf die Anoden gelangt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen