CH171853A - Entladungsgefäss mit Gas- oder Dampffüllung. - Google Patents

Description

  Entladungsgefäss mit Gas- oder Dampffüllung.    Will man Entladungsgefässe mit     Gas-          oder    Dampffüllung, bei     denen    zwischen Ka  thode und Anode Steuerorgane     vorgesehen     sind, um einen Einsatz der Entladung zu  bewirken,     (Thyratron),    für mehr als eine  Phase benutzen, so war man bisher gezwun  gen, für jede Phase ein besonderes Ent  ladungsgefäss' zu verwenden. Zu dieser Mass  nahme war man deshalb genötigt, weil man  bei Entladungsgefässen mit<I>einer</I> Kathode  und zwei oder mehreren Anoden eine Über  schwemmung des Steuerorganes der gerade       gesperrten    Entladungsstrecke durch Tonen  aus der brennenden Phase heraus erhielt.

    Um die Verwendung mehrerer Entladungs  gefässe zu vermeiden und die bei Benutzung  nur eines Entladungsgefässes auftretenden  Mängel zu umgehen, hat man die einzelnen  Anoden in besonderen Armen des Ent  ladungsgefässes angeordnet, wie es aus der       Gleichrichtertechnik    bei einfachen     Gleich-          richtern    bekannt war. Ein grosser Nachteil    dieser Anordnung liegt darin, dass durch die  Arme die Zünd- und     Brennspannung    erheb  lich heraufgesetzt wird, so dass solche An  ordnungen nur für Spannungen von mehreren  100 Volt an     aufwärts    benutzt werden konn  ten.

   Es war aber beispielsweise nicht mög  lich, solche Gleichrichter für Spannungen  von 50 bis 200 Volt     bestriebssicher    und wirt  schaftlich zu betreiben.  



  Die genannten Missstände werden erfin  dungsgemäss' dadurch behoben, dass bei einem  Entladungsgefäss mit Gas- oder Dampf  füllung, einer Kathode und zwei oder meh  reren Anoden, bei dem die zwischen Kathode  und Anoden übergehenden Entladungen  durch je ein Steuerorgan beeinflusst werden,  vor den Anoden und Steuerorganen angeord  nete Schirmelektroden vorgesehen werden.  Durch diese Massnahme wird es erst möglich,  die Kathode und die Anoden so weit ein  ander zu nähern,     dass    man mit niederen Span  nungen arbeiten kann.      Das Wesen der Erfindung wird am besten  an einem Ausführungsbeispiel gezeigt. In  einem Entladungsgefäss 1 befindet sich eine  Kathode 2, zweckmässig eine indirekt geheizte       Grossflächenkathode    mit Wärmeisolation, von  einem Fuss 3 gehalten.

   Weiter sind zwei  Anodenanordnungen 4 und 5 vorgesehen. Im  folgenden soll nur die Anodenanordnung 4  beschrieben werden. Die Anodenanordnung 5  oder bei mehr als     Zweiphasenbetrieb    weitere       Anodenanordnungen    können analog der An  ordnung 4 aufgebaut sein. Die eigentliche  Anode 6, welche zweckmässig aus Graphit  besteht, wird von einer Metallkappe 7 ge  halten, welche bei 8 mit dem Glas ver  schmolzen ist. Der     Querschnitt    der Anode 6  ist so gewählt, dass eine gute Wärmeableitung  von innen nach aussen erfolgen kann. Da  durch, dass 6 in<B>7</B> gut passend eingesetzt ist,  wird ein guter Strom- oder Wärmeübergang       an,der    Haltestelle der Kappe gesichert.

   Wird  die Metallkappe 7 dünnwandig gewählt, so  kann der äussere     Überdruck    zur     Verbesserung     des Kontaktes beitragen. Die Metallkappe 7,  die zweckmässig aus Kupfer ;besteht, kann  überdies noch mit Kühlfahnen oder der  gleichen versehen sein. Auch kann bei Gleich  richtern mit grosser     Leistung    eine Flüssig  keitskühlung vorgesehen werden. An der  ringförmigen     Einschmelzungsstelle    8 ist ein  Isolierrohr, beispielsweise ein Glas- oder  Quarzrohr,     angeschmolzen,    welches die  Steuerelektrode 10 und die     Abschirmelektrode     ? 1 enthält.

   Die Steuerelektrode 10 ist sieb  artig ausgebildet und umfasst     kappenförmig          den    Teil 12 der Anode 6. Um die Steuer  elektrode 10 greift wiederum     kappenförmig     die Schirmelektrode 11, die auch von dem  Isolierrohr 9 getragen wird. Auch 11 kann  siebartig ausgebildet werden. Es genügt je  doch, wenn 11 aus einem     Rohrstück        besteht,     dessen eine Stirnfläche mit einem Sieb 13  verschlossen ist. Die Zuführungen zu den  Steuerelektroden     bezw.    den Schirmelektroden       können    in an sich bekannter Weise erfolgen.  Ihre Ausbildung ist unwesentlich für den  Erfindungsgedanken.

   Bei der Konstruktion  ist es wesentlich,     dass    der radiale     Abstand       Oberfläche der Anode zum     Isolierrohr    9  gleich oder kleiner ist als die Strecke, die  zur Ausbildung des Dunkelraumes einer selb  ständigen Entladung in diesem Zwischen  raum nötig ist. Dieser Abstand kann bei  spielsweise durch einen Distanzring gesichert,  werden. Der Abstand zwischen Steuerelek  trode 10 und Anodenoberfläche 12: muss in  gleicher Weise bemessen werden.

   Durch die       beschriebene    Ausbildung der Elektroden und  des Isolierrohres 9 wird erreicht, dass eine un  erwünschte Entladung nirgends an der  Anode 6 einsetzen kann, die Nutzentladung  jedoch gezwungen wird, durch die Hilfs  elektrode 11     bezw.    das Sieb 13 und die  Steuerelektrode 12'     hindurchzutreten.     



  Besonders zweckmässig ist es, die Ka  thode, sowie die Anoden derart anzuordnen,  dass ihre Längsachsen sich angenähert im  Mittelpunkt des Entladungsgefässes schnei  den, weil in diesem Falle günstigste Ent  ladungsbedingungen geschaffen sind.  



  Die Schirmelektroden 11. können an ein  konstantes Potential gelegt werden. Es hat  sich herausgestellt, dass es genügt, wenn mau  diese Elektroden zweckmässig unter     Da.-          zwischenschaltung    eines     Schutzwiderstandes     direkt     finit    der Kathode verbindet. Die Ver  bindung kann im Innern der Röhre erfolgen,  so dass man besondere Durchführungen er  spart. In diesem Falle ist auch der Schutz  widerstand im Innern der Röhre anzuordnen.  



  Eine Entladungsröhre der     beschriebenen     Art ist mit Edelgas oder einem Metalldampf  niederer     Ionisierungsspannung    oder auch mit  Mischungen dieser Gase und Dämpfe zu  füllen. Besonders günstig hat. sich ein Druck  von 0,1 bis 50 Tor erwiesen.  



  Die Wirkungsweise der beschriebenen An  ordnung kann man sich wie folgt erklären:  Nimmt man an, dass in einem bestimmten  Augenblick eine Entladung zwischen Ka  thode 2     und    Anodenanordnung 5 besteht, so  würden beim Fehlen der Schirmelektrode 11  positive Ionen zu dem im     Sperrzustande    ne  gativen Steuerorgan 10, der Anodenanord  nung 4 gelangen und die Steuerwirkung  dieses Steuerorganes aufheben, so dass, wenn      die Anode 6 in diesem Augenblick irgend ein  genügend grosses positives Potential gegen  über der Kathode 2 besitzt, eine unerwünschte  Entladung auch zur Anode G einsetzt. Die  Wirkung der Schirmelektrode     beruht    darin,  dass zu der Anodenanordnung 4 gelangende  positive Ionen durch die Schirmelektrode  neutralisiert werden.

   Die Zahl dieser zu dem  Anodensystem 4 gelangenden Ionen wird  weiter noch dadurch herabgesetzt, dass der  Raum zwischen Kathode 2, und den beiden  Anodenanordnungen nahezu feldfrei wird, so  dass der     Ionentransport    bis in die Gegend der  Siebe 13 in     überwiegendem    Masse durch  Diffusion erfolgt.  



  Die Vorteile von Entladungsgefässen wie       beschrieben    sind geringer Raumbedarf,     öko-          nomischere    Heizung und bessere Gewähr  leistung gleicher Zünd- und Entladungs  bedingungen.     Bezüglich    der ökonomischeren  Heizung ist folgendes zu bemerken: Wäh  rend die Kathode jeder der beiden Röhren  im     Zweiröhrenbetrieb    nur während der Hälfte  der Betriebszeit Emissionsstrom abzugeben  braucht, ist die Kathode der zweiphasigen  Röhre dauernd belastet.

   Daraus könnte auf  den ersten Blick gefolgert werden, dass die  Kathoden im     Ziveiröhrenbetrieb    gegenüber  der in der zweiphasigen Röhre wesentlich  kleiner     dimensioniert    werden könnten, was den  Vorteil der geringen     Heizleistung    im letz  teren Falle wieder     wettmachen    würde. Dieser  Schluss ist aber nicht richtig; man muss ver  nünftigerweise die Kathode einer mit in  konstantem Strom     belasteten    Entladungs  röhre so dimensionieren,     .dass    sie imstande  wäre, den Spitzenstrom dauernd zu emittie  ren.

   Ist diese Bedingung nicht erfüllt, so ent  steht immer dann, wenn der Emissionsstrom  die Netzstromstärke (definiert als     Glüh-          elektronenemissionsstrom,    den die Kathode  i m Hochvakuum bei der     betreffenden    Tem  peratur abzugeben imstande ist) überschreitet,  eine Erhöhung des Spannungsabfalles längs  der Entladungsstrecke über :den Wert der  "Zerstörungsspannung"     hinaus,    und es     erfolgt     ein intensiver Abbau der aktiven Schicht  durch     Ionenbombardement.    Bei Überschrei-         tung    dieser Spannung nimmt die Lebensdauer  einer Kathode sprunghaft ab.

   Werden die Ka  thoden also in diesem Sinne richtig dimen  sioniert, so sind diejenigen der Zweiröhren  kombination gegenüber der der zweiphasigen  Röhre mit derselben     abgebbaren    Leistung       gegenüber    überdimensioniert und damit un  ökonomisch. Die     Verwendung    eines Rohres  gewährleistet gleiche Zünd- und Entladungs  bedingungen für beide Phasen.

   Geringe Än  derungen des Druckes im Verlauf des Be  triebes brauchen durchaus noch nicht die  weitere Verwendbarkeit des Entladungs  gefässes in Frage zu stellen, denn sie erfolgen  ja für beide Phasen     in    genau gleicher Weise,  während beim     Zweiröhrenbetrieb    bei Ände  rung nur einer Röhre sofort     Unsymmetrien     im     Arbeiten    auftreten.  



  Ein Entladungsgefäss,     wie    im Vorstehen  den beschrieben, wird besonders zweckmässig  als Wechselrichter, das heisst in einer Ein  richtung zur     Umwandlung    von Gleichstrom  in Wechselstrom, Verwendung     finden    kön  nen, ebenso zur gesteuerten     Gleichrichtung     von mehr als zweiphasigem Wechselstrom.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Entladungsgefäss' mit Gas- oder Dampf füllung, einer Kathode und zwei oder mehr Anoden, bei dem die zwischen Kathode und Anoden übergehenden Entladungen durch je ein Steuerorgan beeinfluss't werden, gekenn zeichnet durch vor den Anoden und Steuer organen angeordnete Schirmelektroden. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Entladungsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode von einem Isolierrohr umgeben ist, wel ches zur Halterung des Steuerorganes und der Schirmelektrode dient und wel ches mit der Hülle des Entladungsgefässes verschmolzen ist. 2.

   Entladungsgefäss nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand des Isolierrohres von der Ober fläche der Anode gleich oder kleiner ist als die Strecke, die zur Ausbildung des Dunkelraumes erforderlich ist. 3. Entladungsgefäss nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer organ die Anode kappenartig umgreift. -1. Entladungsgefäss nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass' die Schirm elektrode die Anode, sowie das Steuer organ kappenartig umgreift und es gegen den Entladungsraum völlig abschliesst. 5.

   Entladungsgefäss nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, Jass der Abstand Steuerorgan-Anode gleich oder kleiner ist als die Strecke, die zur Ausbildung des Dunkelraumes erforderlich ist. 6. Entladungsgefäss nach Unteranspruch 5, gekennzeichnet durch . einen Distanzring zur Sicherung des Abstandes zwischen Isolierrohr und Anodenoberfläche. 7. Entladungsgefäss nach Unteranspruch 6, gekennzeichnet durch eine Anodenzufüh rung mittelst ringförmig eingeschmolze ner Metallkappe, die derart eingeschmol zen ist, dass ihre konvexe Seite nach aussen gerichtet ist, während die Anode direkt in die konkave Seite der Kappe hineinragt. B.

   Entladungsgefäss nach Unteranspruch 7, gekennzeichnet durch eine in die Metall kappe eng eingefass'te Anode, bei welcher die Übergangsfläche zwischen Metall kappe und Anode, sowie der Querschnitt der Anode so bemessen ist, dass eine gute Wärmeableitung gewährleistet ist, so dass eine die Rückzündung fördernde Erhit zung oder Anoden nicht eintreten kann. 9. Entladungsgefäss nach Unteranspruch 8, gekennzeichnet durch auf die Metall kappeneinschmelzung aufgesetzte Kühl fahnen. 10.

   Entladungsgefäss nach Unteranspruch 9, gekennzeichnet durch die Verwendung einer indirekt geheizten Grossflächen kathode mit Wärmeschutz. 11. Entladungsgefäss nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, @dass die Längs achsen der Kathode, sowie der Anoden mit umgebenden Elektroden zum Mittel- punkt des Entladungsgefässes gerichtet sind. 12. Entladungsgefäss' nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirm elektroden unter der Zwischenschaltung eines Schutzwiderstandes an ein konstan tes Potential gelegt werden. 13.

   Entladungsgefäss nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirm elektroden unter der Zwischenschaltung eines Schutzwiderstandes an Kathoden- potential gelegt werden. 14. Entladungsgefäss nach Unteranspruch 13, gekennzeichnet durch eine Füllung mit Edelgas und Metalldampf bei einem Druck von 0,1 bis 50 Tor.