DE857537C - Elektrische Entladungsroehre mit mittelbar geheizter Kathode - Google Patents

Description

• Elektrische Entladungsröhre mit mittelbar geheizter Kathode Bekanntlich sind bei gittergesteuerten Elektronenröhren Störungen durch thermische Gitteremission möglich. Diese Störungen treten besonders leicht bei Röhren mit mittelbar geheizter Kathode auf, weil diese Kathoden eine im Vergleich zu unmittelbar geheizten Drahtkathoden gleicher Leistungsfähigkeit große Oberfläche haben, von welcher nur ein Teil zur Abgabe des Elektronenstromes benötigt wird, während der Rest nicht bloß nutzlos, sondern sogar schädlich ist, indem er Wärme der Kathode durch Strahlung entzieht und dem Gitter zuführt, so daß es Glühelektronen abzugeben vermag.
• Es ist bekannt, die Wärmestrahlungsfähigkeit nicht emittierender Kathodenteile dadurch herabzusetzen, daß man sie blank läßt. Die auf diesem Wege erzielte Verbesserung ist jedoch in vielen Fällen unzureichend, weil die den Gitterhaltestreben gegenüberstehenden blanken Kathodenteile wegen ihrer hohen Temperatur noch immer viel Wärme abzugeben vermögen. Es ist vorgeschlagen worden, die Gitterhaltestreben als Rinnen auszubilden, welche ihre blanke Hohlseite der Kathode zukehren und die ihnen zugestrahlte Wärme wieder zur Kathode zurückwerfen sollen; damit ist jedoch das Übel nicht an seiner Wurzel, nämlich am strahlungsfähigen Teil der Kathode, erfaßt. Es ist schließlich bekannt, zwischen den Schmalseiten der Kathode und den Haltestreben des ersten, die Kathode umschließenden Gitters je eine unbewickelte Aufbaustrebe anzuordnen. Diese Aufbaustreben dienten entweder als Elektrode, insbesondere als Ersatz für ein Raumladegitter, oder zur Homogenisierung des Feldverlaufes an den Kanten des emissionsfähigen Teils der Kathode. In bezug auf die Wärmestrahlung des Gitters bringen diese Aufbaustreben keine merkliche Verbesserung. Runde Streben wirken wie ein konvexer Spiegel und zerstreuen die auftreffenden Wärmestrahlen, welche dann die Gitterdrähte treffen, während die breiten Flachstreben eine Wärmeabstrahlung mit weitem Öffnungswinkel gegen das Gitter zulassen und außerdem deswegen ungünstig sind, weil sie den Wickelquerschnitt der Gitter erheblich vergrößern. Es ist schließlich bekannt, über den Enden rohrförmiger Kathoden in Großleistungsröhren manschettenförmige Wärmeschutzschirme anzubringen, deren Aufgabe jedoch nicht im Schutz von Elektroden gegen Wärmebestrahlung, sondern in der Verminderung der Endabkühlung der Kathode bestand.
• Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Entladungsröhre, mit einer mittelbar geheizten Kathode, von deren Oberfläche nur ein Teil emissionsfähig ist, mit dem Kennzeichen, daß den nicht emittierenden Oberflächenteilen eine auf Kathodenpotential gehaltene blanke Metallfläche von etwa gleicher oder größerer Ausdehnung in kleinem Abstand von einem Millimeter und darunter gegenübersteht. Diese durch einen Blechstreifen gebildete Metallfläche bewirkt eine starke Verminderung der von der Kathode abgestrahlten Wärmemenge. Sie schützt ferner die in dem nicht vom Entladungsstrom erfüllten Raum befindlichen Elektrodenteile gegen Wärmebestrahlung -von der Kathode her und ermöglicht eine Verringerung der der Kathode zugeführten Heizleistung.
• Die weitere Erläuterung des Gegenstandes der Erfindung soll an Hand der Zeichnung erfolgen. Abb. i zeigt einen Querschnitt durch eine mittelbar geheizte prismatische Kathode i, die von einem Gitter 2 umgeben ist, welches von zwei Haltestreben 3 getragen wird. Die Schmalseiten 4 der Kathode i sind nicht emissionsfähig. Der das Gitter 2 durchsetzende Elektronenstrom nimmt nur von den im Beispielsfalle gewölbten Breitseiten der Kathode seinen Ausgang. Würde man die Schmalseiten 4 der Kathode einfach blank lassen und den Gitterhaltestreben 3 unmittelbar gegenüberstellen, so strahlen sie eine erhebliche Wärmemenge dem Gitter zu. Diese Wärmemenge ist nicht bloß nutzlos vertan, sondern schadet sogar noch, indem sie zu thermischer Gitteremission Anlaß gibt. Erfindungsgemäß werden daher in einem kleinen Abstand vor den nicht emittierenden Schmalseiten 4 der Kathode dünne Blechstreifen 5 angeordnet, die sich über die ganze Länge der Kathode erstrecken und mindestens so breit sind wie die Schmalseiten der Kathode. Unter Umständen ist es zweckmäßig, die Blechstreifen 5 sogar etwas breiter zu machen als die Schmalseiten der Kathode, um den von der Wärmestrahlung erfüllten Raumwinkel zu verkleinern. Die Oberfläche der Blechstreifen ist blank. Dadurch und durch den zwischen der Kathode und dein Blechstreifen vorhandenen Zwischenraum nehmen die Blechstreifen eine niedrigere Temperatur an als die Kathodenoberfläche. Da die M'ärmeabstrahlung bekanntlich der vierten Potenz der absoluten Temperatur des Strahlers proportional ist, ergibt sich eine erhebliche Verringerung der den Haltestreben zugestrahlten Wärme.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. 2 dargestellt. Diese zeigt einen Querschnitt durch ein Elektrodensystem, bestehend aus einer Anode 6, einem von vier Haltestreben 7 getragenen Gitter 8 und einer mittelbar geheizten Kathode. Letztere besteht aus vier prismatischen Körpern 9, von denen nur eine Breitseite 1o emissionsfähig ist. Der übrige Teil des Kathodenumfanges ist mit einem rinnenförmigen Schirm i i aus blankem Blech abgedeckt, der in einem Abstand von etwa o,5 mm von der Kathodenoberfläche verläuft und mit dieser elektrisch leitend verbunden ist. Durch den ruinenförmigen Schirm werden nicht nur die Gitterhaltestreben 7 gegen eine unzulässig starke Wärmeabstrahlung von der Seite her geschützt, sondern es wird auch verhindert, daß Wärme nach hinten abgestrahlt wird.
• Die gute Wirksamkeit des Gegenstandes der Erfindung geht aus dem in Abb.3 dargestellten Schaubild hervor. In einem Glaskolben war die im unteren Teil der Abb. 3 schematisch im Schnitt dargestellte Elektrodenanordnung aufgebaut, bestehend aus einer prismatischen, mittelbar geheizten Kathode 9 und einem drei Langseiten derselben in einem Abstand von o,3 mm umgebenden rinnenförmigen Blechschirm i i sowie zwei uribewickelten Gitterstreben 7. Neben dem Vakuumgefäß war in der Höhe der Kathodenmitte ein Bobmeter angeordnet, mit dem die in die betreffende Richtung abgestrahlte Wärmemenge gemessen werden konnte. Durch Drehen des Vakuumgefäßes -um die Längsachse der Kathode wurde das mit a bezeichnete Polardiagramm aufgenommen, welches erkennen läßt, daß in den durch den rinnenförmigen Schirm abgedeckten Richtungen eine sehr starke Verminderung der Wärmeabstrahlung in Erscheinung tritt. Zum Vergleich wurde eine Kurve h ohne den Strahlungsschirm i i aufgenommen. Die nach der abgeschirmten Seite abgestrahlte Leistung verhält sich in den beiden Fällen wie 48 : 17. Die Einschnürung in den Diagrammen bei c rühren von der Schattenwirkung der Gitterstreben 7 her.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrische Entladungsröhre mit einer mittelbar geheizten Kathode und einem Strahlungsschutzschirm, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Kathodenoberfläche nicht emissionsfähig ist und diesen Oberflächenteilen in einem kleinen Abstand von i mm und darunter auf Kathodenpotential gehaltene Blechschirme von etwa gleicher oder größerer Ausdehnung gegenüberstehen.
2. 2. Entladungsröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB die prismatisch geformte Kathode (i) sich innerhalb eines von zwei Haltestreben (3) getragenen Gitters (2) befindet und die den Haltestreben zugekehrten Schmalseiten (4) der Kathode durch mit der Kathode leitend verbundene Blechstreifen (5) abgedeckt sind (Abb. i).
3. 3. Entladungsröhre nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein von drei oder mehr Haltestreben getragenes Gitter und mehrere in dem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Haltestreben angeordnete prismatische Kathoden (9), die von je einem rinnenförmigen, die Seitenfläche und die Rückseite der Kathode abdeckenden Schirm (i i) umfangen sind (Abb.2). Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 721 77q.; französische Zusatzpatentschriften Nr. 51 285 zum Patent 858 678, Nr. 48 186 zum Patent 786 o29.