DE733344C

DE733344C - Magnetic field tubes

Info

Publication number: DE733344C
Application number: DET46775D
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Fritz
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1936-04-16
Filing date: 1936-04-16
Publication date: 1943-03-25

Description

Magnetfeldröhre Die Erfindung betrifft eine Magnetfeldröhre, d. h. eine Röhre, in der die Elektronenentladung unter dem Einfluß eines äußeren konstanten oder veränderlichen Magnetfeldes vor sich geht. Magnetfeldröhren eignen s#ch im besonderen Maße zur Erzeugung und Verstärkung kurzwelliger Schwingungen und vermögen verhältnismäßig große Leistungen abzugeben. Dabei ist die Aufgabe gestellt, die durch die Verlustleistung erzeugte Wärme abzuführen. Sofern man die Wasserkühlung der belasteten Elektroden vermeiden will oder muß, steht für die Wärmeabfuhr nur der Weg der Strahlungskühlung offen. Um diese ausreichend wirksam zu machen, müssen genügend große und .einen großen Wärmeabstrahlungskoeffizienten besitzende Abstrahlflächen vorhanden sein. Diese Forderung tritt insbesondere bei Elektrodensystem-en auf, die eine in:ehrteilige, z. B. durch Mehrfachschlitzung ,eines Zylinders entstandene Anode und um diese eine zylindrische Auffangelektrode enthalten. Aus Gründen der besseren Wärmeleitung zur äußeren Oberfläche werden die Abstrahlstücke sehr massiv ausgeführt. Dies bedeutet bei den üblichen Elektrodenwerkstoffen, wie Tantal, Wolfram und Moiybdän, eine :erhebliche Verteuerung, während billigere Metalle, wie etwa Kupfer, durchweg zu geringe Schmelzpunkte haben. Auf die Verwendung von Eisen, das sonst auch öfter zur Anfertigung von Elektroden herangezogen wurde, mußte man bei Magnetröhren wegen der ferromagnetischen Eigenschaften, die einen magnetischen Kurzschluß des Luftspaltes herbeigeführt hätten, verzichten. wenn man nicht durch geeignete Bemessung dieser Elektroden dafür sorgen wollte, daß sie eine oberhallf des Curi:epunktes für das betreffende Elektrodenmaterial liegende Temperatur annahmen. Da diese Temperaturen verhältnismäßig hoch liegen, ist die Beschreitung dieses Ausweges nicht in allen Fällen möglich oder erwünscht.Magnetron tube The invention relates to a magnetron, that is, a tube in which the electron discharge under the influence of an external constant or varying magnetic field is going on. Magnetron tubes are particularly suitable for generating and amplifying short-wave vibrations and are capable of delivering relatively high powers. The task here is to dissipate the heat generated by the power loss. If you want or have to avoid water cooling of the loaded electrodes, only radiation cooling is available for heat dissipation. In order to make them sufficiently effective, there must be sufficient radiating surfaces with a large heat dissipation coefficient. This requirement occurs in particular in the case of electrode systems that have an in: multi-part, z. B. by multiple slots, a cylinder formed anode and around this contain a cylindrical collecting electrode. For reasons of better heat conduction to the outer surface, the radiating pieces are made very solid. With the usual electrode materials such as tantalum, tungsten and moiybdenum, this means a considerable increase in price, while cheaper metals such as copper all have too low melting points. The use of iron, which was otherwise often used to make electrodes, had to be avoided in magnetic tubes because of the ferromagnetic properties that would have caused a magnetic short circuit in the air gap. if one did not want to ensure by suitable dimensioning of these electrodes that they assumed a temperature above the curi: e point for the electrode material in question. Since these temperatures are relatively high, taking this solution is not possible or desirable in all cases.

Erfindungsgemäß werden die Elektroden einer Magnetfeldröhre unfl insbesondere diejenigen, welche die Verlustleistung aufzunehmen haben und deshalb eine große Masse bzw. einen beträchtlichen Querschnitt besitzen, aus einer auch im kalten Zustand ummagnetischen oder mit niedriger Sättigung ausgestatteten Eisenlegierung hergestellt.According to the invention, the electrodes of a magnetron tube are unfl in particular those who have to absorb the power loss and therefore a large one Have mass or a considerable cross-section, even when cold non-magnetic or low-saturation iron alloy.

Derartige Legierungen gewinnt man z. B. durch Zusatz von Nickel zu Eisen; beispielsweise liefert ein Zusatz von 29o'o Nickel eine fast urimagnetische Legierung. In ähnlicher Weise lassen sich auch Eisen-Chrom-Legierungen finden, die praktisch urmagnetisch, d. h. nicht mehr ferromagnetisch sind oder -weniger als ioor/o der Sättigungsmagnetisierung des Eisens aufweisen. Derartige Stahlsorten lassen sich bekanntlich sehr gut verarbeiten. Sie sind außerdem vakuumfest und lassen sich mit Glas verschmelzen, so da.ß sie auch einen Teil der Glaswand bilden können. In sehr günstiger Weise ist ferner das thermodynamische Strahlungsvermögen der Eisenlegierungen nahezu gleich dem eines schwarzen Körpers: infolgedessen ist ein Höchstmaß von Wärmeabstrahlung gewährleistet.Such alloys are obtained z. B. by adding nickel to Iron; for example, an addition of 29o'o nickel produces an almost urimagnetic one Alloy. In a similar way Iron-chromium alloys can also be used find that are practically primordial magnetic, d. H. are no longer or less ferromagnetic as ioor / o of the saturation magnetization of iron. Such types of steel are known to be very easy to process. They are also vacuum tight and let fuse with glass so that they can also form part of the glass wall. The thermodynamic radiation capacity of the iron alloys is also very favorable almost the same as that of a black body: as a result, there is a high degree of heat radiation guaranteed.

Zur näheren Erläuterung des Erfindungsgedankens sollen noch einige Ausführungsbeispiele beschrieben werden.For a more detailed explanation of the concept of the invention, a few should Embodiments are described.

Abb. i zeigt einen Querschnitt durch ein Elektrodensystem mit einer Kathode I( und vier zylindersegmentförmigen Anoden A,, an die zur Erhöhung der Wärmeabstrahlung Kühlrippen 1Z angesetzt sind. Die Anoden bestehen ,gemäß der Erfindung aus einer urmagnetischen Eisenlegierung und können jetzt unbedenklich ziemlich dick ausgeführt werden, so daß einerseits kein Verwerfen derselben eintreten kann und andererseits die Wärme rasch von den besonders stark belasteten Kanten abgeführt wird. Auch die Kühlrippen können aus Eisen hergestellt werden und lassen sich dann leicht mit den Anoden verbinden, z. B. durch Schweißung.Fig. I shows a cross section through an electrode system with a Cathode I (and four cylinder segment-shaped anodes A ,, to which to increase the heat radiation Cooling fins 1Z are attached. According to the invention, the anodes consist of one ur-magnetic iron alloy and can now be made quite thick so that on the one hand they cannot be rejected and on the other hand the heat is quickly dissipated from the particularly heavily loaded edges. Also the Cooling fins can be made from iron and then easily attached to the Connect anodes, e.g. B. by welding.

Abb. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine anders ausgebildete Röhre, deren Gefäß mit G bezeichnet ist. Die Kathode/,( und die Anode A werden von einer weiteren Elektrode S umschlossen, deren Aufgabe u. a. darin besteht, die Verlustleistung aufzunehmen, während die Anoden mit dem Nutzkreis verbunden werden und nur Wechselstromleistung führen. In diesem Falle genügt es, die äußere Elektrode S aus einer urmagnetischen Eisenlegierung herzustellen., Da diese Elektrode von keinem Hochfrequenzstrom durchflossen wird, brauchen an die Unmagnetisierbarkeit der Eisenlegierung keine besonders -hohen Anforderungen gestellt zu werden. Es genügt vielmehr völlig, wenn die Eisenlegierung eine niedrige Sättigung aufweist, :die um ,eine Größenordnung kleiner als Idas betriebsmäßig anzuwendende magnetische Gleichfeld ist, d.h. -weniger als ioo;'o davon beträgt.Fig. 2 shows a cross section through a differently designed tube, whose vessel is denoted by G. The cathode /, (and the anode A are from a enclosed further electrode S, whose task inter alia. is the power dissipation while the anodes are connected to the utility circuit and only AC power to lead. In this case it is sufficient to make the outer electrode S from a primordial magnetic one Manufacture of iron alloy., Since no high-frequency current flows through this electrode need not be particularly high in terms of the non-magnetizability of the iron alloy Requirements to be made. Rather, it is completely sufficient if the iron alloy has a low saturation: the µm, an order of magnitude smaller than Idas operationally Applicable magnetic constant field is, i.e. less than ioo; 'o thereof.

Abb. 3 zeigt schließlich eine Röhre im Längsschnitt, deren Wand zum Teil aus einer urmagnetischen Eisenlegierung besteht. Die zylindrische Hülle S aus Eisenlegierung ist beiderseits durch Deckel D; , z. B. in an sich bekannter Weise aus einem vakuumfesten keramischen Werkstoff verschlossen und mittels einer Zwischenglasschicht Z damit verschmolzen. In diese Deckel sind die Kathode K und die Streben T, an denen die Anoden A befestigt sind, vakuumdicht eingeschmolzen. Die HülleS kann auch gleichzeitig die Rolle der Auffangelektrode gemäß Abb. 2 übernehmen und erhält dann betriebsmäßig ein positives Potential. Es ist schließlich auch denkbar, die beiden Deckel D ebenfalls aus urmagnetischer Eisenlegierung herzustellen und die Elektroden isoliert durchzuführen, wie dies bei Metallröhren üblich ist.Finally, Fig. 3 shows a tube in longitudinal section, the wall of which for Part consists of a very magnetic iron alloy. The cylindrical shell S from Iron alloy is on both sides through cover D; , e.g. B. in a known manner made of a vacuum-tight ceramic material and sealed by means of an intermediate glass layer Z merged with it. In this cover are the cathode K and the struts T, on which the anodes A are attached, melted vacuum-tight. The envelope can also be used at the same time take over the role of the collecting electrode according to Fig. 2 and then get operational a positive potential. Finally, it is also conceivable for the two covers D as well to be made from a very magnetic iron alloy and to insulate the electrodes, as is common with metal tubes.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Magnetron. characterized in that at least a part of the electrodes or the vessel wall consists of a primordial magnetic one even in the cold state or one having less than 10% of the saturation magnetization of the iron Iron alloy is made.

2. Magnetron tube according to claim i, characterized by Use of an iron-chromium alloy or an iron-nickel alloy with approx 29% nickel content.

3. Magnetron tube according to claim i, characterized in that the outermost electrode of the system consists of a primordial magnetic iron alloy.