CH211726A - Hochvakuum-Gl@uhkathodenröhre. - Google Patents

Description

      Hochvakuum-Gliihkathodenröhre.       Die Erfindung bezieht sich auf     Hoch-          vakuum-Glühkathodenröhren        und    hauptsäch  lich auf Senderöhren hoher Leistung für  kurze elektrische Wellen, und bezweckt, die  Grenzfrequenz, bis zu welcher Nutzleistun  gen mit vernünftigem Wirkungsgrad aus  solchen Röhren entnommen werden können,  wesentlich höher als bisher zu legen. Nach  der Erfindung wird dies in Röhren, deren  Anode     _    mit Wasserkühlung ausgerüstet ist,  dadurch erreicht, dass das Kühlmittel den  Anodenkörper in schraubenförmigen Bahnen  mit einer 4 m/sec. übersteigenden Geschwin  digkeit bestreicht. Ausführungsbeispiele der  Erfindung sind in der Zeichnung schematisch  dargestellt.  



  In     Fig.    1 ist die Anode 1 auf ihrer vom       Entladungsraum    abgewandten Seite mit  schraubenförmig verlaufenden Kühlrippen 2  versehen, welche in     Verbindung    mit einem  über den Kühlrippen angeordneten oder über  dieselben aufgebrachten, satt anliegenden       Leitmantel    3 den Verlauf des Kühlmittels    um die Anode festlegen.

   Das     Kühlmittel    wird       nun        zunächst    durch den Stutzen 4 eingeführt  und bestreicht die Anode 1 mit hoher Kühl  mittelgeschwindigkeit, die, nicht wie üblich,  etwa 1 bis 2 m/sec., sondern zweckmässig  grösser als 5 m/sec. gewählt     wird.    Nachdem  das Kühlmittel die schraubenförmige     Bahn     durchlaufen hat,     wird    es oben umgelenkt,  strömt mit wesentlich geringerer Geschwin  digkeit     zwischen    dem Leitmantel 3     und    dem  Aussenmantel 5 zurück und wird durch den  Stutzen 6 in die nicht     eingezeichnete    Rück  kühlanlage geführt.  



  Eine andere Ausführung einer Anode, bei  welcher für das     Kühlmittel    ebenfalls eine  hohe     Geschwindigkeit    geeignet ist, zeigt       Fig.    2. Der     Anodenkörper    besteht hier un  mittelbar aus der Oberfläche     eines    schrau  benförmig aufgewickelten Metallrohres 7,  dessen     Windungen    an wenigstens einer Stelle  ihres Umfanges beispielsweise mittels eines  metallischen. Haltebügels 8 untereinander  elektrisch verbunden sind, damit die cinzel-      neu Windungen nicht als störende Selbst  induktion wirken.

   Aus denselben Gründen  hat es sich als nützlich erwiesen, die beiden  zur Zu- und Abführung des Kühlmittels die  nenden Rohrstutzen 9, 10 noch im Innern der  Röhre     etwa    bei 11 metallisch miteinander zu  vereinigen und gemeinsam aus dem Hoch  vakuumraum nach aussen zu führen. In den       Ausführungen    nach     Fig.    1 und 2 werden  die metallischen Kühlleitungen gleichzeitig  als Stromzuführung verwendet.  



  Die kräftige Kühlung der wirksamen  Anodenfläche bei schraubenförmig geführ  tem Kühlmittel erlaubt eine     wesentlich          höhere    Stromdichte und damit auch gerin  gere Abmessungen der gesamten Röhre bei  an sich gleichbleibender Verlustleistung ein  zuhalten. Beispielsweise zwar es möglich, eine  betriebsmässige Anodenbelastung von etwa,  über 200 Watt pro cm= gegenüber etwa  50 Watt pro cm= für die bekannten wasser  gekühlten Anoden zu erreichen. Als Folge  der geringeren Abmessungen der Röhre, die  mit Hinsicht auf die Verringerung der un  vermeidlichen schädlichen Kapazitäten nur       erwünscht    ist, kommen nunmehr auch die  Steuerelemente näher an die Kathode, so dass  häufig die erhöhte thermische Emission der  Gitter als störend empfunden wird.

   Es wer  den daher bei solchen Röhren Steuerelemente  bevorzugt, die einen in den Entladungsraum  eintauchenden U-förmigen, aus einem Metall  rohr bestehenden Bügel enthalten, welcher  ebenfalls von einem Kühlmittel durchflossen  wird. In     Fig.    1 trägt dieser Bügel 12 eine  den     Kathodenheizfaden    13 umgebende Gitter  spirale 14, welche auf diese Weise hin  reichend gekühlt ist, so     da.ss    nicht nur das  Auftreten von thermischen Elektronen, son  dern auch von Sekundärelektronen weit  gehend vermindert wird.

   Daraus ergibt sich  ein- besonders hoher     Gittereingangswider-          stand,    welcher bekanntlich für sehr kurz  wellige Schwingungen von     ausschlaggebender     Bedeutung sein kann und wenigstens zur  Verkleinerung der     gitterseitigen    Steuerlei  stung beiträgt.

   Es ist selbstverständlich  möglich, auch mehrere Steuerelemente in der    guter und für das Steuergitter diese Kühlung       verwendet.    Das     gehühlt:c        Steuergitter    gestat  tet ferner eine Bauart,     hei    welcher die Faden  kathode 13     über    eine Feder 15 und einen     Iso-          lierring        16    unmittelbar gegenüber dem Bügel  12 gespannt und abgestützt     \-erden    kann, wo  durch sich bei verschiedenen Röhren der  selben Bauart äusserst gleichmässige elek  trische Eigenschaften erzielen     lassen.     



  Eine weitere Folge der guten Kühlung  der Anode ist, dass diese bei der     Bauart    nach       Fig.    1 teilweise in den Röhrenkopf 17 ein  tauchen darf, ohne dass eine zu starke ther  mische Beanspruchung dieses gewöhnlich aus  Glas oder keramischem Werkstoff bestehen  den Röhrenkopfes zu     befiirchten    ist. Der  Röhrenkopf wird hierbei zur Verminderung  von Streukapazitäten unmittelbar als Isolator       -ebildet    und     zwischen    der Anode und dem  <B>i</B> aus,.,  metallischen Gitterflansch 18 angeordnet.

   In       Fig.    1 ist eine     auseinandernehmbare    Röhre       angegeben,    welche während ihres Betriebes  mit. einer     Hochvakuumpumpe    verbunden ist  Der Röhrenkopf 17 und die weiteren Zwi  schenisolatoren 1.9 werden mit den Metall  teilen lediglich verkittet. Für die Zwi  schenisolatoren 19 und für den Röhrenkopf  17 kann man daher hochwertige Quarzgläser  nehmen, welche bekanntlich mit- Metall nur  über Zwischengläser von verhältnismässig  schlechten elektrischen Eigenschaften ver  schmolzen werden könnten.

   Wegen den Kitt  stellen 20 und um etwaige Wärmestrahlun  gen von der Kathode aus unschädlich zu  machen,     versieht;    man ausserdem die Ka  thodenflansche 21 mit einer zusätzlichen  Kühlvorrichtung, die bei kleineren Röhren  aus Kühlfahnen besteht, bei grösseren Röhren  hingegen     riiig-fi5rmige    Kühlkanäle 22 enthält,  durch die ein Kühlmittel fliesst.  



  Wegen der grossen     Überlastbarkeit    sol  cher Röhren wird bei den abgeschmolzenen  Typen der     oberste    Kathodenflansch 23 in       Fig.    3 rohrartig verlängert.     9.n    dieses grö  ssere Rohr setzt das     kleilnere        Evakuierrohr              ?4    an, welches nach der Entgasung und     Get-          terung    der Röhre zusammengequetscht und  zum Beispiel mit Hartlot vakuumdicht ver  schlossen wird.

   Ist im Laufe der Zeit     eine     Kathode ausgebrannt, dann schneidet man  das Rohr 23 auf, hebt die Kathodenträger 26  mit der Kathode nach Lösen der Schrauben  25 einschliesslich der im Durchmesser ge  staffelten Scheiben 27 heraus und ersetzt die  schadhafte Kathode. Nach dem Einsetzen  der Kathode wird ein neuer Deckel mit     Eva-          kuierrohr    auf das Rohr 23 aufgeschweisst     un;3     die Röhre ausgepumpt und     abgeschmolzen.          In    gleicher Weise ist es auch möglich, das  Gitter auszuwechseln, indem man die Scheibe  28 losschraubt.

   In     Fig.    3 sind die Gitter  und Kathodenflanschen 30 mit leicht     iveg-          nehmbaren    Kühlringen 29 versehen. Der  Röhrenhals nach     Fig.    3 kann selbstverständ  lich auch für nicht abgeschmolzene Typen       verwendet    werden, wenn aus irgendwelchen  Gründen Kittstellen nicht erwünscht     sind.     Bei Röhren mit mehreren Gittern und haupt  sächlich bei     Schirmgitterröhren    für Schwin  gungen unter 5 m Wellenlänge kann es  häufig vorteilhaft sein, den Schirmgitter  anschluss nicht auf der Seite der     Kathoden-          und        Steuergittereinführungen,

      sondern auf  der axial entgegengesetzten Seite der Röhre  anzuordnen. Zur Auswechselbarkeit das  Schirmgitters sind dabei durchaus dieselben  baulichen Massnahmen     anwendbar,    wie sie  bisher für das Steuergitter angegeben wur  den. So kann zum Beispiel bei der Röhre in       Fig.    1 das untere Ende der Anode über     einl@          rohrförmiges        Isolierstück    in einen     weiteren     Röhrenhals nach     Fig.    3 übergehen, welcher  in der angegebenen Weise ein gegebenenfalls  gekühltes und auswechselbares Schirmgitter  nebst seinem Anschluss trägt.

   Ferner ist es  möglich, bei Röhren mit Anoden nach     Fig.    2  die Anodenzuführung im Glaskolben seitlich,  also im rechten Winkel zur Röhrenachse an  zuordnen, während das Steuergitter und die  Kathodenanschlüsse auf der einen, das       Schirmgitter    auf der in der Achsrichtung  gegenüberliegenden Seite der Röhre befestigt  werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Hochvakuum - Glühkathodenröhre, deren Anode mit Wasserkühlung ausgerüstet ist. dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel den Anodenkörper in schraubenförmigen Bahnen mit einer 4 m/sec. übersteigenden Geschwindigkeit bestreicht. UNTERANSPRüCHE 1. Hochvakuum - Glühkathodenröhre nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode auf ihrer vom Ent ladungsraum abgewandten Seite schrau benförmige Kühlrippen aufweist, welche in Verbindung mit einem über den Kühl rippen angeordneten, satt anliegenden.

   Leitmantel den Verlauf des Kühlmittels um die Anode festlegen. 2. Hochvakuum - Glühkathodenröhre nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass ein Aussenmantel den Leitmantel derart umgibt, dass das Kühlmittel mit höherer Geschwindigkeit zunächst in schraubenförmigen Bahnen zwischen Anode und Leitmantel geführt ist, beim Verlassen der schraubenförmigen Bah nen umgelenkt wird und anschliessend zwischen Aussenmantel und Zwischen mantel mit kleinerer Kühlmittelgeschwin- digkeit in axial umgekehrter Richtung durchströmt. 3.

   Hochvakuum - Glühkathodenröhre nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Anodenkörper unmittelbar die Oberfläche eines schraubenförmig auf gewickelten Metallrohres dient, welches vom Kühlmittel durchflossen wird. 4. Hochvakuum - Glühkathodenröhre nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeich net, dass die einzelnen Windungen des Metallrohres an wenigstens einer Stelle ihres Umfanges untereinander elektrisch leitend verbunden sind. 5.

   Hochvakuum - Glühkathodenröhre nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zur Zu- und Abführung des Kühlmittels dienenden Rohrstutzen des Anodenkörpers im Innern der Röhre metallisch miteinander verbunden, ge meinsam aus dem Hochvakuumraum nach aussen geführt und als Stromzufüh rung zur Anode gebracht werden. 6.

   Hochvakuum - Glühkathodenröhre nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass wenigstens ein zwischen der Kathode und der Anode angeordnetes Steuerelement einen in den Entladungs raum eintauchenden U-förmigen, aus einem Metallrohr bestehenden Bügel ent hält, welcher zwecks Kühlung des Steuer elementes von einem Kühlmittel durch strömt wird. 7. Hochvakuum - Glühkathodenröhre nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeich net, dass auf dem Bügel eine die Kathode umgebende Gitterspirale befestigt ist. B. Hochvakuum - Glühkathodenröhre nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeich net, dass sämtliche Steuerelemente zwi schen Anode und Kathode wenigstens zum Teil mittelbar gekühlt werden. 9.

   Hochvakuum - Glühkathodenröhre nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode über eine Feder ge spannt wird, die am gekühlten Gitter rahmen mittels eines isolierenden Zwi schenstückes befestigt ist. 10. Hochvakuum - Glühkathodenröhre nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode wenigstens teilweise in den aus einem Isolierstoff bestehenden Röhrenkopf eintaucht. 11. Hochvakuum - Glühkathodenröhre nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeich- net, dass der Röhrenkopf unmittelbar als Isolator zwischen der Anode und dem metallischen Gitterflansch angeordnet ist. 12.

   Hochvakuum - Glühkathodenröhre nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeich net, dass auf dem Gitterflansch mittels isolierender Zwischenstiicke Flansche für die Kathodenzuführungsleitungen auf gesetzt werden. 13. Hochvakuum - Glühkathodenröhre nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeich net, dass wenigstens auf den dem Röhren kopf zunächst liegenden Flanschen Kühlvorrichtungen vorgesehen sind. 14.

   Hochvakuum - Glühkathodenröhre nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeich net, dass der äusserste Kathodenflansch eine rohrartige Verlängerung trägt und Mittel vorgesehen sind, um bei abge schnittener Rohrverlängerung wenigstens die Kathode herausnehmbar zu gestalten. 15. Hochvakuum - Glühkathodenröhre nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei Röhren mit einem Schirmgitter der Schirmgitteranschluss nicht auf der Seite der Kathoden- und Steuergitterein- führungen, sondern auf der axial gegen überliegenden Röhrenseite angeordnet ist.

   16. Hochvakuum - Glühkathodenröhre nach Unteranspruch 15, dadurch gekennzeich net, dass die Anodeneinführung seitlich erfolgt.