Reizvorrichtung. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vor richtung zum Heizen von Körpern, zum Bei spiel Metallkörpern, und bietet besondere Vorteile, wenn diese auf verhältnismässig hohe Temperatur, zum Beispiel auf helle Rotglut, erhitzt. werden sollen.
Die Erfindung bezweckt, Körper, deren Form die direkte Erhitzung mittelst des Durchganges eines elektrischen Stromes er schwert, in einfacher und wirtschaftlicher Weise durch Wärmeleitung auf die erforder liche Temperatur zu erhitzen.
Erfindungsgemäss -wird zu diesem Zwecke mindestens ein vom elektrischen Strom durch flossenes Heizelement in unmittelbaren Kon takt mit dem zu erhitzenden Körper gebra ht.
Unter "unmittelbarem Kontakt" wird eine unmittelbare Berührung zwischen dem Heiz- element und dem zu erhitzenden Körper ohne Vermittlung einer Isolierschicht verstanden. Bestehen beide Körper aus Metall, so kann auch von einem metallischen Kontakt ge sprochen werden.
Dem zu erhitzenden Körper kann man nun eine solche Form geben, dass er leicht erhitzt werden kann; der Körper kann durch ein gegebenenfalls mit irgend einem Stoff ge fülltes Metallgefäss gebildet werden.
Das Heizelement kann aus einem Draht bestehen, dessen Querschnitt wesentlich klei nere Abmessungen als der zu erhitzende Kör per hat, und die Länge des Drahtteils zwi schen, dem zu erhitzenden Körper und dem Stromzuleitungsdraht ist zweckmässig so. ge ring, dass an keiner Stelle des Drahtes die Temperatur unzulässig hoch wird.
Der letztere Umstand ist von besonderer Nichtigkeit, wenn die Temperatur des zu er hitzenden Körpers verhältnismässig hoch und nicht viel niedriger als -die für den Heizdraht zulässige Höchsttemperatur sein soll. Es hat sich in einem solchen Falle erwiesen, d.ass, -wenn man versucht, den zu erhitzenden Kör per auf die gewünschte hohe Temperatur zu erhitzen, der Heizdraht bei zu grosser Länge durchbrennt, und diesem Übelstande kann man .dadurch abhelfen, d.ass man die Länge des Drahtes verringert.
Im allgemeinen wird nämlich bei abnehmende-; Drahtlänge .auch der Unterschied zwischen Höchsttemperatur und Mindesttemperatur in dem Draht<B><U>g</U></B>e ringer.
Das Heizelement kann derart ausgeführt werden, dass es imstande ist, den zu erhitzen den Körper zu stützen: Die in dem Heizelement entwickelte Wärme verteilt sich durch Leitung teilweise auf den zu erhitzenden Körper und teilweise auf Iden Stromzuleitungsdraht, mit dem das Heizelement verbunden ist. Ein Teil der Wärme geht noch durch Strahlung und Lei tung in dem Medium, in dem sich der züi er hitzende Körper befindet, verloren.
Man kann iedoch, zum Beispiel durch geeignete Abmes- u ragen für das Heizelement, dafür Sorge tra- @"en, <B>da ss</B> letzterer Teil zu vernachlässigen ist. Auch kann zu diesem Zweck das Heizf@lement in einem Vakuum oder in einer in bezug auf d:=n Stoff des Heizdrahtes neutralen, die -Wärme schlecht leitenden Ga.s.füllun,' ange ordnet sein.
Ist der letztere Wärmuverlust so -cringfübrig, 'dass er vernachlässigt. werden kann, so wird der Wirkungsgrad durch das Verhältnis zwischen den nach dem züi erhit zenden Körper und den nach den Stromzulei- tungsdrähten abgeleiteten @'w@ärmemen@@'en be dingt, und es ist sehr gut möglich, dass ein Wirkungsgrad von etwa<B>50</B> .% erreicht wird, was für eine Heizvorrichtung dieser Art hoch ist.
Zweckmässig bestehen sowohl clas Heiz element wie der zu erhitzende Kzirpci' aus 1Tetall, obwohl sie auch aus einem andern Stoff, wie zum Beispiel Kohle, angefertigt. s i ein können.
Das Metall des züi erhitzenden Körpers ist zweckmässig ein guter Wärmeleiter, wäh rend das Metall des Heizelementes zweck mässig eine geringe elektrische Leitfähigkeit hat. Auch ist es günstig, dass das Verhältnis zwischen der elektrischen Leitfähigkeit und der Wärmeleitfähigkeit des Heizelementes klein ist,
so dass also bei äeringer elektrischer Leitfähigkeit des Heizelementes dennoch das Wärmeleitvermögen gut ist. Ein Stoff mit geringer elektrischer Leitfähigkeit ist beson ders auch dann vorteilhaft, wenn das H(@iz- element den zu erhitzenden Körper züi stützen hat.
EMI0002.0062
Die <SEP> Heiz@-e31'riclrtung <SEP> nach <SEP> der <SEP> Erfindung
<tb> haiin <SEP> zum <SEP> Beispiel <SEP> mit <SEP> Vorteil <SEP> in <SEP> der <SEP> Tech nik <SEP> der <SEP> elektrischen <SEP> Entladungsröhren <SEP> ange wendet <SEP> -erden. <SEP> Einige <SEP> Ausführungsbeispiele
<tb> des <SEP> @rfindungs@@eg'enstandes <SEP> sind <SEP> im <SEP> Nach stehenden <SEP> anhand <SEP> dur <SEP> Zeichnung <SEP> beschrieben.
<tb> Fic. <SEP> 1 <SEP> ist <SEP> eine <SEP> Seitenansicht <SEP> eines <SEP> ersten
<tb> Beispiels <SEP> der <SEP> Heizvorrichtung;
<tb> Fig. <SEP> ? <SEP> ist, <SEP> eine <SEP> Draufsicht <SEP> auf <SEP> diese;
<tb> Fig. <SEP> :;
<SEP> ist <SEP> eine <SEP> Seitenansicht <SEP> einer <SEP> zwei ten <SEP> Ausführung.@form;
<tb> Fib. <SEP> 4 <SEP> zeigt- <SEP> seliaubildlich <SEP> eine <SEP> Ausfü <SEP> h rungsl'orni, <SEP> bei <SEP> der <SEP> der <SEP> zu <SEP> erhitzende <SEP> Körper
<tb> an <SEP> seinen <SEP> Enden <SEP> von <SEP> zwei <SEP> Heizdrähten <SEP> unter stützt <SEP> wird;
<tb> Fig. <SEP> 5 <SEP> stellt <SEP> eine <SEP> Dreielektrodenentla dungsröhre <SEP> dar, <SEP> bei <SEP> der <SEP> eine <SEP> Heizvorrichtung
<tb> ir, <SEP> eh. <SEP> Fig. <SEP> d <SEP> angewendet <SEP> ist.
<tb> In <SEP> Fig. <SEP> 1 <SEP> bezeichnet <SEP> 1 <SEP> einen <SEP> zu <SEP> erhitzen den <SEP> Metallkörper. <SEP> Als <SEP> Heizkörper <SEP> dient <SEP> ein
<tb> Draht <SEP> ?, <SEP> der <SEP> durch <SEP> den <SEP> Körper <SEP> 1 <SEP> hindurch geht <SEP> und <SEP> mit <SEP> ihm <SEP> in <SEP> metallischem <SEP> Kontakt
<tb> steht. <SEP> Der <SEP> Draht <SEP> <SEP> ist <SEP> mit <SEP> den <SEP> Enden <SEP> an
<tb> Poldrähten <SEP> 3 <SEP> und <SEP> d <SEP> befestigt.
<SEP> Der <SEP> Körper <SEP> 1
<tb> kann <SEP> aus <SEP> einem <SEP> clie <SEP> Wärme <SEP> gut <SEP> loitendep <SEP> Me tall, <SEP> wie <SEP> zum <SEP> Beispiel <SEP> Kupfer, <SEP> bestehen; <SEP> als
<tb> Herstellungsstoff <SEP> für <SEP> clen- <SEP> Heizdraht <SEP> kommt
<tb> beispielsweise <SEP> Nickelchrom, <SEP> das <SEP> einen <SEP> hohen
<tb> spezifischen <SEP> M'iclerstand <SEP> hat. <SEP> in <SEP> Frage. <SEP> Auch
<tb> lindere <SEP> 2#,Ielalle <SEP> mit <SEP> hohem <SEP> Schniulzpnnkt, <SEP> wie
<tb> @Vtilfrani <SEP> oder <SEP> Mol@-bdä.n, <SEP> können <SEP> - <SEP> wenn
<tb> auch <SEP> mit <SEP> geringeren <SEP> Vorteilen <SEP> - <SEP> für <SEP> das
<tb> Heizelement <SEP> verwendet <SEP> werden.
<tb> Der <SEP> Ifetalll;
örp,er <SEP> ist <SEP> mit <SEP> einem <SEP> Aufsatz <SEP> 5
<tb> versehen, <SEP> auf <SEP> dE,ssen <SEP> oberer <SEP> Fläche <SEP> ein <SEP> ])ei
<tb> verhältnismässig <SEP> niedriger <SEP> Temperatur <SEP> Elek tronen <SEP> aussendender <SEP> Stoff, <SEP> also <SEP> zum <SEP> Beispiel
<tb> ein <SEP> oder <SEP> mehrere <SEP> 0=,:
Z-de <SEP> der <SEP> Erdalka.limetalle,
<tb> aufgetragen <SEP> sein <SEP> kann. <SEP> Der <SEP> Metallkörper <SEP> 1
<tb> kann <SEP> dann <SEP> als <SEP> Oxydka.thode <SEP> in <SEP> einer <SEP> Ent ladungsröhre <SEP> dienere.
<tb> Als <SEP> Verteile <SEP> clur <SEP> Vorrichtung <SEP> gegeirüber
<tb> den <SEP> üblitlic@n <SEP> Heizvorrichtungen <SEP> sind <SEP> der <SEP> ver hältnismässig <SEP> hohe <SEP> Wirkungsgrad <SEP> der <SEP> Erhit zung, <SEP> die <SEP> gCringe <SEP> Stromstärke, <SEP> die <SEP> zum <SEP> Er liitzen <SEP> nötig <SEP> ist <SEP> und <SEP> die <SEP> Tatsaelie <SEP> züi
<tb> nennen, <SEP> da13 <SEP> Eine <SEP> sogenannte <SEP> Xquipotential kathode <SEP> erhalten <SEP> wird, <SEP> das <SEP> heisst <SEP> eine <SEP> Ka- thode, deren sämtliche Punkte das gleiche Potential haben, was in ,
manchen Fällen er hebliche Vorteile bieten kann.
Der Durchmesser des Aufsatzes 5 ist zum Beispiel 4 mm, -der Zylinder 1 hat etwa 1,5 mm Durchmesser, während die Länge des ganzen zu erhitzenden Körpers zum Beispiel 5 mm ist. Der Durchmesser des Drahtes kann, falls dieser aus Nickelchrom besteht, zum Beispiel etwa 0,3 mm betragen und die Länge des Drahtstückes 1 bis 1,5 mm.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird ein Metallgefäss 6 von zwei Drähten 7 und 8 erhitzt, die mit dem Gefäss in metalli- sehem Kontakt sind und es zugleich tragen, während sie mit den Enden an Stromzulei tungsdrähten 9 und 10 befestigt sind. Man kann auch einen oder beide Drähte in einer Anzahl von Windungen um den zu erhitzen den Körper in metallischem Kontakt ,mit ihm legen.
Im Gefäss 6 kann sich irgend ein Stoff (zum Beispiel ein Metall) befinden, den man zu verdampfen wünscht. Auch eine solche Vorrichtung kann in Entladungsröhren Ver- wenrIung finden, zum Beispiel zur Bildung eines sich an der elektrischen: Entladung be teiligenden. Metalldampfes, oder zum Ent wickeln eines Gases oder Dampfes, der auf das in der Entladungsröhre vorhandene Gas einen reinigenden Einfluss ausübt, oder zum Entwickeln von Gasen, die dazu dienen, eine sogenannte hart gewordene Entladungsröhre wieder praktisch brauchbar zu machen.
Für den Herstellungsstoff der verschiede nen Teile gilt dasselbe, was in bezug auf Fig. 1 bemerkt worden ist.
Das Gefäss 6 kann auch aus einem Stoff mit einem höheren Schmelzpunkt als Kupfer, z. B. Platin oder Molybdän, angefertigt wer den. Die Poldrähte 9 und 10 können aus Nickel bestehen.
In Fig. 4 wird der zu erhitzende Körper 11 an den Enden von zwei Heizdrähten 12 und 13 getragen, .die mit dem Stab 11 einen metallischen Kontakt besitzen und an .den Enden von Zuleitungsdrähten getragen wer den, Auch diese Ausführungsform eignet sich sehr zur Anwendung in Entladungsröh ren. Der .Stab 11 kann zum Beispiel als Ka thode in einer Dreielektrodenentladungsröhre wie der in Fig. 5 dargestellten verwendet werden, bei der die Kathode 11, eine Anode 14 und ein Gitter 15 konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Man kann dafür Sorge tragen, dass die Punkte .der Heizdrähte 12 und 13, mit denen der Stab 11 verbunden ist, gleiches Potential haben, so dass kein Strom durch den Stab 11 von einem Heizdraht zum .andern geht. Auch haben in diesem Falle alle Punkte des Stabes 11 ein gleiches Potential. Die Verwendung von Ä.quipotentialkathoden in Entladungs röhren ist bekannt. Der Wirkungsgrad der elektrischen Entladung wird durch Verwen dung solcher Elektroden erhöht.
Zweckmässig wird die Glühkathode 11 mit einem besondern Zixleitungsdraht 16 verse hen, so d.ass die Stromkreise für die Heiz drähte und die Stromkreise zwischen den Elektroden der Entladungsröhre elektrisch voneinander getrennt sind.
Bei dieser An wendung der Erfindung kann ebenso wie bei der in Fig. 1 dargestellten Anwendungsform zum Erhitzen der Kathode Wechselstrom verwendet werden, was man sonst in der Re gel vermeiden muss, da. die unmittelbare Er hitzung der Kathode durch Wechselstrom Stärkewechsel des rings um die Kathode auf tretenden magnetischen Feldes und Tempera turschwankungen der Kathode zur Folge hat, die zu Störungen Veranlassung geben.