Gas- oder dampfgefüllte Gleichrichterröhre mit Glühkathode, insbesondere für hohe Spannungen. Die Erfindung bezieht sich auf gas- oder dampfgefüllte Gleichrichterröhren mit Glüh- kathode, wie sip in Stromrichtern und ins hesondere zur Gleichrichtung von Wechsel spannungen verwendet werden. Die Erfin dung ist in erster Linie darauf gerichtet, die Gleiehriehterröhre so auszubilden, dass sie bei einer guten Lebensdauer und beträchtlichen Strömen mit besonders hohen Spannungen betrieben werden kann.
Gemäss der Erfindung besteht die Glüh- kathode aus zwei oder mehr gleichartigen Tcilglühkathoden (einzelne Glühkathoden), welche nebeneinander angeordnet sind. Es wird auf diese Weise auf einem verhältnis mässig kleinen Raum eine grosse emittierende Fläche erzielt, welche auch infolge der gegenseitigen Wärmezustrahlung der ein zelnen Teilglühkathoden weitgehend gleich mässig beheizt ist.
Die Teilglübkathoden können zw eck- mässig aus mit hochemittierenden Stoffen be- deckten Doppelspiralen gebildet und vorzugs weise parallel zur Röhrenachse angeordnet sein.
Oberhalb der Glühkathode kann zweck mässig ein Metallblech angebracht sein, wel ches die Anode gegen die Kathode abschirmt, derart, dass die Anode von der Glühkathode aus nicht "gesehen" werden kann. Dadurch wird die Rückzündungssicherheit der Röhre erhöht. Die Teilglühkathoden können in ihrer Gesamtheit von einem Metallzylinder um geben sein, welcher die Kathode gegen Wandladungen abschirmt und ausserdem als Wärmeschutzzylinder dient.
Zur näheren Erläuterung ist in der Abb. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung .dargestellt. 1 ist die Entladungsröhre, die am besten vollständig aus Bartglas be steht und in ihrem mittleren kugelartigen Teil die Anode 20 und :die Glühkathode ent hält. Die Glühkathode wird von den vier Teilglühkathoden 10, 11, 12, 13 gebildet. Jede der Teilglühkathoden 10, 11, 12, 13 be sitzt die in Abb. 3 des näheren dargestellte Beschaffenheit. Sie besteht nämlich aus dem verhältnismässig starken Draht 21, vorzugs weise aus Wolfram, der spiralförmig gestal tet ist.
Dieser Draht- 21 trägt wiederum, spiralförmig aufgewickelt den sehr dünnen Draht 22, vorzugsweise aus Nickel. -Der Draht 22, der den Draht 21 ganz dicht bedeckt, ist mit einem-Überzug von hoch- emittierendem Material, beispielsweise Ba riumoxyd, versehen. Die Herstellung kann in der Weise erfolgen, dass zunächst die Spi rale 21 mit dem darauf aufgewickelten Draht 22 hergestellt wird und danach die ses Gebilde mit dem Überzug aus hoch emittierendem Material versehen wird. Ober halb der Glühkathode 10, 11, 12, 13 befindet sich das Dach 6, das aus einem nach unten gebogenen Blech, vorzugsweise aus Nickel, besteht..
Es ist so gross gewählt, dass es die %lühkathode nach .den Seiten hin überragt, so dass die Anode von der Glühkathode aus nicht "gesehen" werden kann. Der Schirm 6 wird von einem in dem Kathodenfuss 2 ein geschmolzenen Haltedraht 3 getragen. Am obern Teil des Haltedrahtes 3 ist -ein Draht bügel 7 befestigt, der seinerseits die Draht bügel 8 und 9 trägt.
An den Enden der Drahtbügel 8 und 9 isst je eine der Teilkatho den 10, 11, 12, 13 mit ihrem einen Ende be festigt, während .die andern Enden paar weise an den Drahtbügeln 14 bezw. 15 an gebracht sind, die von den im Kathoden quetschfuss 2 eingeschmolzenen Stromzufüh- rungsdrähten 4, 5 der Kathode getragen wer den. Über die Drähte 4 und 5 wird der Heiz strom zugeführt, für den die Teilglühkatho- den paarweise parallelgeschaltet sind. Durch die Bügel 8 und 14 sind die Teilkathoden 12 und 13, durch die Bügel 9 und 15 die Teil kathoden 10 und 11 parallelgeschaltet.
Durch den Bügel 7 sind die parallelgeschalteten Teilkathoden 12, 13 und 10, 11 in Reihe ge schaltet.
Um die Glühkathode herum kann der Metallmantel 16 vorgesehen sein, der zweck mässig unten geschlossen ist. Er ist mit seinem obern Ende an .dem äussern Rande des Schirmes 6 zu befestigen. Für den Durch tritt des Entladungsstromes kann der Zylin der 16 mit Löchern versehen (perforiert) sein. Gemäss der Abb. 2 sind in der Mantel fläche .des Zylinders 16 den verschiedenen Teilkathoden zugeordnete Lochreihen vor gesehen. Der Teilkathode 12 ist die Loch reihe 17, der Teilkathode 11 die Lochreihe 18 zugeordnet. Teilkathoden und Lochreihen können gegeneinander versetzt angeordnet sein. An Stelle .des Blechzylinders 16 kann in manchen Fällen mit Vorteil ein entspre chender Zylinder aus Drahtgeflecht verwen det werden.
Der Zylinder 16 (Abb. 1) besitzt an seinem Boden Durchbohrungen für den Durchtritt der Stromzuführungsdrähte 4 und 5. Gehalten wird der Zylinder 16 an seinem Boden durch den Haltedraht 3 und an seinem obern Rande durch den Schirm 6.
Die Anode 20 besitzt becherartige Ge stalt. Sie wird getragen von dem aus Wolf ram bestehenden Einschmelzdraht 24 mit Hilfe des als Zwischenstück dienenden Drah tes 23. Nach aussen hin steht der Wolfram draht 24 über ein Zwischenstück 25 mit dem Kupferdraht (oder Litze) 26 i Verbindung. Der gesamte Kolben besteht aus Hartglas.
Über die Einschmelzstelle hinaus setzt sich ein Glasröhrchen 27 an, das sich in der ge zeichneten Weise unmittelbar bis an die Stelle erstreckt, an der der Draht 23 in die Anode 20 eintritt. Die Seitenwände der becherartigen Anode erstrecken sich über diese Stelle hinaus nach der Einschmelzstelle zu.
An das Röhrchen 28 ist ein etwas wei teres Glasrohr 29 (etwa auf der halben Länge des Rohres 28) angeschmolzen. Das Rohr 29 erstreckt sich über die Einschmelz stelle des Drahtes 24 hinaus bis in die un mittelbare Nähe der Glaswandung der Rühre 1. Die Glasröhren, die zur Abdeckung des Stromzuführungsdrahtes der Anode und des sen Einschmelzstelle dienen, bestehen zweck mässig aus Hartglas (ebenso wie der ganze Kolben).
In manchen Fällen ist es indessen zweckmässig, dass die in Abb. 1 schraffiert gezeichneten Glasrohrteile 28, 29 aus Pyrex- glas bestehen, während der Kolben selbst und das Glas an der Einschmelzstelle Wolfram ha.rtglas ist.
Das Röhrchen 29 kann auch mehr in der Nähe des untern Randes des Rohres 2'8 än- gesetzt .ein, gegebenenfalls derart, dass das Rohr 28 an seinem untern Rande kontinuier lich in das Rohr 29 übergeht (kontinuier- lieh hinsichlich des Kurvenverlaufes).
Die beschriebene Röhre arbeitet mit einer Lichtbogen- bezw. lichtbogenartigen Ente ladung (Glimmbogen) und enthält zu diesem Zwecke eine Gas- oder Dampffüllung. Als G asfüllun- wird zweckmässig eines der Edel gase oder ein Gemisch derselben verwendet. Vorzugsweise wird eine Dampffüllung ver wendet, und zwar Quecksilberdampffüllung. Der Quecksilberdampf wird von einer ge wissen Menge Quecksilber (19) geliefert, die sieh am Boden der Röhre befindet. Gegebe nenfalls kann an Stelle von Quecksilber als dampfliefernder Körper ein Quecksilberamal- gam verwendet werden.
Mit einer Röhre der in Abb. 1 dargestell- ien Art wurden bei den der Erfindung zu grunde liegenden Versuchen Gleichströme von 6 Amp. erhalten, und zwar bei einer Sperrspannung von<B>25000</B> Volt (Spitzen wert). Die Röhren nach der Erfindung sind daber in besonderem Masse zur Erzeugung bezw. Umformung hoher Spannungen ge eignet und können daher vorteilhaft vor allem auch in Sendeanlagen verwendet wer den. bei denen es darauf ankommt, die hohe Anodenspannung für die Senderöhren aus einer Wechselspannung durch Gleichrichtung z1 erzeugen.
Die dargestellte Ausbildung der Röhre bietet noch den weiteren Vorteil, dass die Ab messungen der Röhre ausserordentlich klein gehalten werden können. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Röhre nach der Abb.1, die, wie schon erwähnt, ohne weiteres mit 25000 Volt Sperrspannung betrieben werden kann, beträgt die Höhe der Röhre von dem obersten Ende des Glasteils bis zum unter sten Ende desselben 275 mm, wobei die Glas kugel (der mittlere Teil der Röhre) einen Durchmesser von 125 mm besitzt.
Bei dieser Ausführungsform beträgt der Abstand zwi schen der Anodenstirnfläche (bezw. dem vor dersten Punkt der Anode) und .dem vorder sten Punkt der Kappe 6 etwa 8 bis 10 mm; die mittlere Entfernung der Glühkathode vom Boden der Röhre und damit von dem Quecksilbertropfen 19 hat den Betrag von 155 mm. Der Quecksilbertropfen hat dabei praktisch Zimmertemperatur.
Zur Abschirmung des Kathodenfusses und der in diesem enthaltenen Einschmelzstellen kann noch eine Abschirmplatte 30 vorge sehen sein, die aus Metall besteht und zweck mässig an dem Stützdraht 3 befestigt ist. Sie besitzt entsprechende Durchbohrungen für den Durchtritt der Stromzuführungsdrähte 1 und 5. Die Anwendung dieser Abschirni- platte oder gegebenenfalls mehrerer solcher Abschirmplatten empfiehlt sich insbesondere dann, wenn ein Zylinder 16 verwendet wird, der unten offen ist, oder von der Benutzung eines solchen Zylinders 16 überhaupt ab gesehen wird und zur Abdeckung ,der ,;Sicht" zwischen Anode und Kathode nur die Kappe 6 dient.
Unter Umständen kann es zweckmässig sein, den Haltedraht 3 durch den Kathoden fuss hindurch nach aussen zu führen und ihn als die eine Stromleitung für die Kathode zu benutzen. Dadurch kann in einfacher Weise erreicht werden, dass das vom Heizstrom der Kathode herrührende Magnetfeld nach aussen kompensiert ist. Dementsprechend sind dann die Teilkathoden untereinander zu schalten; der Draht 3 dient dann als die Hinleitung des Heizstromes, während die Teilkathoden als gemeinsame Rückleitung des Heizstromes verwendet werden.
In der Abb. 4 ist ein weiteres Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Röhre nach der Abb. 4 besitzt einen ähn lichen Kathodenaufbau wie die Röhre nach der Abb. 1, mit dem Unterschied, dass .die Röhre nach der Abb. 4 an Stelle von vier Doppelspiralen nur zwei Doppelspiralen als Glühkathode besitzt:
An Stelle des Zylinders 16 bei der Röhre nach der Abb. 1 ist bei der Röhre nach Abb. 4 ein Blechkasten 31 ver wendet. In diesem befinden sich die beiden parallel zur Achse der Entladungsbahn an geordneten Doppelspiralen. Der Kasten 31 ist dementsprechend mit zwei Lochreihen ver sehen, von denen die erstere (32) auf der Vorderseite des Kastens erkennbar ist. Die der zweiten Doppelspirale zugeordnete Loch reihe befindet sich auf der Rückseite des Kastens 31. Der Kasten 31 ist auf der Ab schirmplatte 30 angeordnet.
Als Anode dient bei der Röhre nach der Abb. 4 eine Gra- phitscheibe 33 mit umbördeltem Rand. Die Röhre ist kathodenseitig mit dem Sockel 34 versehen. 35 ist der Anschluss für die Anode.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er findung zeigt die Abb. 5, und zwar für den Fall, dass die Glühkathode aus zwei Doppel spiralen besteht, die auf der Achse .der Ent ladungsbahn senkrecht stehen. Die beiden Doppelspiralen sind mit 36 und 37 bezeich net. Die beiden Doppelspiralen sind .durch den kastenartigen Teil 38 aus Metall über dacht, der an seiner Vorderseite und seiner Rückseite offen ist, um den Durchtritt des Entladungsstromes zu gestatten. Der Teil 38 ist auf der Metallscheibe 30 angebracht, die durch den Haltedraht 3 getragen wird.
Die Doppelspiralen 36 und 37, die in Reihe ge schaltet sind, werden einerseits an ihren freien Enden durch die Umbiegungen 39 und 40 der Stromzuführungsdrähte 4 und 5 gehal ten, und anderseits an ihrem Zusammen schlusspunkt durch die Umbiegung 41 des Haltedrahtes 3. An der Umbiegung 41 ist zu diesem Zweck der Bügel 42 angebracht, der seinerseits auch auf der Platte 30 befestigt sein und zu deren Halterung dienen kann. Abb. 6 zeigt die Anordnung und Anbringung der Doppelspiralen 36, 37 auf der Platte 30 in Draufsicht. Die Platte 30 ist für den Durchtritt der vom Kathodenfuss kommenden Halte- bezw. Stromzufülirungsdräbte mit entsprechenden Durchbohrungen versehen.
Vorzugsweise dienen die Röhren der Er findung zur Umformung sehr hoher Span nungen, jedocli können die Röhren nach .der Erfindung auch zur Umformung, insbeson- dere Gleichrichtung, niedriger oder sehr nie driger Spannungen dienen.