144743. lajstromszámú szabadalom • Indirekt fűtésű katóda
Megjelent: 1959. március 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.743. SZÁM 21. g. 1-16. OSZTÁLY - EE-258. ALAPSZÁM Indirekt fűtésű katóda Egyesült Izzólámpa és Villamossági Rt., Budapest A bejelentő által megnevezett feltalálók: Winter Ernő és Budincsevits Andor mérnökök, budapesti lakosok, (mindketten a Távközlési Kutató Intézet 2. sz. laboratóriumának munkatársai) A bejelentés napja: 1955. február 3. Találmányunk indirekt fűtésű katódákra és azok fűtőtesteire vonatkozik. Egyes indirekt fűtésű katódáknál, különösen pedig tartalékkatódáknál meglehetős problémát jelent a fűtőtest elkészítése. Tartalékkatódáknál ugyanis a fűtőtestet meglehetősen magas hőmérsékleten kell üzemeltetnünk, akárcsak pl. indirekt fűtésű tórium- ill. tóriumoxid-katódáknál, valamint borid-katódáknál is. A használatos fűtőtestek eddig szigetelt, többnyire alumíniumoxiddal szigetelt wolframspirásisok voltak. Ez a szigetelés azonban többnyire meglehetős hőveszteséget jelentett, másrészt pedig kisméretű tartalékkatódáknál a fűtőtestet olymértékben megnövelte, hogy azt a fűtőtérben jóformán el sem lehetett helyezni E tartalékkatódáknál egyébként éppen a rendelkezésre álló csekély hely és az aránylag magas hőmérséklet miatt a fűtőtest szinte megoldhatatlan problémát jelentett Ismeretesek voltak már alacsony hőmérsékleten működő indirektfűtésű katódáknál olyan megoldások, amelyek szerint a fűtőszál és a katódcső között maradó teret kötőanyaggal kell kitölteni a fűtőszál ésTvagy a katódcső szigetelőanyaggal való egyidejű bevonása mellett. Ez a kötőanyag a hőátvezetési ellenállást volna hivatott csökkenteni. Ez az ismert megoldás azonban számos hátránynyal rendelkezik. Egyrészt a megoldás gazdaságtalan, másrészt pedig csupán alacsony hőmérsékleten működő indirektfűtésű katódáknál, tehát pl. oxidkatódáknál alkalmazható magas hőmérsékleten működő katódáknál, mint amilyenek az indirektfűtésű tórium- ill. tóriumoxid katódák, a boridkatódák és különösen a tartalékkatódák nem alkalmazható. Fenti hátrányokon a találmányunk szerinti fűtőtest-megoldással segíthetünk. Találmányunk alapgondolata az, hogy sokkal több hőt képes leadni a katóda fűtőteste ha nincsen szigetelőréteggel borítva. Ügy találtuk, hogy pl. tartalékkatódáknál használhatunk fűtőtestként egyszerűen egy csupasz wolframspirálist vagy fonalat is. Hasonlóképpen alkalmas e fűtőtest pl- indirekt fűtésű tórium- ül. tóriumoxid-katódáknál, valamint borid-katódáknál is. Az átvezetések elkerülése végett ugyanakkor vagy a melegítésre kerülő felületet, tehát tartalékkatódáknál pl. a fűtő tér belső falát, indirekt fűtésű tórium-, tóriumoxid- vagy borid-katódáknál pedig a katódcső belső falát vonhatjuk be szigetelőanyaggal, pl. alumíniumoxiddal, vagy pedig keramikus távolságtartók révén gondoskodhatunk az átvezetés elkerülésével. Tanulmányunkat részletesebben a mellékelt ábrák kapcsán magyarázzuk, amelyek közül az 1. ábra egy tartalékkatóda fűtésének megoldását, a 2. ábra pedig egy tórium-, tóriumoxid- vagy borid-katóda fűtésének megoldását ábrázolja példaként. Az 1. ábrán levő katódkonstrukció azonos a 143.842 lajstromszámú szabadalmunk (az EE-255 a. számú bejelentésünk) szerinti katódkonstrukcióval, aholis (3) jelöli a (4) porózus testtel egy egységet képező tartót,(5) a tartalékanyagot, (6) pedig a fűtőtér falát. Ez a fal belülről a (7) szigetelőréteggel, pl. alumíniumoxidréteggel lehet bevonva. (8) jelöli a fűtőtestet, amely jelen esetben pl. csupasz wolframspirális. E wolframspirálist a (9) keramikus tartó tarthatja, amely önmagában ismert és az ábrán nem ábrázolt módon lehet magával a katóddal összeépítve. Megfelelő összeépítés esetén a (7) bevonat el is hagyható. Az ábrázolt megoldás esetén ugyanolyan méretezés mellett a fűtőtest hőmérséklete legalább 200 C°-kal több mint olyan esetben ha a szigetelőréteggel volna bevonva. Éppen ez teszi lehetővé a fűtőtestnek kisebbre való méretezését. A 2. ábrán (10) jelöli a katódtestet, amely ismert módon, pl. tóriummal vagy tóriumoxiddal vagy valamilyen boriddal lehet aktiválva. (11) jelöli ezen katódtest belső felületén levő pl. alumíniumoxidbevonatot, (12) a csupasz fűtőtestet, (13) és (14) pedig ennek közponosító tartóit. Megfelelő keramikus tartók esetében a (11) bevonat el is hagyható. A wolframszálat amely a katóda fűtőtestét képezi ilymódon akár úgy is méretezhetjük, hogy hőmérséklete 2000 C° legyen, ami eddig csak nehezen volt megoldható. Ilyen esetben a (10) katódcső hőmérséklete pl. kb. 1700 C° lesz.
