Proponowano posrednio ogrzewane ka¬ tody zarowe lamp wyladowczych wykony¬ wac w ten sposób, aby drut grzejny moz¬ na bylo zasilac napieciem wysokiem, najle¬ piej pelnem napieciem sieciowem. Przy wszystkich tych pomyslach wychodzono z zalozenia, ze miedzy drutem grzejnym a oslona katody nalezy dac tern grubsza izo¬ lacje, im wyzsze jest napiecie zarzenia, w przypadku zas, w którym drut grzejny sklada sie z kilku odcinków, izolacje nale¬ zy stosowac równiez i miedzy temi odcin¬ kami. W szczególnosci zas uwazano za ko¬ niecznosc unikniecie zetkniecia sie stalego materjalu izolacyjnego z metalem katodo¬ wym i w tym celu proponowano miedzy drutem grzejnym a metalem katody stoso¬ wac prózniowa warstwe izolacyjna. Takie wykonanie izolacyj, niezbednych rzekomo do zasilania wysokiem napieciem katod, po¬ srednio ogrzewanych, doprowadzilo do wy¬ twarzania katod o zbyt duzych rozmiarach wzglednie, wskutek prózniowej przestrzeni posredniej, o nader niekorzystnych warun¬ kach zarzenia, tak iz katody tego rodzaju ze wzgledu na sprawnosc, oszczednosc, trwalosc i czas rozzarzania sie po wlacze¬ niu lamp nie odpowiadaly wymaganiom, stawianym dzis znanym ukladom posred¬ niego ogrzewania katod, w których to ukla¬ dach prad zarzenia niskiego napiecia jest pobierany albo ze specjalnych zródel pra¬ du, albo tez z sieci za posrednictwem trans¬ formatorów.Wynalazek dotyczy lamp wyladow¬ czych o posredniem zarzeniu, zasilanych napieciem, fcdpowiadajacem pelnemu na¬ pieciu* sieciowemu, W? lapipach tych we¬ wnatrz wlasciwej katody znajduje sie spi¬ ralny drut grzejny, którego dlugosc w sta-* nie zwinietym równa jest wielokrotnej dlugosci katody i który umieszczony jest wewnatrz kadluba izolacyjnego o malych rozmiarach, tak iz oslona katodowa, po¬ trzebna do osloniecia wspomnianego kadlu¬ ba izolacyjnego, posiada sprawnosc zarze¬ nia, wynoszaca co najmniej od 1 do 1,5 wa¬ tów na 1 cm2 powierzchni tej oslony ka¬ todowej, czyli energje zarzenia, równaja¬ ca sie prawie ogólnej energji zarzenia, stosowanej w katodach niskonapiecio¬ wych.Przy takiem uksztaltowaniu nie trzeba zmieniac znanej budowy lampy elektro¬ dowej. Drut grzejny wystarczy ogrzewac do niskiej temperatury, co jest rzecza po¬ zadana ze wzgledu na trwalosc lampy.Dzieki zastosowaniu warstw izolacyjnych o nader malej grubosci oraz dzieki temu, ze oslona katodowa otacza szczelnie, bo bez zastosowania prózniowej warstwy po¬ sredniej, kadlub izolacyjny, pojemnosc cieplna katody jest bardzo mala, a poza¬ dana temperature zarzenia, przy dopro¬ wadzaniu wspomnianej malej energji za¬ rzenia, osiaga sie juz po stosunkowo krót¬ kim czasie.Drut grzejny o duzej dlugosci, nie¬ zbednej ze wzgledu na duze napiecie za¬ rzenia, umieszcza sie róznemi sposobami wewnatrz kadluba izolacyjnego, otoczone¬ go szczelnie katoda. Szczególnie korzystna odmiana wykonania polega na tern, ze drut grzejny zwija sie w znany sposób na calej dlugosci w spirale, która w ksztal¬ cie zygzaka umieszcza sie wewnatrz ka¬ dluba izolacyjnego, znajdujacego sie w katodzie zarowej.W niektórych przypadkach bedzie rzecza korzystna wykonac katode zarowa wedlug wynalazku z czesci pojedynczych, polaczonych ze soba równolegle, laczac jednoczesnie szeregowo ze soba poszcze¬ gólne odcinki spiralnych drutów grzej¬ nych, umieszczonych wewnatrz sklado¬ wych czesci katody. Dzieki temu uzyskuje sie szczególnie dobre warunki emisyjne i grzejne nawet przy zastosowaniu bardzo wysokich napiec zarzenia.W czasie fabrykacji katod zarowych, podczas tak zwanego wyzarzania i starze¬ nia, katody te trzeba ogrzewac do bardzo wysokiej temperatury. Przy wyzarzeniu skladowych czesci lampy uwalniaja sile gazy, które jonizuja sie nastepnie. Gdy konce drutu grzejnego nie beda otoczone masa izolacyjna, wówczas konce te po do¬ laczeniu ich do zródla wysokiego napie¬ cia moga osiagnac tak wysoka temperatu- ref iz moga nastapic wyladowania, a tern samem zwarcia miedzy temi koncami.W; celu unikniecia) niebezpieczenstwa zwar¬ cia, istniejacego nietylko podczas wyza¬ rzania lampy, lecz takze w czasie jej pra¬ cy normalnej, drut grzejny katody wyko¬ nywa sie w postaci spirali tylko wewnatrz czesci izolacyjnej, natomiast nazewnatrz tej czesci konce drutu pozostawia sie wy¬ prostowane. W przypadku spiralnego wy¬ konania konców drutu grzejnego, przyla¬ czonych do zacisków lampy katodowej, konce te ogrzewaja sie bardzo wskutek nagrzewania sie od blisko lezacych uzwo¬ jen spiralnych, przyczem moze nastapic wspomniane wyzej wyladowanie. W wy¬ konaniu jednak wedlug wynalazku niniej¬ szego, to jest w przypadku wyprostowa¬ nych konców drutu grzejnego, temperatu¬ ra tych konców bedzie znacznie nizsza przy tern samem obciazeniu, a tern samem bedzie za niska, aby spowodowala wyla¬ dowanie elektryczne poprzez zjonizowana przestrzen gazowa.Dobrze jest wykonac gladko takze i te czesci drutu grzejnego, które tworza po¬ laczenie miedzy dwoma odcinkami drutu — 2 —grzejnego wzglednie spirali, ptoczonemi czescia izolacyjna. Celem tego ukladu jest otrzymanie mozliwie jak najnizszej tem¬ peratury tych czesci laczacych; Ponadto wynalazek dazy do usuniecia czesci laczacych drutu grzejnego, wysta¬ jacych z czesci izolacyjnej. W tym przy¬ padku drut grzejny (oprócz konców, jed¬ nak lacznie z czesciami, laczacemi ze soba poszczególne odcinki drutu grzejnego) o- tacza sie masa izolacyjna. Uskutecznia sie to w ten sposób, ze na koncach czesci izo¬ lacyjnej przewiduje sie wglebienia, w któ¬ rych umieszcza sie czesci, laczace ze so¬ ba poszczególne odcinki drutu grzejnego.Oprócz tego wynalazek dazy jeszcze do tego, aby przy ogrzewaniu katody, w celu jej wyzarzania i starzenia, nie trze¬ ba bylo nagrzewac drutu grzejnego do wysokiej temperatury, gdyz gdyby drut ten zostal ogrzany do zbyt wysokiej tem¬ peratury, wówczas jego trwalosc zostala¬ by znacznie skrócona. W celu uzyskania duzej trwalosci drutów grzejnych, obok drutu spiralnego wewnatrz katody zaro¬ wej umieszcza sie w prosty sposób jeszcze drugi drut grzejny, zaopatrzony w osobne konce i wykonany tak, iz przy zwyklem, niskiem napieciu nagrzewa warstwe emi¬ tuj aca do wysokiej temperatury (okolo 1200 — 1400°), potrzebnej przy wytwa¬ rzaniu lampy. Po wykonczeniu lampy drut ten staje sie zbedny; mozna go zatem o- grzewac do wysokiej temperatury, gdyz jego trwalosc jest krótka. Drut ten mozna równiez dobrac tak, aby w czasie pracy lampe mozna bylo ogrzewac dodatkowo lub naprzemian pradami o malem napie¬ ciu, przyczem otrzymuje sie np. lampe, która mozna ogrzewac zarówno z sieci oswietleniowej, jak i przy pomocy akumu¬ latorów.Katody zarowe wedlug wynalazku mozna stosowac wszedzie tam, gdzie sa przewidziane posrednio ogrzewane kato¬ dy zarowe, w szczególnosci zas w lampach swiecacych i podobnych lampach yryla- dowczych.Kilka przykladów wykonania przed¬ miotu wynalazku przedstawiono na ry¬ sunku, którego fig. 1, 2 uwidoczniaja ka¬ tode zarowa, której rurka cylindryczna* powleczona warstwa emitujaca, jest ogrze¬ wana przy pomocy drutu spiralnego, ulo¬ zonego w zygzak; kazdy z odcinków tego drutu znajduje sie w osobnej rurce izo¬ lacyjnej. Fig. 3 i 4 przedstawiaja odmia¬ ne wykonania katody zarowej, w której poszczególne odcinki drutu grzejnego przechodza przez kanaly ceramicznej cze¬ sci izolacyjnej, wypelniajacej wewnetrzna przestrzen katody zarowej. Figury te przedstawiaja jednoczesnie przyklad umie¬ szczania drutu pomocniczego obok drutu grzejnego. Fig. 5 i 6 przedstawiaja od¬ miane wykonania katody zarowej, w któ¬ rej warstwa emitujaca znajduje sie na no¬ sniku skrzynkowym, posiadajacym zasad¬ niczo dwie plaszczyzny- Drut grzejny jest umieszczony równiez w kanalach czesci izolacyjnej,, wypelniajacej wolna prze¬ strzen wewnatrz skrzyneczki. Fig. 7 przed¬ stawia dalsza odmiane wykonania katody zarowej z czescia izolacyjna, podobna do takiej czesci wedlug fig. 3 i 4, w której wlasciwa katode stanowi spiralnie zwinie¬ ty drut, na którym umieszczono warstwe emitujaca. Fig. 8 przedstawia w powiek¬ szeniu przekrój innego wykonania przed¬ miotu wynalazku.Posrednio ogrzewana katode zarowa, przedstawiona na fig. 1 i 2, stanowi wy¬ drazona, cylindryczna rurka niklowa a, powleczona warstwa emitujaca, ogrzewa¬ na przy pomocy drutu grzejnego 6, umie¬ szczonego wewnatrz tej rurki. Jak juz wspomniano wyzej, drut grzejny posiada taka dlugosc, aby opór jego byl wystar¬ czajacy do osiagniecia pozadanej spraw¬ nosci nagrzewania przy zastosowaniu sto¬ sunkowo wysokich napiec i zachowaniu pozadanej, niezbyt wysokiej temperatu- — 3 —fy. W celu umieszczenia drutu o tej dlu¬ gosci wewnatrz przestrzeni, drutowi temu za wyjatkiem konców b\ b" nadaje sie ksztalt spirali. W przedstawionym przy¬ kladzie spiralny drut grzejny umieszczo¬ no zygzakowato wewnatrz katody cylin¬ drycznej. Kazdy z odcinków zygzaku znajduje sie wewnatrz osobnej rurki izo¬ lacyjnej c, przyczem wszystkie rurki izo¬ lacyjne (w podanym przykladzie — czte¬ ry) umieszczono wewnatrz pustej katody cylindrycznej w ten sposób, aby mozliwie jak najrównomierniej wypelnialy te ka¬ tode.Drut grzejny moze byc powleczony ma¬ sa izolacyjna na wzór drutów emaljowa- nych. Spirale mozna natryskiwac np. ma- terjalem ceramicznym, zawierajacym od¬ powiedni srodek wiazacy; po osiagnieciu odpowiedniej grubosci materjal ten moz¬ na wyzarzyc, wskutek czego drut grzej¬ ny otrzyma odpowiednia powloke tak, aby zapobiegala jednoczesnie odksztalcaniu sie tej spirali. Warstwa ta moze byc wy¬ konana równiez z czystego, wyzarzonego tlenku glinowego, tlenku cyrkonu lub po¬ dobnego materjalu, nalozonego na spira- tej w ten sam sposób.Odmiana wykonania wedlug fig. 3 i 4 rózni sie od wykonania wedlug fig. 1 i 2 tern, ze zamiast pojedynczych rurek izo¬ lacyjnych wzglednie zamiast izolacji spi¬ rali drucianych uzywa sie jednej, cera¬ micznej czesci izolacyjnej d, wypelniaja¬ cej wnetrze cylindryczne} rurki katodowej.Wspomniana czesc izolacyjna posiada sze¬ reg kanalów (wedlug fig. 3 i 4 cztery ka¬ naly e, f, g, h)i przez które przechodza spirale drutu grzejnego.Konce b* i b" drutu grzejnego sa wy¬ prostowane. Czesc izolacyjna d posiada na^ jednym koncu dwa wglebienia i, k, a na drugim koncu — wglebienie /. We wgle¬ bieniu i znajduje sie czesc, laczaca ze so¬ ba odcinki drutu grzejnego, umieszczone w kanalach g, h; we wglebieniach kt l znajduja sie czesci, laczace ze soba od¬ cinki drutu grzejnego, przeprowadzone przez kanaly e, f wzglednie /, g. Wglebie¬ nia i, k, l posiadaja taka glebokosc (oko¬ lo 2 mm), ze czesci, laczace ze soba po¬ szczególne odcinki drutu grzejnego, moga rozszerzac sie swobodnie podczas ogrze^ wania, nie wychodzac z czesci izolacyjnej; w przeciwnym razie czesci te moglyby sie zetknac ze soba i spowodowac zwarcie.Opisane czesci laczace zamiast spiralnie moga byc wykonane gladko tak, jak to przedstawiono na fig. 2. Czesci tych nie nalezy wyprostowywac, gdy umieszcza sie je wewnatrz czesci izolacyjnych w spo¬ sób, przedstawiony na fig. 3 i 4.W razie potrzeby czesc izolacyjna, za¬ opatrzona w opisane wglebienia, mozna zamknac na jednym lub na obu koncach.Wyprostowane konce &', &" drutu grzejnego mozna otrzymac albo w ten sposób, ze po zwinieciu drutu, lecz przed wlozeniem go do katody, konce te wypro¬ stowuje sie, albo w ten sposób, ze konce te, a w razie potrzeby takze i czesci, la¬ czace ze soba poszczególne odcinki drutu grzejnego, pozostawia sie odrazu wypro¬ stowane.Zaklada sie, ze katoda zarowa ma byc przylaczona np. do sieci oswietleniowej o napieciu 110 woltów. Katode te stanowi np. rurka niklowa o srednicy okolo 3 mm i dlugosci okolo 30 mm (co oczywiscie odpowiada stosowanym rozmiarom). W takim przypadku uzyje sie spirali grzejnej z drutu wolframowego o srednicy 0,02 mm. Potrzebna dlugosc drutu grzejnego wyniesie 170 cm. Drut o dlugosci 170 cm zwija sie nastepnie naksztalt spirali, któ¬ ra, zaleznie od srednicy zwojów, posiada od 80 do 140 mm dlugosci. Spirale te u- mieszcza sie z latwoscia wewnatrz katody zarowej, ukladajac ja w zygzak cztero¬ krotny.Jesli napiecie wynosi 220 woltów, wów¬ czas osiaga sie to samo zapomoca tego sa- — 4 —mego drutu grzejnego z tern, ze dwie ta¬ kie rurki katodowe umieszcza sie obok sie¬ bie, laczac je równolegle ze soba; druty grzejne, umieszczone w tych katodach, la¬ czy sie szeregowo ze soba. Nalezy nadmie¬ nic, ze w wielu innych przypadkach moze byc rzecza korzystna stosowac kilka katod o szeregowo polaczonych ze soba drutach grzejnych; katodyj te moga nalezec! do jed¬ nego i tego samego ukladu lub do kilku róznych ukladów.Zachowujac normalne rozmiary drutu grzejnego i katody zarowej, mozna bez ja¬ kichkolwiek trudnosci stosowac zwykle napiecia sieciowe jako napiecia zarzenia.Jak wspomniano wyzej, dlugosc drutu grzejnego mozna dobierac w ten sposób, aby osiagnac mozliwie jak najnizsza tem¬ perature, a to w celu podwyzszenia trwa¬ losci spirali drucianej. W tym przypadku powieksza sie ogólna dlugosc drutu grzej¬ nego bez powiekszenia katody tak, aby o- trzymac jeszcze te minimalna temperatur re drutu grzejnego, która wystarczy do ogrzewania warstwy emitujacej do tempe¬ ratury od 700 do 1000°, to znaczy, ze dru¬ tu nie trzeba ogrzewac do temperatury o wiele wyzszej.Przy stosowaniu wynalazku niniejsze¬ go nawet w przypadku bardzo cienkich drutów mozna stosowac obciazenie kato¬ dy, wynoszace co najmniej okolo 1 —i 1,5 watów na 1 cm2. Obciazenie to wynosi zwykle o wiele wiecej.Dalej wynalazek ma na celu ulepsze¬ nie sprawnosci i trwalosci lamp; osiaga sie to zapomoca obnizenia temperatury drutu grzejnego. W tym celu drut grzej¬ ny i warstwe katodowa umieszcza sie bli¬ sko siebie o tyle, o ile na to pozwala wy¬ magana grubosc izolacji. Zatem warstwe katodowa naklada sie bezposrednio na warstwe izolacyjna, otaczajaca drut grzej¬ ny, a wykonana mozliwie cienko.W katodach, ogrzewanych posrednio zapomoca niskiego napiecia, warstwe ka¬ todowa proponowano nakladac bezposred¬ nio na czesc izolacyjna, oslaniajaca grzej¬ nik. Sposób ten nie mial oczywiscie na celu obnizenia temperatury drutu grzej¬ nego, bowiem temperatura ta nie miala praktycznie zadnego znaczenia ze wzgledu na trwalosc drutów grubych, uzywanych przy zarzeniu niskiem napieciem. Do za¬ let wynalazku niniejszego, w którym od¬ grywaja role nawet nieznaczne obnizenia temperatury drutu grzejnego, dochodzi je¬ szcze korzysc podwyzszenia trwalosci lampy. Pozadany efekt osiaga sie w pelni dopiero wówczas, jezeli wykona sie mozli¬ wie cienka warstwe izolacyjna miedzy drutem grzejnym a warstwa katodowa.W wykonaniu, przedstawionem na fig, 3 i 4, w kanalach czesci izolacyjnej d oraz miedzy temi kanalami a warstwa katodo¬ wa umieszcza sie mozliwie jak najmniej materjalu izolacyjnego, takj iz na ogrzewa¬ nie czesci izolacyjnej traci sie bardzo- malo ciepla. Na te czesc izolacyjna naklada sie warstwe katodowa nie tak, jak przedtem, w postaci nasunietej rurki osobnej, lecz bezposrednio zapomoca jakiegokolwiek ze znanych sposobów. Sposobami takiemi sa np. natryskiwanie warstwy pistoletem, wy¬ parowywanie, elektrolityczne nakladanie warstwy, napylanie katody i t. d. Dzieki temu otrzymuje sie warstwe nosna mate¬ rjalu emitujacego, polaczona dokladnie z warstwa izolacyjna; warstwa nosna moze byc o wiele ciensza od wspomnianej rurki katodowej. Warstwa katodowa moze byc tak cienka, aby we wszystkich miejscach tworzyla jeszcze zwarta powierzchnie.Do osiagniecia bardzo niskiej tempe¬ ratury drutu grzejnego nadaje sie dobrze wykonanie wedlug fig. 8. W tym przypad¬ ku nie uzywa sie osobnej ceramicznej cze¬ sci izolacyjnej. Drut grzejny b posiada po¬ wloke izolacyjna c, zaopatrzona w war¬ stwe katodowa a. Na warstwie a znaj - duje sie nieprzedstawiona warstwa emi¬ tujaca. ../: — 5 —Z tego wynika, ze energja, potrzebna -do ogrzewania warstwy emitujacej, zosta¬ je doprowadzona prawie bez strat, tak iz róznica miedzy temperatura drutu grzej¬ nego a temperatura warstwy emitujacej jest minimalna. Dzieki temu ukladowi zostaje skrócony czas podgrzewania wstep¬ nego.Odmiana katody, przedstawiona na fig. 5—^6, posiada czesc w ksztalcie skrzyneczki, stosowanej najlepiej w pola¬ czeniu z rurkami, ulozonemi naksztalt tej skrzyneczki. Wewnatrz skrzyneczki znaj¬ duje sie czesc izolacyjna o ksztalcie, przy¬ blizonym do podluznego prostokata, w którym wykonano kilka kanalów, np. osm.Wewnatrz tych kanalów znajduje sie drut spiralny, ulozony w zygzak. Podobna ka¬ toda zarowa nadaje sie dobrze zwlaszcza do wysokich napiec.Na fig. 3 i 4 przedstawiono drut po¬ mocniczy m, osadzony wewnatrz katody zarowej, wypelnionej czescia izolacyjna.Czesc izolacyjna oprócz kanalów na drut grzejny wzglednie na spirale posiada je¬ szcze srodkowy kanal n, przez który prze¬ chodzi drut pomocniczy m. W razie po¬ trzeby drut pomocniczy m laczy sie z osob- nemi zaciskami; drut ten moze pozostac na stale w lampie. Lamp tego rodzaju mozna uzywac na dwa rózne napiecia, np. na napiecie sieci oswietleniowej i na niskie napiecie.Na fig. 7 przedstawiono inna odmiane wykonania przedmiotu wynalazku, w któ¬ rej katoda posiada drut rdzeniowy o, na którym umieszczono warstwe emitujaca.Drut ten posiada ksztalt spirali. Wewnatrz tej spirali znajduje sie czesc izolacyjna d z kanalami na drut grzejny b. W wykona¬ niu tern niema drutu pomocniczego. Drut spiralny doprowadzono do odpowiednich zacisków. Podczas wyzarzania i starzenia lampy katoda tlenkowa zostaje ogrzana bezposrednio do wysokiej temperatury, potrzebnej przy fabrykacji katod. Po wy¬ konczeniu lampy, to znaczy juz podczas pracy normalnej, posrednie ogrzewanie lampy uskutecznia sie zapomoca spiral¬ nych drutów grzejnych. Lampe mozna wy¬ konac w ten sposób, aby mozna bylo o- grzewac ja dowolnie, to jest albo wprost z sieci, albo z akumulatorów o niskiem napieciu; Przy zastosowaniu dowolnych napiec lampy mozna uzywac dowolnie jako ogrzewanej posrednio lub bezposrednio.Nalezy nadmienic, ze delikatny dlugi drut spiralny, sluzacy za drut grzejny, a umieszczony luzno w kanalach jednej lub kilku czesci izolacyjnych, nie posiada praktycznie wlasnej sztywnosci tak, iz od¬ ksztalca sie latwo pod wlasnym ciezarem.Gdyby podobna spirale umiescic np. pio¬ nowo bez zadnych usztywnien, wówczas górna czesc spirali naprezylaby sie, pod¬ czas gdy w dolnej czesci zwoje przylega¬ lyby do siebie. W celu uniemozliwienia powstania podobnych odksztalcen, spiral¬ ny drut grzejny jest podparty wedlug wy¬ nalazku w mozliwie licznych miejscach swej dlugosci.Drut grzejny mozna usztywnic w spo¬ sób prosty bez specjalnych narzadów pod¬ porowych, mianowicie przez poziome osa¬ dzenie katody. Spirala grzejna, lezaca wówczas w kanale czesci izolacyjnej (wzglednie odpowiednie odcinki tej spi¬ rali grzejnej) zostaje podparta sama cze¬ scia izolacyjna dzieki temu, ze zwoje spi¬ rali przylegaja do wewnetrznej1 scianki ka¬ nalu. PL