CH139942A - Gleichrichter mit Gasfüllung und Glühkathode. - Google Patents

Description

  Gleichrichter mit Gasfüllung und Glühkathode.    Die Erfindung betrifft einen     gasgefüllten          Gleichrichter    mit einer direkt oder indirekt  geheizten Glühkathode, zweckmässig einer       Wehnelt-Kathode    und mindestens einer  Anode. Gemäss der Erfindung besitzt der  Gleichrichter eine Hülle aus leitendem Stoff,  innert welcher die Elektroden angeordnet  sind, wodurch der Entladungsraum auf einen  verhältnismässig kleinen Teil des Innen  raumes des Gleichrichters beschränkt ist.

   Dies  bietet mehrere Vorteile.     Zerstäubendes    Ka  thodenmaterial, das sich sonst auf der Glas  wand niederschlägt, kann nunmehr höchstens  die     leitende    Hülle oder die Anode erreichen  und wird von dort gegebenenfalls wieder in  Form von Ionen zurückgeführt. Die     ver-          bältnismässig        grassen    Verluste, die durch  fortwährende Auf- und Entladungen der  Glaswand entstehen, fallen fort. Die Ent  ladung kann nicht von aussen her beeinflusst  werden und ist daher durch eine ausser  gewöhnliche Gleichmässigkeit gekennzeichnet.  



  Die Hülle braucht nicht vollwandig zu    sein; sie kann     auoh    eine     Wand.    besitzen, die  über mindestens     einen    Teil der Oberfläche  kleine Öffnungen aufweist, zum     Beispiel    die  Form eines Gewebes, eines Siebes (das heisst  einer dünnen Platte mit vielen kleinen Lö  chern) oder eines     Gitters    hat. In einer ge  eigneten Ausführungsform besteht die lei  tende Hülle aus mindestens zwei einander  ergänzenden, auf der einander zugewandten  Seite offenen Hohlkörpern, zum Beispiel aus  zwei einander     zugewandten    hohlen Halb  kugeln oder einseitig offenen Zylindern.  



  Die Röhre kann auch eine leitende Hülle  besitzen, die mit einer oder mehreren Zwi  schenwänden versehen ist, so dass sie in eben  soviele Abteilungen unterteilt ist, als sie  Anoden     enthält.    Die Glühkathode kann in  diesem Falle in einer     Ausnehmung    der  Zwischenwände angeordnet sein, deren Weite  die Abmessungen der     Glühkathode    um einige  Male übersteigen kann.  



  Eine solche Zwischenwand kann aus lei  tendem Stoff bestehen; dieser kann minde-           stens    teilweise mit einer isolierenden Schicht  überzogen sein. Die Zwischenwand kann der  art verbunden sein, dass sie dasselbe     Potential     wie     :die    Kathode hat.  



  Verschiedene Teile der leitenden Hülle,  die je eine Anode     umgeben,    können isoliert  in bezug aufeinander angeordnet sein. Die  Hülle kann, beziehungsweise die einzelnen  Teile, aus denen sie besteht, können je mit  einem eigenen     Stromzuführungsdraht    ver  sehen sein, so dass es möglich ist, der Hülle,  beziehungsweise den     genannten    Teilen, ein  bestimmtes Potential zu geben, zum Beispiel  dadurch, dass sie mit den Anoden verbunden  werden.     Eine    direkte oder indirekte elek  trische Verbindung der verschiedenen Teile  der Hülle mit den zugehörigen Anoden kann  auch in oder an der Röhre selbst angebracht  sein.

   Die Anoden können zum Beispiel durch  eine Öffnung in der Wand in die leitende  Hülle hineinragen und über einen geeigneten  Widerstand mit dieser Hülle leitend verbun  den .sein, so dass letztere, sofern auch sie       Elektroden    oder Ionen auffängt, ein Poten  tial annimmt, das von dem der Anode ver  schieden und von dem benutzten Widerstand  abhängig ist. Es können auch die verschie  denen Teile, aus denen die     Hülle    besteht,  selbst als Teil der Anode     ausgebildet    sein.

    Im letzteren Falle ist es vorteilhaft, wenn sie  mit der Kathode zugekehrten, einspringenden  Teilen verwehen sind, auf die sich die Ent  ladung der Hauptsache nach konzentrieren  kann.     Diese    einspringenden Teile können in  diesem Falle mit     einem    aus Kohlenstoff oder  Graphit bestehenden Käppchen versehen sein.  



  Anderseits ist es auch möglich, die Ano  den     ganz    gegen die Hülle zu isolieren und       letztere    mit der Glühkathode in Verbindung  zu bringen. In diesem Falle kann die     Glüh-          kathode    in der Röhre selbst an der Hülle be  festigt sein, so dass letztere gleichsam einen  Teil der Kathode bildet.  



  Die Zeichnung veranschaulicht Ausfüh  rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes  mit zwei Anoden.  



       Fig.    1 ist ein Beispiel eines     Gleichrichters,     bei dem die Hülle aus zwei gegeneinander    isolierten Teilen besteht, die je eine Anode  umgeben und einen eigenen Poldraht be  sitzen;       Fig.    2 und 3     sind        ein    Längs- und ein Quer.  schnitt eines Gleichrichters, bei dem die lei  tende Hülle selbst die Anoden bildet;       Fig.4    stellt eine Ausführungsform dar,  bei der die Glühkathode unmittelbar mit der  leitenden Hülle in Verbindung steht.  



  Die Wand der leitenden Hülle, die in  einem Gleichrichter gemäss .der Erfindung die  Entladung umgibt, kann ganz geschlossen  sein,     und    zum Beispiel aus einer Metallplatte  bestehen. In vielen Fällen     jedoch    werden die       erwünschten    Ergebnisse schon erzielt, wenn,  wie bei dem in     Fig.    1 dargestellten Ausfüh  rungsbeispiel, die Wand ganz oder teilweise  aus einem Gewebe besteht oder siebartig  durchbrochen oder als Gitter ausgestaltet ist.  Die Form kann     derart    gewählt werden, dass  die Hülle, zum Beispiel durch     Ausbiegungen     oder dergleichen, .der Entladung einen be  stimmten Weg von der Kathode zur Anode  weist.

   Es hat sich herausgestellt, dass die       Anfressung    der Anoden, die besonders zum  Beispiel bei Verwendung von Nickel sehr  stark ist, durch die Erfindung erheblich ver  ringert wird. Es ist auch bemerkenswert, dass  bei einer durch eine     leitende    Wand einge  schnürten Entladung bereits bei .sehr ge  ringen     Stromstärken    ein     äusserste    niedriger       Sipa@nnungsverlust        auftritt.    Die Geschwindig  keit der Ionen     und    somit ihre     schädliche    Wir  kung werden dementsprechend geringer.

         Oszillographische    Beobachtungen haben er  geben, dass ein ungewünschter Stromübergang  zwischen den Anoden untereinander, ebenso  wie Strom in umgekehrtem Sinne zwischen  den Anoden und der Kathode so gut wie ganz  verschwinden.  



  Bei dem in     Fig.l    dargestellten Gleich  richter wird die Entladung von einer Hülle       umschlossen,    deren Wand aus Metallgewebe  besteht. In     dieser    Figur bezeichnet 1 die  gläserne Aussenwand der Röhre, die mit ver  dünntem Gas gefüllt ist. Die Glühkathode  2 und' die Anoden 3 und 4 sind     innerhalb     einer Metallhülle 5 angeordnet, die von den           Stützd#rähiren        .6    und 7 getragen wird', die  gleichzeitig die Zuführungsdrähte der     Glüh-          kathode    bilden.

   Diese Drähte sind mittelst  eines um     :das    Füsschen der Röhre geklemmten  Bügels 8 gegeneinander     isoliert    befestigt.  In die Quetschstelle 10 dieses Füsschens sind  die Poldrähte der Glühkathode eingeschmol  zen, die mit den Drähten 6 und 7 verbunden  sind. Die     Glühkathode    selbst besteht aus  einem schraubenlinienförmig gewickelten  Draht, :der mit einem elektronenaktiven Stoff,  zum Beispiel     Bariumoxyd,    überzogen ist.

   Die  Hülle 5 besteht aus zwei     kappenförmigen     Teilen 11 und 12, die aus     Metallgewebe    her  gestellt sind, die Anoden     umgeben    und     mit-          telst    -eines isolierenden Teils 18 miteinander  mechanisch verbunden sind. Die Kappen 11  und 12 sind je mit einem Poldraht 14     bezw.     15 versehen und können daher auf     ein    be  liebiges Potential gebracht werden. So kön  nen sie zum Beispiel über einen Widerstand  mit der Anode verbunden werden. Eine sol  che Verbindung kann auch innerhalb der  Röhre selbst stattfinden.

   Die Anoden 3 und       4-    sind an den Enden der Hülle 5 isolierend  an deren Wand befestigt     und    werden von  dieser Wand getragen. Die     Stromzufüh-          rungsklemmen    16 und 17 der Anoden sind  am     obern    Ende der Röhre     na\eb    ,aussen geführt  und stehen mit     Anschlussklemmen    18 und 19  in Verbindung.  



  Die     kappenförmigen    Hohlkörper, aus  denen die metallene Hülle besieht, können  auch aus Graphit bestehen     o.ler    mit Graphit  überzogen sein. Sie können selber die Anoden  bilden, wie bei dem in den     Fig.    2 und 3  dargestellten Gleichrichter der Fall ist.     Ir.     den     Fig.    2 und 3 bezeichnet 21 die Aussen  wand der Röhre, 22 die Glühkathode und  23 und 24 die Anoden. Die Anoden besteben  aus hohlen Metallkörpern, deren offene Seiten  einander zugewandt sind und die einen nahe  zu ganz geschlossenen Hohlraum bilden,  innerhalb dessen die Entladung stattfindet.

    Dieser     Hoklraum    wird vermittelst einer zwi  schen den beiden Teilen 23 und     24    liegenden       Scheibe    25 in zwei gesonderte Kammern  unterteilt. Die     Scheibe    25 ist aus einem iso-         lierenden    Stoff hergestellt, zweckmässig aus  einem Stoff, der hohen Temperaturen stand  halten kann und dabei sein Leitvermögen  nicht     verliert.    Es kommen dafür zum Bei  spiel gebrannte     Zirkonerde,    Aluminiumoxyd  oder Aluminiumsilikat und ferner insbeson  dere     Berylliumaxyd,        Magnesia,        Quarz    usw.  in Frage.

   Einige Glasarten, zum Beispiel       Zirkonglas    oder Kombinationen der genann  ten Stoffe können auch benutzt werden. Es  kann     jedoch    auch eine aus     einer    Metallplatte  bestehende Scheibe verwendet werden, die  zum Beispiel     derart    elektrisch verbunden ist,  dass sie Kathodenpotential hat, und sie kann  zwecks Isolierung ganz oder teilweise mit den  genannten Stoffen überzogen sein.  



  Die Scheibe 25 weist in der Mitte eine  Öffnung auf, die eine Verbindung zwischen  den beiden Kammern herstellt. In dieser  Öffnung ist die Glühkathode angeordnet. Die  Ausmasse dieser Öffnung können diejenigen  der     Glühkathode    erheblich übersteigen, ohne       d,ass    durch diese Öffnung ein Durchschlag von  einer Anode zur andern zu .befürchten ist.  Dies ist wahrscheinlich einer     Raumladungs-          erscheinung    um die Glühkathode herum zu  verdanken, wodurch eine abschirmende Wir  kung erzielt wird. Die     Scheibe    setzt sich  noch über die Hülle fort, wodurch eine Ent  ladung zwischen den Anoden herum verhin  dert wird.

   Die Scheibe wird gleichzeitig  dazu benutzt, die leitende Hülle     \:uechaniseb     mit der Glaswand der Röhre zu verbinden.  Die Scheibe ist nämlich mit ihren Rande  an die     Glasglocke    21 aasgeschmolzen. Die       Glühkathode    besteht hier ebenfalls aus einem       scshraubenlinienförmig    gewickelten Glüh  faden, der mit einem emittierenden Stoff  überzogen ist. Sie wird ebenso wie die Ano  den von der Scheibe 25 getragen. Ihre Strom  zuführungsdrähte sind längs der Oberfläche  der Scheibe geführt und stehen mit den  Kontaktstellen 26 und 2 7 am Umfang der       Glasglocke    in Verbindung, wobei für Isolie  rung gegen die Metallkappen zu sorgen ist.

    Die Kappen 2:3 und 24 weisen einspringende  Teile 28 und 29 auf, die je ein aus Graphit      bestehendes Käppchen 30, 31 tragen, auf die  ein grosser Teil der Entladung übergeht.  



  Wenn die Hüllen nicht selber die     Anoden     bilden, so können die Anoden vermittelst  Röhrchen, die zum Beispiel aus den oben  erwähnten isolierenden Stoffen bestehen,  durch die Wand der Hülle hindurchgeführt  werden. Insbesondere     Puöhi#chen    aus     Zir-          koniumoxyd    oder     Berylliumoxy    d oder aus  einem Gemisch     dieser    Stoffe eignen sich  vorzüglich dazu, die     Zuführungsdrähte    der  Anode durch die stark erhitzte Wand     'aer     .

   Hülle     hindurchzuführen.    Ein     Vorteil    der     ge-          nannten,Stoffe    ist,     d@a.ss    auch, wenn glühende       Kohlenstoffa.noden    mit ihnen in     Berührung     kommen, und zwar .auch bei sehr hohen Tem  peraturen, noch keine Gasentwicklung statt  findet (Kohlensäure,     Kohlenmonoxyd).     



  Die beiden Hälften 23 und, 24 der leiten  den Hülle sind unmittelbar an der Scheibe  25     befestigt.    Wird eine Scheibe aus leiten  dem Stoff benutzt, so können für die Befesti  gung besondere isolierende Ringe     verwendet     werden. Es hat jedoch keinen Nachteil, wenn  sich zwischen .der Scheibe und den beiden  Teilen der leitenden Hülle ein geringer Raum  befindet.  



  Bei der in     Fig.    4 dargestellten Röhre ist  33 die gläserne Aussenwand und 34 und 35  sind die Anoden. Die Glühkathode besteht  aus dem Glühfaden 3,6, der unmittelbar mit  einer Metallhülle 37 verbunden ist. Diese  Hülle besteht aus zwei Teilen 38 und 39, die       jc    die Gestalt einer hohlen Halbkugel auf  weisen und zum Beispiel aus Nickel her  gestellt sind. Die Hüllenteile können jedoch  auch aus einteilig geschlossenen Hohlzylin  dern bestehen, deren offene Enden einander  zugewandt sind. Der in dieser Weise ent  stehende Hohlraum ist durch eine Zwischen  wand 40 in zwei Teile unterteilt, in denen  je     eihe    Anode angeordnet ist.

   Die Scheide  wand kann mit der Hülle selbst unmittelbar  verbunden, aber auch von ihr isoliert sein,  so dass sie ein verschiedenes Potential haben  kann. Die     Zwischenwand    weist auch in die  sem Falle eine Öffnung 41 auf, die den       Glühfaden    umgibt und deren Weite die Ab-         messungen    der Glühkathode aus dem oben  erwähnten Grunde     bedeutend    übersteigen  kann.

   Die Hülle 39 dient gleichzeitig als  Zuführungsleiter für die     Glühkathode,    die  am einen Ende an der Zwischenwand 40 be  festigt ist und am andern Ende mit einem  Zuführungsdraht 42 verbunden ist, der in der       Quetschstelle        44    des Füsschens 45, das die  Röhre an der untern Seite     :abschliess't,    an  einen an .der Stützvorrichtung 43     befestigten     Zuführungsdraht aasgeschmolzen ist.  



  Es ist auch möglich,     da.ss    die Glühkathode  nicht.     um.ittelbar,    sondern zum Beispiel über  einen Widerstand mit der Hülle 39     verbun-          clen    ist.  



  Wie bei der in     Fig.    1 dargestellten Röhre,  kann auch hier die Hülle siebartig aus  gestaltet sein. Statt aus leitendem Stoff,  kann die     Zwischenwand    40 auch wieder aus  einem isolierenden Stoff hergestellt oder mit  ihm überzogen     sein.     



  Die Anoden 34 und 35 bestehen zweck  mässig aus Kohlenstoff oder aus einem be  sonderen     Anodenmaterial,    zum     Besipiel    einem  Gemisch     von        Zirkonium@oxyd    und Nickel in       feinzerteilter    Form. Überhaupt bilden     Stoffe,     die einen negativen Temperaturkoeffizient  besitzen, ein gutes Anodenmaterial.  



  Die Zuführungsdrähte der Anoden kön  nen vermittelst     Röhrchen    aus hochschmelzen  dem Stoff, zum .Beispiel aus einem der oben  für die Scheibe 25 in     Fig.    2 besonders emp  fohlenen Stoffe durch die Hülle 39 geführt  sein. Die Anoden können bis auf die Teile,  an denen die Entladung ansetzt, ebenfalls mit  einem dieser Stoffe überzogen sein. Mit  Rücksicht auf die starke Erhitzung ist es  selbstverständlich erwünscht,     dass    aus Koh  lenstoff bestehende Anoden nur mit Stoffen  in Berührung kommen, .die vom Kohlenstoff  auch bei hoher Temperatur nicht reduziert.  werden.  



  In allen beschriebenen Beispielen kann       statt    einer gewöhnlichen Glühkathode auch  eine indirekt erhitzte Kathode verwendet  werden. Dies bietet unter anderem den Vor  teil, dass der emittierende Teil nicht mit dem  Heizstrom der Glühkathode belastet wird,      und dass, die aktiven Stoffe an der Oberfläche  von dafür in Frage kommenden, indirekt er  hitzten Körpern oft besser haften als an der  Oberfläche     eines    Glühfadens selbst und dort  gleichmässiger aufgebracht werden können.  



  Als Gasfüllung werden     zweckmässig    Edel  gase oder Gemische derselben benutzt, ge  gebenenfalls unter Zusatz     eines    Metall  dampfes, wie Quecksilber. Auch andere Gase  können benutzt werden, wenn sie nur in Be  zug auf das     Glühkathodenmaterial    indiffe  rent sind. Stickstoff und auch Wasserstoff  kommen zum Beispiel     in    Betracht.  



  Als emittierender Überzug     derGlühkathode          können,die    Oxyde,     Karbi!d'e;        Silikate    von Ba  rium,     @Strontium,    Cäsium oder     Rubidium    oder  dergleichen, gegebenenfalls auch     diese    Metalle  selbst, benutzt werden. Ein gutes Anhaften  dieser Stoffe wird erzielt, wenn ihre Verbin  dungen mit     sogen'annten        amphoteren    Oxyden,  insbesondere     Aluminiumoxyd,    Chromoxyd,  Nickeloxyd usw. verwendet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Gasgefüllter Gleichrichter, der eine Glüh kathode und mindestens eine Anode enthält, gekennzeichnet durch eine Hülle aus leiten dem Stoff, welche die Kathode und wenig stens den wirksamen Teil der Anodenober fläche einschliesst, wodurch der Entladungs raum auf einen verhältnismässig kleinen Teil des Innenraumes des Gleichrichters be schränkt ist. UNTERANSPRüCHE 1. Gleichrichter nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, d.ass die Wand der leitenden Hülle wenigstens über einen Teil ihrer Oberfläche kleine Öffnungen aufweist. 2.

   Gleichrichter nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, d@ass, die leitende Hülle aus mindestens zwei Hohlkörpern besteht, die auf den einander zugewand ten Seiten offen sind. 3. Gleichrichter nach. Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die leitende Hülle durch mindestens eine Zwischen- wand in ebensoviele Kammern aufgeteilt ist, als die Anzahl der Anoden beträgt. 4.

   Gleichrichter nach Unteranspruch 3, da: durch gekennzeichnet, dass die Glüh- kathode in einer Ausnehmung der Zwi schenwand angeordnet ist. 5. Gleichrichter nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass die Zwischen wand aus leitendem Stoff besteht. 6. Gleichrichter nach Unteransprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand dass Potential der Kathode besit#Lt. 7.

   Gleichrichter nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die verschie denen Teile, aus denen,die leitende Hülle besteht, und, die je eine Anode umgeben, in Bezug aufeinander isoliert angeordnet. sind. B. Gleichrichter nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die leitende Hülle mit einem besonderen Poldraht versehen ist. 9. Gleichrichter nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass die Teile, aus ,denen die leitende Hülle zusammen gesetzt ist, mit der zugehörigen Anode verbunden sind.. 10.

   Gleichrichter nach Unteransprüchen 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile, aus denen die leitende Hülle zu sammengesetzt ist, mit zu der Kathode gewandten, einspringenden Teilen ver sehen sind, auf die sich der Hauptsache nach die Entladung konzentrieren kann. 11. Gleichrichter nach Unteransprüchen 7, 9 und 10, dadurch -gekennzeichnet, dass die einspringenden Teile mit einem aus Kohlenstoff bestehenden Käppchen ver sehen sind. 1.2. Gleichrichter nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, d;ass die leitende Hülle elektrisch mit der Glühkathode verbunden ist. 13.

   Gleichrichter nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Kathode eine indirekt erhitzte Glühkathode be nutzt wird. 14. Gleichrichter nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Wand der leitenden Hülle wenigstens über einen Teil ihrer Ober fläche die Gestalt eines Gewebes hat. 15. Gleichrichter nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass .die Wand der leitenden Hülle wenigstens über einen Teil ihrer Ober fläche die Gestalt eines Siebes hat.

   16. Gleichrichter nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Wand der leitenden Hülle wenigstens über einen Teil ihrer Ober fläche .die Gestalt eines Gitters hat. 17. Gleichrichter nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass die leitende Hülle aus zwei ,hohlen Halbkugeln besteht. <B>18.</B> Gleichrichter nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass die leitende Hülle aus zwei wenigstens einseitig offenen Zylindern besteht. 19.

   Gleichrichter nach Patentanspruch und Unteransprüchen 3 und 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die Weite der Ausneh- mung der Zwsichenwand die Abmes sungen der Glühkathode erheblich über steigt. 20. Gleichrichter nach Patentanspruch und Unteransprüchen 3 und 5, dadurch ge kennzeichnet, dass der leitende Stoff der Zwischenwand wenigstens teilweise mit einer isolierenden Schicht überzogen ist. 21. Gleichrichter nach Patentanspruch und Unteransprüchen 7 und 9, dadurch ge kennzeichnet, dass die die leitende Hülle bildenden Teile selbst als Anode wirken. 22.

   Gleichrichter nach Patentanspruch und Unteransprüchen 7 und 9, dadurch ge kennzeichnet, dass die einspringenden Teile mit einem aus Graphit bestehenden Kärppchen versehen sind.