DE724812C - Heizelement fuer indirekt geheizte Hochvoltkathoden - Google Patents

Description

• Heizelement für indirekt geheizte Hochvoltkathoden Unter indirekt geheizten Hochvoltkathoden versteht man bekanntlich Kathoden, deren Heizelement direkt vom Lichtnetz ohne Vorschaltung von Drosselwiderständen betrieben wird, oder zumindest solche, bei denen durch Hintereinanderschaltung einiger weniger solcher Kathoden erreicht wird, daß man die volle Netzspannung an diese anlegen kann. Da die modernen Hochemissionskathoden nur, eine geringe Heizleistung benötigen, kann man zur Erzielung sehr geringer Heizstromstärken das Heizelement der indirekt geheizten Kathode mit hohem Widerstand ausführen. Bei den bekannten indirekt geheizten Hochvoltkathoden hat man einen sehr dünnen hitzebeständigen Leiter (z. B. Kohlefaden oder Wolframdraht) in vielen Windungen durch ,das Röhrchen hin und her geführt oder den Draht gewendelt, was ziemlich schwierig ist.
• Ferner sind indirekt geheizte Hochvoltkathoden bekannt, deren Heizelement aus einem Metallfilm besteht, welcher als Wendel auf die Innenwandung eines Isolierröhrchens aufgebracht ist. Einer solchen metallischen Wendel haftet jedoch der Nachbeil an, daß die Herstellung einer solchen dünnen Metallschicht in ;gleichmäßiger Form fabrikatorisch große Schwierigkeiten bereitet, während eine Ungleichmäßigkeit in der Dicke oder Breite dieser Wendel zur Folge haben würde, daß diese Stelle z. B. zu heiß wird und zu Störungen Veranlassung gibt. An Stelle eines sehr dünnen und langen Metalldrahtes wird deshalb Tals Heizelement für indirekt geheizte Hochvoltkatho,de n ,gemäß der Erfindung ein dünner Stab oder ein Röhrchen aus keramischem Werkstoff verwendet, auf dessen Oberfläche bzw. Innenoberfläche eine Hartkohleschicht aufgebracht ist. Diese Hartkohleschicht wird durch Zersetzung von Benzoldampf bei hoher Tempteratur hergestellt und kann durch Wahl der Temperatur, des Gasdrucks und der Reaktionszeit 2n praktisch beliebigen Grenzen reguliert werden. Es gelingt nach diesem Verfahren ohne weiteres, Heizelemente herzustellen, die bei den heute üblichen Abmessungen direkt aus dem zzo V-Lichtnetz betrieben werden können. Das Verfahren zur Herstellung dieser Hartkohleschicht ist an sich bekannt. Man kann den Niederschlag z. B. dadurch herstellen, daß man die zu bekohlenden keramischen Stäbe, z. B. aus Aluminiumoxyd, in ein feuerfestes Ofenrohr bringt, das evakuiert und mit Benzoldampf gefüllt wird, worauf das ganze Gefäß längere Zeit auf eine Zersetzungstemperatur von etwa zooo°C erhitzt wird. Es ist auch möglich, in an sich bekannter Weise die zu bekohlenden Stäbe hierbei rotieren zu lassen. Ebenso lassen sich ,die bekannten Verfahren zum kontinuierlichen Bekohlen zur Anwendung bringen. Statt Benzol zur Zersetzung zu bringen, ist es auch möglich, irgendeinen anderen geeigneten Kohlenwasserstoff hierzu zu benutzen, ebenso nie es auch möglich ist, den Kohlenwasserstoffstrom durch das Reaktionsgefäß hindurchströmen zu lassen, wobei er auch durch ein neutrales Gas verdünnt sein kann. Es ist auch möglich, statt eines gesondert eingeführten Heizelementes das in .den meisten indirekt geheizten Kathodenenthaltene Isolationsröhrchen als Träger der Kohlenstoffschicht zu benutzen, indem auf seinem Innern der Har tkohleniederschlag erzeugt wird. Man kann hierbei z. B. so vorgehen, daß ein Isolierrohr von beispielsweise i m Länge von dem Benzoldampf unter Ausschluß von Luft durchströmt wird, während das gesamte Rohr durch eine kurze Heizzone gleichmäßig hindurchbewegt wird. An den heißen Stellen findet ein. Niederschlag von Kohle im Innern des Röhrchens statt. Das lange, innen bekohlte Rohr wird später in die passenden Längen zerschnitten.
• Zur Kontaktgebung versieht man die bekohlten Heizelemente zweckmäßig mit angeklemmten Schuhen, wobei der Übergangswiderstand durch eine Zwischenschicht aus Graphit oder durch eine Metallisierung verringert werden kann. Kathoden mit den beschriebenen Heizkörpern zeichnen sich durch eine besonders gleichmäßige Temperatur aus und sind nicht wie Metalle durch Verdampfung gefährdet. Ist es erwünscht, die Enden der Kathode kühl zu halten, so kann man das leicht durch Verlängerung, der Metallisierung der Enden des mit Hartkohle bedeckten keramischen Körpers erreichen. In diesem Falle beginnt das Heizstäbchen erst vom Ende der MetalIisierung ab zu glühen. Durch verschiedenartige Bekohlun,g einzelner Stücke des Heizstabes, was z. B. durch eine entsprechende Temperaturverteilung des Herstellungsofens ,geschehen kann, ist es möglich, einen bestimmten gewünschten Temperaturverlauf an der Oberfläche des Heizelementes und damit der Kathode zu erzeugen.
• In den Abbildungen ist schematisch der Aufbau einer Kathode mit dem Heizelement gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar bedeutet z den z. B. mit einer Hartkohleschicht bedeckten Stab aus keramischem Werkstoff, z :die Metallisierung .an den Enden, 3 die Anschlußkappen, 4. ein Isolationsröhrchen, 5 die Äquipotentialschicht und 6 die Emissionsschicht. Die Abb.2 und 3 zeigen den keramischen Träger i mit der Hartkohleschicht 7, wobei in Abb. 2 die Hartkohleschicht außen aufgebracht ist, während in Abb.3 die Hartkohleschicht im Innern des Röhrchens aufgebracht ist.
• Um die Heizkörper in eitlen elektrisch völlig stabilen Zustand zu überführen, ist es zweckmäßig, sie einige Zeit im Vakuum oder in neutraler Atmosphäre auf hoher Temperatur zu halten (etwa iooo°C), sei es durch Stromdurchgang, sei es durch Heizung von außen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Heizelement für indirekt geheizte Hochvoltkathoden, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche bzw. Innenoberfläche eines dünnen Stabes oder eines Röhrchens aus keramischem Werkstoff eine Hartkohleschicht aufgebracht ist.
2. 2. Heizelement nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Stabes oder Röhrchens mit einer Metallisierung oder Graphitierung versehen sind.
3. 3. Verfahren zur Stabilisierung von Heizelementen nach. Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß. die Hartkohleschicht längere Zeit im Vakuum oder in einer neutralen Atmosphäre erhitzt wird.