DE690063C

DE690063C - Gas discharge apparatus with a directly heated glow cathode

Info

Publication number: DE690063C
Application number: DE1934S0115448
Authority: DE
Inventors: Otto Krenzien
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1934-09-20
Filing date: 1934-09-20
Publication date: 1940-04-15
Also published as: NL46318C

Description

Gasentl"adungsapparat mit einer direkt beheizten Glühkathode Die Erfindung bietrifft einen Gasentladungsapparat mit aus mehreren Glühdrähten- oder !bändern bestehender, direkt beheizter Glühkathode. Es ist bereits bekannt, bei Entladungsapparaten als Glühkathoden mehrere parallel geschaltete Glühdrähte zu verwenden., die als Ganzes räumlich parallel zueinander verlaufen. Die bekanntem Glühkathoden :dieser Art haben clen Nachteil, daß :die Glühkörper in thermischer Hinsicht verschieden stark beansprucht werden. Der Glühkörper, der,die höchste Temperatur aufweist, ist dann bei dem Entladungsvorgang führend. Schon :ein geringfügiger Temperaturunterschied zwischen den einzelnen Glühkörpern ;genügt, um den einen Glühkörper praktisch die ganze Entladung tragen zu lassen, während der andere Glühkörper sich an der Emission so' gut wie gar nicht beteiligt.Gas discharge apparatus with a directly heated hot cathode The invention This applies to a gas discharge apparatus with several filament or ribbons existing, directly heated hot cathode. It is already known in the case of discharge apparatus to use several filaments connected in parallel as hot cathodes The whole run spatially parallel to each other. The well-known hot cathodes: this one Kind have the disadvantage that: The incandescent bodies are different from a thermal point of view are heavily used. The incandescent body that has the highest temperature is then leading the discharge process. Yes: a slight temperature difference between the individual incandescent bodies; suffices to practically insert the one incandescent body let carry the whole discharge, while the other incandescent body is on the emission hardly involved at all.

Bei Gasentladungsapparaten tritt besonders leicht eine örtliche Konzentration der Entladung :ein. Die positiven Raumladungen reichern sich so an,, daß sich gleichsaan Brennpunkte der Entladung ausbilden. Es tritt so bei. Gasentladungsapparaten besonders leicht das sog. Fackeln auf in Fällen, in denen die Oxydkathoden in verdünnter Gasatmosphäre nicht _ genügend oder ungleichmäßig beheizt werden. Diese erhebliche örtliche Konzentration, die zu örtlichen Überlastungen führt, tritt in solchem Maße nur bei Entladungen äuf, die meiner Gasatmosphäre arbeiten. Eire Folge dieser Erscheinung isst ein frühes Altern der Glühkörper und eine verhältnismäßig schnelle Zerstörung der Gasentladungsrohre.A local concentration occurs particularly easily in gas discharge apparatus of discharge: a. The positive space charges accumulate in such a way that they coincide Form focal points of the discharge. It joins like this. Gas discharge apparatus especially easily the so-called flaring on in cases in which the oxide cathodes are in a dilute gas atmosphere not heated sufficiently or unevenly. This considerable local concentration, which leads to local overloads, occurs to such an extent only with discharges that work in my gas atmosphere. Eire episode of this apparition eats an early one Aging of the incandescent bodies and a relatively rapid destruction of the gas discharge tubes.

Die geschilderten Nachteile werden nach der vorliegenden Erfindung dadurch behoben, daß :die :direkt beheizte Glühkathode dies Gasentladungsapparates aus mehreren, z. B. aus .drei mit .hochernissionsfähigen Stoffen bedeckten Drähten. oder Bändern gebildet wird, welche wendelförmig auf der Mantelfläche eines ;gedachten Hohlkörpers nebeneinander und parallel zueinander in einem Abstand, .der der Xrtlädung freien Zutritt gewährt, verlaufen und bezüglich des Heizstromes parallel geschaltet sind.The described disadvantages are achieved according to the present invention remedied by: the: directly heated hot cathode of this gas discharge apparatus from several, z. B. made of .three wires covered with .highly emissive materials. or bands is formed, which helically on the surface of a; imaginary Hollow bodies next to each other and parallel to each other at a distance, that of the Xrtlädung Granted free access, run and connected in parallel with regard to the heating current are.

Besonders vorteilhaft ist es, zwei, drei oder mehr entsprechend dem soeben Gesagten ausgebildete Glükathoden in einem Gasentladungsapparat zu verwenden und ;sie zu .einer Glühkathodengrupp,e zu vereinigen. Die einzelnen Glühkathoden eigner Gruppe können dabei ebenfalls auf der Mantelfläche eines gedachten Zylinders angeordnet sein und para12 zur Achse des, gedachten Zylinders verlaufen. Die einzelnen Glühkathoden einer Kathodengruppe können? auch auf zwei ineinanderlie;gen denn; konzentrischen Zylindermänteln. liegen und gegebenenfalls von ein oder mehreren ebenfalls konzentrischen,, bei Hohlkathoden an. sich bekannten Schirmkörpern umschlossen sein. Vorteilhaft -weisen dabei die inneren Glühkathoden einen Widerstand auf, der gegenüber dem Widerstand der äußeren Glühkathoden so bemessen ist, daß bei Beheizung beider Gruppen aus der gleichen Heizspannung die inneren Glühkathoden die gleiche Betriebstemperatur aufweisen wie die äußeren. Der Wendeldraht besteht vorteilhaft aus hochwiderstandsfähigem Werkstoff oder einer chemischen Verbindung oder einer Legierung, beispielsweise Chrom-Nickel, Molybdän-Eisen-Nickel, Nickel-Eisen o. dgl. Auf den W endeldralht kann eine als Träger für den Emissionsstoff dienende Bewicklung, beispielsweise eine Bewicklung aus Nickeldralit, aufgebracht sein.It is particularly advantageous to have two, three or more according to the to use just said trained glow cathodes in a gas discharge apparatus and; to unite them into a hot cathode group. The individual hot cathodes own group can also be placed on the surface of an imaginary cylinder be arranged and para12 to the axis of the imaginary cylinder. The single ones Hot cathodes a cathode group can? also on two nested because; concentric cylinder jackets. and optionally of one or more also concentric, with hollow cathodes. known shield bodies enclosed be. Advantageously, the inner hot cathodes have a resistance that compared to the resistance of the outer hot cathode is dimensioned so that when heated Both groups have the same heating voltage and the internal hot cathodes are the same Operate at the same temperature as the external ones. The helical wire is advantageous made of highly resistant material or a chemical compound or a Alloy, for example chromium-nickel, molybdenum-iron-nickel, nickel-iron or the like. A wrapping serving as a carrier for the emission substance can be placed on the spiral wire. For example, a winding made of nickel wire can be applied.

Die neue Glühkathode hat den. Vorteil, daß .eine vollkommen gleichmäßige Aufheizung sämtlicher Elemente der Glühkörper, das sind also die Glühdrähte oder -bänder, erreicht -wird, Ida jeder Glühkörper unmittelbar im Wärmestrahlenfeld des Nachbarkörpers oder der benachbarten Glühkörper liegt. Bestehen trotzdem kleine Unterschiede in der Aktivität der einzelnen Glühelemente, so wird bei der neuen, Anordnung ,erreicht, daß :auch die weniger aktiven Elemente im Konzentrationsfeld der Ladungsträger liegen, das durch die Entladung des heißesten und aktivsten Teils der Gesamtkathode geschaffen. wird. Hierdurch wird eine praktisch vollkommen gleichmäßige Beteiligung sämtlicher Glühelemente an der Gasentladung erreicht. Glühkathoden der erwähnten Art haben auch den Vorteil, daß sie hinsichtlich der mechanischen Festigkeit während des Betriebs außerordentlich gute Ergebnisse zeitigen. Der Abstand zwischen den einzelnen Glüldrahtwendeln hält sich im wesentlichen während des Betriebs konstant, da infolge der Windungen .der Glühkörper diesen im allen Teilen eine hohe Steffigkeit gegeben wird. Hierdurch werden Deformationen während des Betriebs .ausgeschlossen.The new hot cathode has the. Advantage that. A perfectly uniform Heating up of all elements of the incandescent body, so these are the filaments or -bands, -is achieved, Ida each incandescent body directly in the heat radiation field of the Neighboring body or the neighboring incandescent body is located. There are still small ones Differences in the activity of the individual glow elements, so in the case of the new, Arrangement, achieves that: also the less active elements in the concentration field the charge carriers lie, which is caused by the discharge of the hottest and most active part the total cathode created. will. This makes it practically completely uniform Participation of all glow elements in the gas discharge achieved. Hot cathodes of the mentioned type also have the advantage that they are in terms of mechanical strength produce exceptionally good results during operation. The distance between the individual filament coils remains essentially constant during operation, as a result of the coils .the incandescent bodies have a high degree of rigidity in all parts is given. This prevents deformations during operation.

Die zu einer Glühkathode für -eine Röhre nach der Erfindung gehörigen Drähte bzw. Bänder können gegebenenfalls zickzackförmig auf der Mantelfläche :des gedachten Hohlkörpers verlaufen, d. h. also die einzelne Wendel kann. aus zickzackförmig verlaufendem Draht oder Band bestehen, dessen gezackte \Vindüng.en überall auf der Oberfläche des gedächten Hohlkörpers, der beispielsweise .ein Kreiszylinder sein kann, aufliegen.Belonging to a hot cathode for a tube according to the invention Wires or bands can optionally be zigzag on the lateral surface: des imaginary hollow body, d. H. so the individual helix can. off zigzag running wire or tape, whose jagged \ Vindüng.en all over the Surface of the imaginary hollow body, which for example .be a circular cylinder can rest.

Für Hoehvakuumröhren sind Glühkathoden bekannt, die aus mehreren zu einem Hohlkörper verseilten Drähten bestehen, d. h. -also aus einer Mehrzahl von Wendeln, deren einzelne Windungen nebeneinander und parallel zueinander verlaufen. Bei der Erfindung handelt @es sich im Gegensatz zu diesem Bekannten um Gasentladungsapparate und um mit hochemissionsfähigen Stoffen belegte Glühkathoden. Außerdem ist für Röhrennach der Erfindung :der Abstand zwischen den einzelnen Glühdrahtwendeln kennzeichnend, der den besonderen, in einer Gasentladungsröhre vorliegenden. Verhältnissen Rechnung trägt und den Nutzeffekt .der Glühkathode erhöht.For high vacuum tubes, hot cathodes are known that consist of several a hollow body of stranded wires exist, d. H. -also from a plurality of Spirals, the individual turns of which run next to one another and parallel to one another. In contrast to this acquaintance, the invention is a gas discharge apparatus and hot cathodes coated with highly emissive substances. It is also for Röhrennach of the invention: characterizing the distance between the individual filament coils, the special one, present in a gas discharge tube. Circumstances account and increases the efficiency of the hot cathode.

In -der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele von. Glühkathoden für Röhren nach der Erfindung dargestellt.In the drawing are some exemplary embodiments of. Hot cathodes shown for tubes according to the invention.

In Abb. i ist eine Glühkathode dargestellt, die aus den beiden auf der- Maxitelfläche eines gedachten Hohlkörpers nebeneinander und parallel zueinander verlaufenden Glühdrahtwendeln i und 2 besteht. Der Glühdraht ist mit einer Nickelbewicklung 3 versehen, die nur auf einem Teil der Glühdrahtwendel i dargestellt ist. Die Bewcklung 3 dient zum Festhalten der auf die Glühdrahtwendel aufzubringenden Emissionsschicht. Die Drähte verlaufen in. einem gegenseitigen. Abstand, der der Entladung freien Zutritt zu ,allen ihren Teilen gewährt. Bezüglich des Heizstroms liegen sie parallel zueinander.In Fig. I a hot cathode is shown, which consists of the two on the maximum surface of an imaginary hollow body next to one another and parallel to one another extending filament coils i and 2 consists. The filament is wrapped in nickel 3 provided, which is shown only on part of the filament coil i. The rain 3 is used to hold the emission layer to be applied to the filament filament. The wires run in a mutual. Distance free from discharge Access granted to all its parts. With regard to the heating current, they are parallel to each other.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 sind drei über einen Kreiszylinder gewickelt zu denkende Glühdrahtwendeln q., 5, 6 vorgesehen. Die Enden der Wendeln sind mittels der Schellen 7 verlötet, so daß der Abstand zwischen den einzelnen Wendeln festgelegt ist.In the embodiment of Fig. 2, three are over a circular cylinder wound filament filaments q., 5, 6 provided. The ends of the coils are soldered by means of the clamps 7, so that the distance between the individual Spirals is set.

Abb.3 zeigt schematisch im Querschnitt die Vereinigung einer Mehrzahl von entsprechend Vorstehendem ausgebildeten Glühkathoden 8, 9, i o, i i, 12 und 13 zu einer Glühkathodengruppe. Die Glühkathoden 8 bis 13 liegen auf einem gedachten Zylindermantel und haben sämtlich gleichen Abstand von-.einander.Fig.3 shows schematically in cross section the union of a plurality of hot cathodes 8, 9, i o, i i, 12 and, respectively, designed according to the above 13 to a hot cathode group. The hot cathodes 8 to 13 are on an imaginary Cylinder jacket and all have the same distance from one another.

Bei der Glühkathodengruppe nach Abb. q, sind außer :der, auf der Mantelfläche eines gedachten Zylinders liegenden Glühkathoden 8 bis 13 noch Glühkatho den i q" 15, i b und 17 vorgesehen, die auf einem konzentrisch zu dem der Glühkathoden 8 bis 13 liegenden Zylindermantel geringeren Durchmessers symmetrisch zu den Glühkathoden ,8 bis 13 angeordnet sind.In the case of the hot cathode group according to Fig. Q, there are also: the, on the outer surface an imaginary cylinder lying hot cathodes 8 to 13 still hot cathodes i q " 15, i b and 17 are provided, which are concentric to that of the hot cathodes 8 Up to 13 horizontal cylinder jacket with a smaller diameter, symmetrical to the hot cathodes , 8 to 13 are arranged.

Gasentladungsapparate gemäß der Erfindung können für :die verschiedensten Zwecke verwendet werden, insbesondere für steuerbare oder nichtsteuerbare Stromrichteranlagen, bei denen es auf kurze- Anheizzeiten der Kathode der Röhre oder auf gleichmäßige Beheizung sehr großer Kathoden ankommt. Röhren gemäß :der Erfindung werden namentlich. verwendet für Hochspannungszwecke, z. . zur Hochspannungsversorgung von, Sendern, ferner zur Gleichspannungsversorgung der verschiedenstenelektrischen Apparate, beispielsweise zur Gleichspannungsversorgttng von Lichtbogenschweiß-.apparat.en, Bogenlampen für Projektionszwecke (Kino), ferner zur Gleichstromversorgung für Batterieladung und für elektrolytische Arbeiten.Gas discharge apparatus according to the invention can be used for: the most diverse Purposes are used, in particular for controllable or non-controllable power converter systems, in which it is a question of short heating-up times for the cathode of the tube or uniform Heating very large cathodes is important. Tubes according to: the invention are named. used for high voltage purposes, e.g. . for high voltage supply from, transmitters, furthermore for the direct voltage supply of the most diverse electrical Apparatus, for example for the DC voltage supply of arc welding apparatuses, Arc lamps for projection purposes (cinema), also for direct current supply for battery charging and for electrolytic work.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Gas discharge apparatus with a directly heated Hot cathode, characterized in that the hot cathode consists of several, e.g. B. off three imagined helically on the lateral surface. Hollow body side by side and parallel to each other at a: distance that allows unloading access, running, covered with highly emissive substances and with regard to the heating current wires or ribbons connected in parallel. z. Gas discharge apparatus after Claim i, characterized by .the use of several hot cathodes according to claim i. 3. Gas discharge apparatus according to claim a, characterized in that the hot cathodes on the. Jacket surfaces of two imaginary concentric cylinders lying one inside the other arranged and, if necessary, by one or more: also concentrated shear, known shield bodies are enclosed. ¢. Gas discharge apparatus according to claim 3, characterized in that the inner hot cathodes have a resistance aüfweis, en, .der -The resistance of the outer hot cathodes is so berness.en that when heated Both groups with the same heating voltage have the inner hot cathodes: the same Have operating temperature - like the external. 5. Gas discharge apparatus after arrival Claim i to ¢, characterized in that the hot cathode wires or bands with a wrapping serving as a carrier for the highly emissive substances, for example a winding made of nickel wire.