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Indirekt geheizte Kathode für Entladungsgefäße Für Entladungsgefäße
mit Glühkathoden hoher Emission verwendet man vielfach indirekt geheizte Kathoden,
um z. B. eine überlagerung von Emissionsstrom und Heizstrom zu 'vermeiden, die zu
einer Überheizung der Kathode führen kann, wenn der Emissionsstrom dem Heizstrom
vergleichbar wird, Diebekannten Kathoden dieser Art bestehen meist aus einem metallischen
Zylinder, der das Heizelement enthält und mit der emittierenden Schicht bedeckt
ist.
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Zur Vergrößerung der Emission hat man verschiedene Vorschläge gemacht.
S,o hat man auf den das Heizelement umgebenden, auf der Außenseite mit der emittierenden
Schicht bedeckten Zylinder radiale Bleche aufgesetzt, die ebenfalls mit der emittierenden
Schicht bedeckt sind. Die radialen Bleche hat man gegebenenfalls außen von einem
weiteren Zylinder umgeben und mit diesem verbunden. Die Innenseite dieses emittierenden
Zylinders wird dabei unter Umständen ebenfalls mit der emittierenden Schicht bedeckt.
Man hat auch den das Heizelement umgebenden, auf der Außenseite mit der emittierenden
Schicht bedeckten Zylinder lediglich mit einem auf seiner Innenseite mit der emittierenden
Schicht versehenen Zylinder umgeben, der mit dem inneren Zylinder stromleitend verbunden
ist und der durch die von dem inneren Zylinder ausgehende Wärmestrahlung auf Emissionstemperatur
gebracht wird. Weiter ist vorgeschlagen worden, .ein Blech in Spiralform um den
inneren Zylinder herum vorzusehen, wobei das Blech wiederum mit dem inneren Zylinder
stromleitend verbunden und mit der emittierenden Schicht bedeckt wird. In diesem
Fall wird jede Windung des Bleches von der nächsten inneren Windung durch Wärmeleitung
und Wärmestrahlung auf Emissionstemperatur gebracht.
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Allen diesen Ausführungsformen von Xathoden mit -vergrößerter emittierender
Oberfläche haftet ein gemeinsamer Nachteil an. Durch die Art, wie bei ihnen der
Wärmeübergang vom inneren Zylinder auf die übrigen emittierenden Teile erfolgt,
ergibt sich eine so - verschiedenartige Erwärmung der emittierenden Teile, daß die
Lebensdauer der Kathoden ungünstig beeinflußt wird. Die Temperaturunterschiede können
so groß, werden, daß bei Verwendung von # Nickel für den Aufbau der Kathode der
innere Zylinder durchschmilzt, während sich die äußeren Teile der- Kathode auf Emissionstemperatur
befinden.
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Durch die vorliegende Erfindung wird dem Übelstand abgeholfen, ohne
daß, auf die axiale Anordnung des Heizelementes in der Mitte der Kathode verzichtet
werden muß. Die Kathode gemäß vorliegender Erfindung erhält einen äußeren Mantel,
der von dem in seinem Inneren axial angeordneten Heizelement durch Strahlung geheizt
wird, und mit diesem Mantel sind leitende Bleche o. dgl. über ihre ganze Länge gut
wärmeleitend verbunden Diese sind nur auf der Innenseite
des Mantels,
und zwar so befestigt, daß sie auf den Heizkörper zu gerichtet sind, so daß sie
Wärme durch Leitung nur von dem sie umgebenden Mantel herhalten und auch nur in
möglichst geringem Maße von dem Heizkörper direkt angestrahlt werden.
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Bei dieser Anordnung nehmen die Bleche die Temperatur des sie außen
umgebenden Mantels an, da die Bleche und der Mantel sich im Strahlungsgleichgewicht
befinden und lediglich die Außenseite des äußeren Mantels durch Ausstrahlung Wärme
abgibt. Dabei kann man die Wärmeabstrahlung des äußeren Mantels "noch durch Wärmeschirme
weitgehend vermindern.
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In. den Abb. i bis 5 der Zeichnung sind beispielsweise zwei der Erfindung
entsprechend ausgebildete Kathoden dargestellt, und zwar geben die Abb. i und 2
einen. Querschnitt und einen Längsschnitt durch die eine und die Abb. 3 und q. einen
Querschnitt und einen Längsschnitt durch die andere Kathode wieder. Abh. 5 zeigt
eine äußere Ansicht -der letztgenannten Kathode.
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Die Kathode nach den Abb. i und 2 enthält einen als Heizkörper dienenden
Graphitstab a, dem der elektrische Strom durch zwei Lei,-tungen b zugeführt
wird. Der Graphitstab a ist von einem Mantel c umgeben. Auf dessen Innenseite sind
radial angeordnete Bleche d befestigt, die mit einer- emittierenden Schicht bedeckt
sind. Der Mantel c ist außerdem von einem Wärmeschutzschirm e umgeben, der mit dem
Mantel c durch Bolzen e1 verbunden ist. Der Schirme und der Mantel c werden von
einem Stab f getragen, der zugleich zur Zuleitung des Emissioxisstroms dient.
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Durch den Heizkörpera wird durch Strall;-lung der Mantel c erhitzt,
und von da aus erfolgt dann in der Hauptsache die Erwärmung der emittierenden Flächend.
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Bei der Einrichtung nach den Abb. 3 bis 5 dient als Heizkörper ein
indirekt geheiztes Rohr lt aus einem isolierenden, schwer schmelzbaren Stoff, in
welchem der direkt geheizte Wolfrarizdraht g angeordnet ist. Das Innere des Rohres*
ist im übrigen @ebenfalls mit einem isolierenden Stoff, z. B. mit Zirkonoxyd, gefüllt,
um einen Stromübergang zwischen einzelnen Teilen des Heizdrahtes zu vermeiden. Das
Rohr h ist von einem zylindrischen Mantel i und dieser von einem zylindrischen Wärmeschirm
j umgeben. Als Zuleitung für den Emissionsstrom dient ein Stab k. Der Mantel!
und der Wärmeschirm j sind im wesentlichen geschlossen und nur mit öffnungen ü bzw.
il versehen, um den Austritt der emittierten Elektronen. zu gestatten. Im
Innern des Mantels i sind radial angeordnete, mit einer emittierenden Schicht bedeckte
Bleche L befestigt, die z. B. auch aus Drahtgeflecht bestehen könnten, die noch
den. Vorteil hätten, daß das als emittierende Schicht dienende Oxyd besser auf ihnen
haftete.