DE817936C

DE817936C - Heizelement

Info

Publication number: DE817936C
Application number: DEP20745A
Authority: DE
Inventors: Johan Lodewijk Hendrik Jonker
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1946-08-30
Filing date: 1948-11-05
Publication date: 1951-10-22
Also published as: US2504335A; GB639589A; CH262907A; FR952562A; BE475720A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Heizelement, besonders zur Heizung einer scheibenförmigen Kathode.für eine elektrische Entladungsröhre.

Eine Schwierigkeit, die bei der Heizung von Gegenständen mittels eines Heizelements auftritt, das z. B. aus einem Zickzack- oder wendelförmig angeordneten, in den Gegenstand isoliert eingebauten Heizdraht besteht, liegt darin, daß die

ίο Wärmeübertragung von dem Heizelement auf den Gegenstand verhältnismäßig schlecht ist und die Wärmeverluste infolge Ableitung und Strahlung groß sein können. Da der Heizdraht im allgemeinen im Isoliermaterial eingebettet ist, ist der Wärmeinhalt des ganzen Körpers außerdem verhältnismäßig groß, so daß die Endtemperatur des Gegenstands nur nach verhältnismäßig langer Zeit erreicht wird, sofern die Heizenergie nicht übermäßig groß gewählt wird. Letzteres ergibt jedoch den Nachteil, daß die Endtemperatur zu hoch wird. Im »0 allgemeinen ist daher in diesen Fällen eine gegebenenfalls selbsttätig arbeitende Vorrichtung vorgesehen, durch die der Heizstrom zeitweise ausgeschaltet werden kann, z. B. bei Plätteisen, Kochkesseln u. dgl. »5

Bei indirekt heizbaren Kathoden ist das zeitweilig aussetzende Abschalten des Stroms unerwünscht, so daß hier die Heizenergie derart gewählt werden muß, daß die Endtemperatur den richtigen Wert erreicht. Um die Wärmeträgheit gering zu halten, muß somit eine gute Wärmeübertragung von dem Heizelement auf die Kathode vermittelt werden. Es ist bekannt, daß die Wärmeverluste einer indirekt heizbaren Kathode herabgemindert

werden können, wenn eine solche Kathode in Form einer Scheibe ausgestaltet wird. Eine solche scheibenförmige Kathode oder Topfkathode besteht aus einem metallenen Topf oder Behälter, in dem der Heizdraht isoliert angeordnet ist und dessen flacher, scheibenförmiger Boden mit einer emittierenden Schicht überzogen ist. Eine solche Topfkathode wird häufig in Elektronenstrahlröhren und auch in Verstärker- und Gleichrichterröhren verwendet. Der ίο Heizdraht kann dann zickzackförmig gebogen oder in Form einer gegebenenfalls bifilar gewickelten und in Isoliermaterial eingebetteten Wendel ausgestaltet werden.

Ein Nachteil dieser bekannten Topfkathoden besteht jedoch darin, daß außer dem vorstehend erwähnten Nachteil der schlechten Wärmeleitung vom Heizkörper zur emittierenden Oberfläche die Wärmeverluste infolge Ableitung und Strahlung verhältnismäßig groß sein können, besonders wenn ao die Kathode zwecks Lieferung von für Verstärkerröhren erwünschten Stromstärken verhältnismäßig große Abmessungen hat. Infolge der verhältnismäßig großen Masse der Kathode ist die Wärmeträgheit groß, so daß die Aufwärmung verhältnis- «5 mäßig lange Zeit beansprucht, wie dies vorstehend bereits auseinandergesetzt wurde.

Die vorstehend erwähnten Nachteile können wesentlich herabgemindert werden, wenn bei einem Heizelement, besonders bei dem einer scheibenförmigen, indirekt heizbaren Kathode einer elektrischen Entladungsröhre, gemäß der Erfindung das Heizelement aus einem rohrförmigen Körper besteht, in dem unter Zwischenfügung gepulverten Isoliermaterials ein Heizdraht angebracht ist und der derart gekrümmt ist, daß eine geschlossene Oberfläche entsteht, die durch Schweißen oder Löten metallisch mit dem zu heizenden Gegenstand verbunden wird. Vorzugsweise wird ein rohrförmiger Körper verwendet, der durch Hämmern, Ziehen oder Walzen eines Rohrs mit größerem Durchmesser gebildet wird, in dem ein Leiter oder mehrere Leiter angeordnet sind und bei dem der verbleibende Raum mit gepulvertem Isoliermaterial ausgefüllt ist. Infolge des Ziehens wird das Isoliermaterial sehr stark zusammengedrückt, wobei nach Erzielung des erwünschten Durchmessers die Stärke der Isolierschicht zwischen Innenleiter(n) und rohrförmigem Mantel sehr gering sein kann. Dies ermöglicht eine gute Wärmeübertragung von dem (den) Innenleiter(n) zum rohrförmigen Mantel. Ein solcher rohrförmiger Körper läßt sich ohne weiteres auf jede mögliche Weise biegen und kann zugleich völlig oder teilweise breitgedrückt werden, ohne daß Kontakt z\vischen Innenleiter(n) und rohrförmigem Mantel auftritt.

Gemäß der Erfindung wird ein solcher, rohrförmiger Leiter Zickzack- oder mäanderförmig gebogen oder in Form einer einfachen oder doppelten, flachen Spirale gewickelt, derart, daß sich eine praktisch geschlossene Oberfläche ergibt, an welche die Wand des zu heizenden Gegenstands gelötet oder geschweißt wird. Vorzugsweise wird der rohrförmige Körper, nachdem er in vorstehend beschriebener Weise gebogen worden ist, vor der Befestigung des zu heizenden Gegenstands etwas breitgedrückt, so daß die gebildete Oberfläche sehr flach sein kann. Als Ganzes kann diese Oberfläche gekrümmt, gewölbt oder anders gestaltet sein.

An sich war es bekannt, Heizelemente aus zusammengesetzten Leitern, herzustellen, die durch gepulvertes Isoliermaterial voneinander getrennt und durch Hämmern oder Ziehen auf den erwünschten Durchmesser gebracht worden waren. Der Leiter wurde dabei jedoch nicht metallisch mit einem zu heizenden Gegenstand verbunden, sondern wurde als Tauchelement o. dgl. verwendet.

Die Erfindung wird an Rand der Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. i, 2, 3 und 4 erfindungsgemäße Heizelemente, Fig. 5 eine Anwendung derselben,

Fig. 6, 7 und 8 Kathoden mit erfindungsgemäßen Heizelementen und

Fig. 9 eine Entladungsröhre mit einer solchen Kathode darstellen.

In Fig. ι bezeichnet 1 den rohrförmigen Körper, in dem der Heizdraht 2 enthalten ist, der durch gepulvertes Isoliermaterial, vorzugsweise MgO, gegen den Körper 1 isoliert ist. Der Körper 1 ist in der Weise Zickzack-, winkel-, mäander- oder spiralförmig usw. gebogen, daß eine praktisch geschlossene Oberfläche entsteht, an die der zu heizende Gegenstand gelötet oder geschweißt werden kann. Fig. 5 zeigt ein Heizelement nach Fig. 1, 2, 3 oder 4 an den Boden eines kleinen Wasserkessels gelötet. Ein solches Element ist aber auch für Plätteisen, Kochplatten usw. verwendbar, bei denen mit Rücksicht auf die hohe Temperatur die Befestigung durch Schweißen erfolgt. Zur Sicherung eines besseren Anschlusses der vom rohrförmigen Körper 1 gebildeten Fläche und einer flacheren Gestalt derselben, kann das Element nach den Fig. 1 bis 4 breitgedrückt werden, bevor es an dem zu heizenden Gegenstand befestigt wird. Dies ist besonders bedeutsam, wenn das Element durch Schweißen befestigt wird, da in diesem Fall die Berührungsfläche des Elements mit dem zu heizenden Gegenstand größer wird. Fig. 6, 7 und 8 stellen ein solches Element dar, das zur Heizung einer indirekt heizbaren Kathode verwendet wird. Am Element 3 ist eine dünne Nickelplatte 5 an mehreren Stellen festgeschweißt. Die Platte 5 ist mit Emissionsmaterial 6 überzogen. Die Heizenergie wird mittels des Heizdrahts 4 zugeführt, wobei das Ganze von einem Stützstab 7 getragen wird, der auch als Stromzuführungsleiter für die Kathode 5 wirksam ist. Die A^rom Körper 1 gebildete Oberfläche kann z. ß. auch kugel- oder kegelförmig sein, wie dies in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist. Fig. 9 stellt eine elektrische Entladungsröhre dar, die sich besonders gut für sehr kurze Wellen eignet und die mit einer Kathode nach Fig. 6 versehen ist. Die Gitter 8, 9 und 10 sind an in die Röhrenwand eingeschmolzenen Ringen befestigt, während die Anode 11 den oberen Teil des Kolbens bildet. Es ist ersichtlich, daß eine solche Kathode gleichfalls in Röhren von üblicherer Bauart, in Elektronenstrahlröhren usw. verwendbar

ist. Die Glühleistung einer solchen Kathode kann sehr gering sein, d.h. ι bis 2Watt. Der rohrförmige Körper 3 kann einen Durchmesser von z. B. 100 bis Mikron aufweisen.

Claims

Patentansprüche:

i. Heizelement, insbesondere zur Verwendung bei einer scheibenförmigen, indirekt heizbaren Kathode für elektrische Entladungsröhren, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement aus einem rohrförmigen Körper besteht, in dem unter Zwischenfügung gepulverten Isoliermaterials ein Heizdraht angebracht ist, wobei der Körper derart gekrümmt ist, daß eine praktisch geschlossene Oberfläche entsteht, und daß dieses Heizelement durch Schweißen oder Löten metallisch mit dem zu heizenden Gegenstand verbunden ist.
2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper nach Biegung in Form einer praktisch geschlossenen Oberfläche breitgedrückt wird.
3. Mit einem Heizelement nach Anspruch 1 oder 2 versehene, indirekt heizbare Kathode, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Nickelplatte besteht, die an mehreren Stellen am Heizelement festgeschweißt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1925 10.51