DE1678717U - Metalldampf-, insbesondere alkalimetalldampf-entladungsrohr. - Google Patents

Description

Fritz Kesselring Gerätebau A.Q-,

Bachtobel-Weinfelden
(Schweiz)

Metalldampf-, insbesondere Alkalimetalldampf-Entladungsrohr»

.Bei der Inbetriebnahme und "bein Betrieb von Metalldampf-, insbesondere Alkalimetalldampf-Entladungsröhren sind zwei Punkte besonders zu beachten«

Erstens liegt z.B. bei dar: Alkalimetallen die für den Dampfdruck massgebliche Betriebstemperatur bei ungefähr 120 500^σ0» Diese Temperatur ist während der Anheizzeit durch die Heizleistung der Kathode, unter Umständen einer Zusatzheizung, zu erzielen. Weist das Entladungsrohr ganz oder Teilweise ein Gefäss aus einem wärmeisolierenden Ilaterial auf, z„B_o Glas, Keramik, so wird hauptsächlich der Teil des Gefässes erwärmt, der der Kathode und/oder der Zusatzheizeinrichtung benachbart ist. Der Alkalimetalldampf kondensiert sodann an den kalt geblieb^enen Stellen, d«h* der Dampfdruck ist zu klein, das Rohr ist nicht betriebsbereit»

Zweitens muss bei solchen Entladungsröhren die thermische

Emission von Anode and allenfalls Hilfselektroden, s₀B_o Gittern, so klein sein, dass keine thermischen Rückzündungen und keine grossen Gitterströme auftreten. In alkalidampfgefüllten Entladungsröhren hängt nun die thermische Emission aussei" von der Temperatur der Elektroden noch von adsorbierten, die Emission vergrössernden Alkalimetallschichten ab„ Die Emission erreicht bei etwa monomolekularer Bedeckung ein i'.lazimumo Durch zwei Massnahmen kann die Emission verhindert werden. Einmal dadurch, dass die Temperaturen von Anode und Gitter so hoch getrieben werden_? dass auf diesen keine adsorbierten Alkalischichten haften, anderseits können die Temperaturen von Anode und Gitter so tief gehalten werden, dass diese Elektroden eine Ueberbedeckung an Alkalimetall aufweisen, so dass das Anoden- bzw.. Gittermetall die Emission nicht beeinflusst« In diesem Falle dürfen Belastungserhöhungen die Temperatur von Anode und Gitter nicht stark erhöhen. Es muss also dafür gesorgt werden, dass die Wärme von der Anode in genügender Weise abgeleitet wird- Die Gittertemperatur wird durch Belastungsänderungen nur unwesentlich beeinflusst, falls im Gitterkreis ein hochohraiger Widerstand angeordnet und für die Kühlung der Anode gesorgt ist«

Die Steuerung zeigt nun einen '.7eg, wie bei einei" Metalldampf, insbesondere Alkalimetalldampf-Entladungsröhre, die in einem vakuumdichten Isoliergefäss mindestens eine Anode und eine geheizte Kathode enthält, wobei das Isoliergefäss mit gesättigtem Metalldampf gefüllt ist, einerseits die Betriebsbereitschaft rasch hergestellt ist und anderseits eine thermische Emission

der !node und gegebenenfalls weiterer Elektroden verhindert wird« Erfindungsgemäß Ist das Metalldampf-Entladungsrohr gekennzeichnet durch ausserhalb des Isoliergefässes angeordnete Mittel, die einen Temperatur-Ausgleich zwischen den Wärmequellen und den für den Metalldampfdruck massgebenden kühlsten Stellen der Isoliergef ässwandung, insbesondere zwischen der Anode und dem die Kathode umgebenden Teil des Isoliergefässes, gewährleisten»

Die Heuerung wird nachstehend anhand der Zeichnung am Beispiel eines Caesiumdampf-Entladungsrohres näher erläutert, wobei fig. 1 eine erste Ausführungsform, Figo 2 eine zweite Auafößrungsform eines erfindungsgsaässe: 3-itladungsrohres, Pig» 3 und Pig» 4 zwei Varianten au den Ausführungsformen nach Figo 1 und 2 darstellen» In allen Figuren sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen»

Ib Fig. 1 bezeichnen? 1 das vakuumdichte Isoliergefäss, das beispielsweise aus caesiumdampffestem Borosilikatglas besteht ; 2 eine Wolframoxyd-Caesium-Kathode; 3 eine Anode aus Molybdänblech; 4 eine Gitterelektrode aus llolybdän; 5 einen Anodenstift aus Molybdän, dessen Querschnitt dex-art gewählt ist, dass die in der Anode entwickelte Wärme gut abgeleitet wird; β die Zuleitungen zu der Kathode, die aus Llolybdän bestehen;, 7 die Zuleitung zum Gitter, ebenfalls aus ..!olybdän bestehend; S eine Hülle aus gut wärmeleitendem Metallblech beispielsweise Aluminium, Kupfer, die unten durch einen Sockel 9 aus Isoliermaterial abgeschlossen ist, durch welche die Zuleitungen 6 und 7 geführt sind* Die Metallhülle 8 liegt auf einem Ansatz 10 des Anodenstiftes 5 mit metallischem Kontakt auf, damit ein guter

Wärmetransport zwischen der !,letallhülle 8 und dem Anodenstift 5 und umgekehrt gewährleistet ist« Ferner weist die Metallhülle 8 an der Stelle 11 eine Einbuchtung auf, um an den der geheizten Kathode "benachbarten Stellen einan guten Wärmeübergang zwischen der Gefässwand 1 und der :Ietallhülle 8 zu erhalten« Das Innere des vakuumdichten Gefässes 1 ist mit gesättigtem Caesiumdampf gefüllt, während sich im Räume 12 zwischen der lletallhülle 8 und dem Isoliergefäss 1 Luft "befindet ο Da die Metallhülle 8 direkt leitend mit dem inodenstift 5 verbunden ist, ist also die Metallhülle 8 selbst stromführend ο Dieser Machteil kann dadurch behoben werden, dass die Hetallhölle 8 an der Aussenseite mit einem elektrisch isolierenden Ueberzug, z.B. Isolierlack, versehen und damit ein Berührungsschutz geschaffen wird₀

Die Wirkungsweise der letallhölle 8 als Mittel zum Temperatur-Ausgleich zwischen den Wärmequellen (Kathode bzw» Anode) und den für den Metalldampfdruck massgebenden kühlsten Stellen der Wandung ist die folgendes Beim Anheizen werden die der Kathode benachbarten S|eilen des Isoliergefässes stärker erwärmt als die übrige Gefässwand» Durch die Lletallhülle 8 wird nun durch Wärmeübertragung bsi der Einbuchtung 11 die Metallhülle erwärmt.» Diese erwärmt die zwischen dem Gefäss 1 und der Metallhülle 8 eingeschlossene Luft, wodurch das Isoliergefäss gleichmässig erwärmt wird= Die Abkühlung durch den gut wärmeleitenden Anodenstift wird durch die metallig_ohe Verbindung zwischen üetallhülle 8 und Anodenstift 5 veruaiöglicht. Bei Belastung des Rohres erwärmt sich die Anode 3 « Durch den Anodenatift 5 wird nun die Wärme an die Hülle 8 abgeführt, deren Oberfläche sie durch

Wärmestrahlung und Wärmeübergang nach aussen abgibt„ Damit ?iird verhindert, dass die Anode 3 und damit das Sitter 4 eine unzulässig hohe Temperatur annehmen, die unter Umständen zu einer unerwünschten thermischen Emission führen könnte» Die Metall-

hülle übernimmt also die Aufgabe eines Wärmeausgleichs zwischen den Wärmequellen ( Kathode bzvio Anode ) und den für den Caesiumdampf druck massgebenden kühlsten Stellen des Isoliergefässes <, Es wird ferner durch die wär-neausglaichende funktion der Metallhülle 8 erreicht, dass die Temperatur an irgend einer Stelle des Isoliergefässes viel unabhängiger von der Belastung des Entladungsrohres ist und dass vor allem die Betriebsbereitschaft schneller erreicht wird und thermische Rückzündungen infolge thermischer Emission von Anode und Gitter ausgeschlossen sind»

Das Entladungsrohr nach ?ig. 2 ist in ähnlicher leise aufgebaut., Bs besteht ebenfalls aus einem vakuumdichten Isoliergefäss 1 aus caesiumdampffestern Borosilikatglas, einer Wolframoxyd-Caesium-Kathode 2, einer ::olybdänanode 3, einem Molybdängitter4, einem Anodenstift 5 aus Molybdän, Zuleitungen 6 und 7 zur Kathode 2 bzw» zum Gitter 4 aus Molybdän« Ferner ist ebenfalls eine das Isoliergefäss 1 umgebende Hülle 20 vorgesehen, die jedoch aus Isoliermaterial, beispielsweise Glas, besteht und unteH durch einen Sockel 9 abgeschlossen ist« Im Innern zwischen Hülle 20 und Isoliergsfäss 1 befindet sich eine gut wärmeleitende Kühlflüssigkeit 21, z.B. OeI₀ Bei dieser Ausführung übernimmt in erster Linie die kühlflüssigkeit 21 den Wärme-

ausgleich j zunächst beim Anheizen der Kathode 2, nachher im Betrieb bei der Wärmeabfuhr von der Anode 3 über den Anodenstift 5 ο Biese Ausführungsform weist gegenüber der Ausfährung nach Pig. 1 den Torteil auf, dass die Hülle 20 nicht stromführend ist, dass also keine besonderen Vorkehren gegen eine Berührung vorgesehen werden müssen₀

Im Rahmen der beschriebenen Ausf ührungsf ortnen sind selbstverständlich verschiedene weitere Ausföhrungsmöglichkeiten denkbar, um den Wärme-Uebergang von der Wandung des (Jefässes 1 auf die Metallhülle 8 bzw. vom Anodenstift 5 auf die Kühlflüssigkeit 21 zu verbessern= So kann in der Ausführungsform nach Fig₀ 1 statt der Einbuchtung 11 ein Ring 13 vorgesehen werden, der aus gut leitendem Material besteht, z.B, Kupfer oder Aluminium, einerseits mit gutem Wärmekontakt an der lietallhülle 8 befestigt ist und anderseits in guter ,Värmeberölirung mit der Wandung des Isoliergefässes 1 steht, wie dies Fig» 3 zeigt» Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 kann man beispielsweise, siehe Fig. 4, besondere Kühlbleche 22, die auf dem Anodenstift 5 zwischen Hülle 20 und Isoliergefäss'an^ebracht sind, vorgesehen. Diese Kühlbleche 22 mit der relativ grossen Oberfläche verbessern die Wärmeableitung vom Ar.odenstift 5 in die Kühlflüssigkeit»

Claims (1)

1. —7—
   Sohutzanspröches

   1 a Metalldampf-, insbesondere Alkalimetalldampf-Entladungsrohr, das in einem vakuumdichten Isoliergefäss mindestens eine Anode und eine geheizte Kathode enthält, wobei das Isoliergefäss mit gesättigtem Metalldampf gefüllt ist, g3kennzeichnet durch ausserhalb des Isoliergefäsaes augsordnate Mittel, die einen 2e^raperaturau3gleich zwischen den Wärmequellen des 3ntladungsrohres (Anode, Kathode) und den für dr-i Metalldampf druck ■.nassgebenden kühlsten Stellen der ".".andung des Isoliergefässes gewährleisten,

   2 β Entladungsgefäss nach ^.i3pr.:ch 1, gekennzeichnet durch eine das Isoliergefäss x^Mo^ue metallische Felle, die einerseits in rnetallis'cr sm Her: takt mit der Anodenzuleitung und anderseits in Berührung Mit den äer I-Iathode benachbcirten Stellen des Isoliergefässes steht, wobei zwischen Isoliergefäss und Metallhülle ein abgeschlossener Luftraum vorhanden ist ο

   3 ο Sntladungsgefäss nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der metallischen Hülle so gross gewählt ist, dass die für den optimalen Metalldampfdruck notwendige Betriebstemperatur des Isoliergefässes bei allen Betriebsbedingungen gewährleistet ist»

   4« Sntladungsgefäss nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Hülle auf ihrer Aussenseite mit sinem elektrisch isolierenden ueoerzug versehen ist.

   β 5» Entladungsgefäss nach Anspruch 1, gekennzeichnet

   durch eine das Isoliergefäsa umhabende Hülle aus Isolierstoff, wobei der Saum zwischen der Gefässwand und der äusseren Eölle mit einer Flüssigkeit ausgefüllt ist.

   60 Entladungsgefäss nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit ein Isolieröl ist,,

   7 ο Entladungsgefäss nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch an der Anodenausführur.g zwischen innerer und äusserer Hölle angeordnete KühlToleche.