DE814189C

DE814189C - Gas discharge device with a cathode, a control anode and a main anode

Info

Publication number: DE814189C
Application number: DEP41180A
Authority: DE
Inventors: Mark Allan Townsend
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1948-11-22
Filing date: 1949-04-30
Publication date: 1951-09-20

Description

Gasentladungsvorrichtung mit einer Kathode, einer Steueranode und einer Hauptanode Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Entladungsvorrichtungen und insbesondere auf Vorrichtungen solcher Art vom Kaltkathodentyp.Gas discharge device with a cathode, a control anode and a main anode The invention relates to electrical discharge devices and particularly to such devices of the cold cathode type.

Die Erfindung hat als besonderes Ziel, die Strombelastbarkeit solcher Vorrichtungen zu vergrößern, hohe Ströme bei relativ niedrigen Betriebsspannungen zu erzielen, große Unterschiede zwischen Zünd- und Brennspannungen zu verwirklichen, die betriebsmäßige Lebensdauer zu verlängern sowie Form und Aufbau zu vereinfachen.The invention has a particular aim, the current carrying capacity of such To enlarge devices, high currents at relatively low operating voltages to achieve large differences between ignition and burning voltages, to extend the operational life and to simplify the shape and structure.

Nach einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung enthält eine Gasentladungsvorrichtung eine kalte Kathode, eine Haupt- oder Arbeitsanode und eine Hilfs- oder Steueranode, die mit der Kathode zusammenarbeitet. Die Kathode ist mit einem Paar oder mehreren Paaren von Teilen aus feuerfestem Metall, wie Molybdän oder Tantal, ausgestattet oder ausgebildet, die so angeordnet sind, daß sie einen Kanal oder eine Gruppe von Kanälen begrenzen und solchen Abstand voneinander haben, daß bei Betrieb der Vorrichtung die negativen Glimmbereiche des Paares bzw. jedes Paares solcher Teile sich überlappen. Die beiden Kathodenteile werden durch Platten dargestellt, die so zueinander angeordnet sind, daß sie einen V-förmigen Kanal bilden, dessen Breite im Vergleich zu seiner Tiefe klein ist. Die Hilfs- oder Steueranode kann aus einem Draht oder Stab bestehen, der gegenüber oder in der Nähe der offenen Seite des Kanals liegt; die-Haupt- oder Arbeitsanode kann ebenfalls aus einem Draht oder Stab bestehen, der verhältnismäßig weit von der Kathode angebracht ist.According to an exemplary embodiment of the invention, a Gas discharge device a cold cathode, a main or working anode and a Auxiliary or control anode that works with the cathode. The cathode is with one or more pairs of refractory metal parts such as molybdenum or tantalum, equipped or designed, which are arranged so that they have a Delimit the channel or a group of channels and keep such a distance from one another, that during operation of the device, the negative glow regions of the pair or each Pair of such parts overlap. The two cathode parts are made up of plates shown, which are arranged to one another so that they form a V-shaped channel, whose width is small compared to its depth. The auxiliary or control anode can consist of a wire or rod that is opposite or close to the open Side of the Channel lies; the main or working anode can also consist of a wire or rod attached relatively far from the cathode is.

Die Erfindung und die obengenannten sowie noch weitere Merkmale derselben werden klarer und vollständiger aus der folgenden Beschreibung verständlich, und zwar in Verbindung mit der Zeichnung. Iii, der Zeichnung zeigt Fig. i teils eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Entladungsvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und teils eine Schaltskizze, welche eine Verwendungsart der Vorrichtung veranschaulicht, Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht ,der Kathode und Hilfsanode einer Vorrichtung gemäß Fig. i, mit Darstellung der Form und der gegenseitigen Lage dieser Elektroden, Fig. 3 ein Schaubild, welches die typischen Arbeitskennlinien einer Vorrichtung nach der Ausführung gemäß Fig. i veranschaulicht, Fig. 4 und 5 Ansicht bzw. Draufsicht einer elektrischen Entladungsvorrichtung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit Elektroden, die einen Anlaßspalt begrenzen, Fig. 6 teils eine Ansicht der in Fig. 4 und 5 gezeigten Vorrichtung und teils ein Schaltbild, welches eine Verwendungsart dieser Vorrichtung veranschaulicht, Fig. 7 und 8 Ansicht bzw. Draufsicht einer elektrischen Entladungsvorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei das umschließende Gehäuse aufgebrochen ist, Fig. 9 und io Ansicht bzw. Draufsicht einer elektrischen Entladungsvorrichtung bei aufgebrochenem Gehäuse, die eine andere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht und insbesondere für solche Verwendungen geeignet ist, wo sehr starke Ströme gewünscht werden.The invention and the above and other features thereof will be more clearly and fully understood from the following description, and in connection with the drawing. III, the drawing shows Fig. I partly a perspective view of an electrical discharge device according to an embodiment of the invention and partly a circuit diagram showing a use of the device Fig. 2 illustrates an enlarged partial view of the cathode and auxiliary anode a device according to FIG. i, showing the shape and the mutual position of these electrodes, Fig. 3 is a graph showing the typical operating characteristics an apparatus according to the embodiment according to FIG. 1, FIGS. 4 and 5 View or plan view of an electrical discharge device after another Embodiment of the invention with electrodes that delimit an annealing gap, Fig. 6 partly a view of the device shown in FIGS. 4 and 5 and partly a circuit diagram, which illustrates one mode of use of this device, Figs. 7 and 8 are views and top view of an electrical discharge device according to a further embodiment of the invention, with the enclosing housing broken away, FIGS. 9 and 10 view or top view of an electrical discharge device with the housing broken open, which illustrates another embodiment of the invention, and in particular for such uses where very high currents are desired.

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die in Fig. i und 2 dargestellte Vorrichtung eine aus Glas bestehende Umhüllung 2o mit einem Sockel oder Quetschfuß 21 aufweist und eine Gasfüllung enthält. Die Gasfüllung kann beispielsweise aus Argon bei einem Druck in der Größenordnung von 15 mm Hg oder einem Gasgemisch aus z. B. 99°/o Neon und i°/0 Argon bei einem Druck in der Größenordnung von 65 mm Hg bestehen. In dem Gehäuse sind eine Kathode 22, eine Haupt-oder Arbeitsanode 23 und eine Hilfs- oder Steueranode 24 angebracht. Die Kathode 22 besteht aus zwei Blechen oder Platten 25 aus feuerfestem Metall, z. B. Molybdän oder Tantal, welche z. B. durch Schweißung an einem Ende fest miteinander verbunden sind und von einem kräftigen Draht oder Stab 26, der in dem Sockel 21 eingeschmolzen. ist, gehalten wird. Die Kathodenbleche oder -platten 25 besitzen divergierende Teile, die einen V-fötmigen Kanal 27 begrenzen. Die Haupt- oder Arbeitsanode 23 besteht aus einem kurzen Metallstab, z. B. aus Nickel, der in dem Sockel 21 eingeschmolzen ist.From the drawing it can be seen that the one shown in FIGS Device an envelope consisting of glass 2o with a base or pinch foot 21 and contains a gas filling. The gas filling can, for example, from Argon at a pressure of the order of 15 mm Hg or a gas mixture z. B. 99% neon and 10% argon at a pressure of the order of 65 mm Hg exist. In the housing are a cathode 22, a main or working anode 23 and an auxiliary or control anode 24 attached. The cathode 22 consists of two sheets or plates 25 of refractory metal, e.g. B. molybdenum or tantalum, which z. B. are firmly connected by welding at one end and by a strong one Wire or rod 26, which is melted into the base 21. is held. the Cathode sheets or plates 25 have diverging parts that are V-shaped Limit channel 27. The main or working anode 23 consists of a short metal rod, z. B. made of nickel, which is melted in the base 21.

Die Hilfs- oder Steueranode 24 besteht aus einem linearen Draht oder Stab, z. B. aus Molybdän, der der offenen Seite des Kanals 27 gegenüberliegt und parallel zu sowie in gleichmäßigem Abstand von den Enden der Kathodenplatten 25 angrenzend an die letzteren angeordnet ist. Die Hilfsanode wird von einem kräftigen Draht oder Stab 28 gehalten, der in dem Sockel 21 eingeschmolzen ist.The auxiliary or control anode 24 consists of a linear wire or Rod, e.g. B. of molybdenum, which is opposite the open side of the channel 27 and parallel to and at a uniform distance from the ends of the cathode plates 25 is arranged adjacent to the latter. The auxiliary anode is powered by a powerful Wire or rod 28 held, which is fused in the base 21.

Die Kathode ist so bemessen, daß beim Betrieb der Vorrichtung die negativen Glimmbereiche der ;-den Kanal 27 begrenzenden Kathodenflächen sich überlappen. Bei einer speziellen Ausführung, die für den Betrieb mit Potentialen in der später angegebenen Größenordnung bestimmt ist, können die Bleche oder Platten 25 12,7 mm breit sein, während der Kanal 27 eine Tiefe von 9,5 mm und an seiner offenen Seite eine Weite von 1,6 mm aufweisen kann. Die Hauptanode kann 6,35 mm lang sein und einen Durchmesser von 1,3 mm haben; die Hilfs- oder Steueranode kann einen Durchmesser von 1,5 mm aufweisen und von der offenen Seite 1,6 mm Abstand haben. Die Gasfüllung und' der Gasdruck können entsprechend den bereits gemachten Angaben gewählt werden. Der Abstand zwischen der Hauptanode und der offenen Seite des Kanals 27 kann etwa i9,i mm betragen.The cathode is dimensioned so that, when the device is in operation, the negative glow regions of the cathode surfaces delimiting the channel 27 overlap. In a special embodiment, which is intended for operation with potentials in the order of magnitude specified below, the sheets or plates 25 can be 12.7 mm wide, while the channel 27 has a depth of 9.5 mm and a width on its open side of 1.6 mm. The main anode can be 6.35 mm long and 1.3 mm in diameter; the auxiliary or control anode can have a diameter of 1.5 mm and a distance of 1.6 mm from the open side. The gas filling and the gas pressure can be selected according to the information already given. The distance between the main anode and the open side of the channel 27 can be about 19.1 mm.

In Fig. i ist ein typischer Gleichrichterkreis dargestellt, der die erläuterte Vorrichtung enthält. Die Wechselstromspeisequelle 29, die in Reihe mit der als Widerstand dargestellten Gleichstrombelastung 30 liegt, ist zwischen die Kathode 22 und die Hauptanode 23 geschaltet. Die Hilfsanode 24 ist über einen großen Widerstand 31, beispielsweise in der Größenordnung von 5oooo Ohm, mit der Hauptanode 23 verbunden und wird als Anlaßelektrode verwendet.In Fig. I a typical rectifier circuit is shown which contains the device explained. The alternating current supply source 29, which is in series with the direct current load 30 shown as a resistor, is connected between the cathode 22 and the main anode 23. The auxiliary anode 24 is connected to the main anode 23 via a large resistor 31, for example of the order of 500 ohms, and is used as a starting electrode.

Beim Betrieb läßt die Hilfsanode 24 die Stromleitung in der Vorrichtung während der Halbwelle einsetzen, während welcher die Hauptanode 23 mit Bezug auf die Kathode positiv ist; der zur Anode 24 fließende Strom ist dabei durch den Widerstand 31 auf einen kleinen Wert begrenzt. Sobald eine Entladung zwischen der Kathode 22 und der Anode 24 zustande gekommen ist, bricht der Spalt zwischen der Kathode und der Hauptanode 23 zusammen, und die Entladung wird auf die Hauptanode übertragen. Der Belastungswiderstand 30 wird zweckmäßig klein gehalten, so daß ein starker Strom in dem Hauptkreis fließen kann. Die Hauptspaltentladung setzt an den inneren,den Kanal 27 begrenzenden Kathodenflächen an.In operation, the auxiliary anode 24 allows conduction to begin in the device during the half cycle during which the main anode 23 is positive with respect to the cathode; the current flowing to the anode 24 is limited by the resistor 31 to a small value. As soon as a discharge has come about between the cathode 22 and the anode 24, the gap between the cathode and the main anode 23 collapses and the discharge is transmitted to the main anode. The load resistor 30 is expediently kept small so that a large current can flow in the main circuit. The main gap discharge starts at the inner cathode surfaces delimiting the channel 27.

Während der umgekehrten Halbwelle, das heißt wenn die Kathode mit Bezug auf die Anoden positiv ist, kann eine Entladung zwischen der Anode 24 und der Kathode auftreten, wobei erstere als Kathode wirkt. Wenn die durch die Quelle 29 gelieferte Spannung klein ist, kann es vorkommen, daß die Übertragung der Entladung auf den Hauptanodenkathodenkreis nicht eintritt, so daß der Rückstrom klein ist, und zwar besonders wegen der begrenzenden Wirkung des Widerstandes 31- Wenn diese Spannung während der Rückwärtsschwingung genügend groß ist, kann die Hauptanode als Kathode arbeiten und einen Gegenstrom in der Belastung auftreten lassen. Wegen der Eigenarten . der Vorrichtung aber wird selbst für diesen Fall der Gegenstrom klein sein, wie noch erläutert werden soll. Infolgedessen wird ein großes Gleichrichtungsverhältnis erzielt.During the reverse half-wave, that is, when the cathode with With respect to the anodes being positive, a discharge can occur between the anode 24 and the cathode, with the former acting as a cathode. When the by the source 29 supplied voltage is small, it can happen that the transmission of the discharge does not enter the main anode cathode circuit, so that the return current is small, especially because of the limiting effect of the resistance 31- If this Voltage during the backward oscillation is sufficiently large, the main anode work as a cathode and allow a countercurrent to occur in the load. Because of idiosyncrasies. the device, however, becomes the countercurrent even in this case be small, as will be explained. As a result, the rectification ratio becomes large achieved.

Die Betriebstrennlinien für eine Vorrichtung nach der in Fig. i und 2 gezeigten und oben beschriebenen Ausführung sind in Fig. 3 veranschaulicht, worin die Abszissen den Hauptanodenströmen entsprechen und die Ordinaten den Hauptanodenspannungen. Zu beachten sind insbesondere die hohe Stärke des Vorwärtsstroms und die geringe Stärke des Rückstroms, selbst bei Spannungen, die das Mehrfache von der Spannung betragen, bei welcher der hohe Vorwärtsstrom erzielt wird. Zu bemerken ist außerdem insbesondere die verhältnismäßig niedrige Spannung, bei welcher der starke Vorwärtsstrom zustande kommt. Bezüglich des Stroms ist besonders zu bemerken, daß für einen Vorwärtsstrom von 1,5 Ampere und bei Bemessung der Kathode in der obengenannten Weise die Stromstärke je Quadratzentimeter der Kathodenfläche rund 0,7 Ampere beträgt. Es sind sogar noch höhere Werte erzielt worden. Bezüglich der Spannung ist zu bemerken, daß der starke Strom bei einer Spannung in der Größenordnung von 130 Volt erzielt worden ist. Um dies mit einer ähnlichen Vorrichtung mit einer ebenen Kathode aus dem gleichen Material und mit gleicher Fläche zu vergleichen, so ist festzustellen, daß eine Spannung über 130 Volt erforderlich war, um einen Strom von o,1 Ampere zu erreichen. Außer dem starken Strom, und zwar dem starken bei niedriger Spannung erzielbaren Strom, zeichnet sich die V-förmige, aus feuerfestem Metall bestehende Kathode noch durch andere sehr wünschenswerte Vorzüge aus. Einer derselben ist die lange Lebensdauer. Dies beruht teilweise auf der Tatsache, daß die Wirksamkeit der Kathodenoberfläche -nicht rasch durch Funken oder durch Abtragen des Oberflächenmaterials beeinträchtigt wird, zum Teil auf der Tatsache, daß wegen der nahen Aneinanderanordnung der aktiven Kathodenflächen das von der einen zerstäubte Material auf der anderen abgelagert wird. Ein anderer Vorzug besteht darin, daß die hohen Ströme mit mannigfachen Gasfüllungen und -drücken erzielbar sind, so daß die Endeonisierungszeiten und Impedanzen gesteuert werden können. Außerdem ist es möglich, relativ hohe Gasdrücke anzuwenden, wodurch ein großer Unterschied zwischen Zünd- und Brennspannung für den Haupt- oder Arbeitsspalt verwirklicht werden kann.The operational dividing lines for a device according to the embodiment shown in Figures i and 2 and described above are illustrated in Figure 3, wherein the abscissas correspond to the main anode currents and the ordinates correspond to the main anode voltages. Particular attention should be paid to the high strength of the forward current and the low strength of the reverse current, even at voltages that are several times the voltage at which the high forward current is achieved. Also noteworthy is the relatively low voltage at which the strong forward current occurs. With regard to the current, it should be noted in particular that for a forward current of 1.5 amperes and when the cathode is dimensioned in the above-mentioned manner, the current intensity per square centimeter of the cathode area is around 0.7 amperes. Even higher values have been achieved. Regarding the voltage, it should be noted that the large current was obtained at a voltage of the order of 130 volts. To compare this with a similar device with a planar cathode made of the same material and with the same area, it should be noted that a voltage above 130 volts was required to achieve a current of 0.1 ampere. In addition to the strong current, namely the strong current that can be obtained at low voltage, the V-shaped cathode made of refractory metal has other very desirable advantages. One of these is long life. This is due in part to the fact that the effectiveness of the cathode surface is not quickly compromised by sparks or erosion of the surface material, and in part to the fact that, because of the close proximity of the active cathode surfaces, the sputtered material from one is deposited on the other . Another advantage is that the high currents can be achieved with a variety of gas fillings and pressures, so that the endonization times and impedances can be controlled. In addition, it is possible to use relatively high gas pressures, which means that a large difference between ignition and operating voltage can be achieved for the main or working gap.

Wegen der großen Stromdichten, die benutzt werden können, kann man die Größe und die Kosten der Vorrichtungen für die Befriedigung eines gegebenen Stromleistungsverhältnisses verringern. Umgekehrt lassen sich hohe Ströme mittels kleiner Vorrichtungen verwirklichen.Because of the large current densities that can be used, one can the size and cost of the devices for satisfying a given one Reduce the power ratio. Conversely, high currents can be achieved by means of realize small devices.

Eine Vorrichtung von verhältnismäßig kleiner Größe und hohem Stromverhältnis, die insbesondere für Steuer- oder Schaltzwecke geeignet ist, ist in den Fig. 4, 5 und 6 veranschaulicht. Die Kathode 22 entspricht der bereits erläuterten Ausführung. Die Vorrichtung enthält zwei Hauptanoden 230, die getrennt voneinander oder zusammen benutzt werden können und deren jede aus einem Draht oder Stab besteht, der in dem Sockel 21 eingeschmolzen und über den größten Teil seiner Länge mittels einer isolierenden, z. B. keramischen Hülse oder Abschirmung 32 umgeben ist. Gegenüber der offenen Seite des Kathodenkanals 27 sind im wesentlichen gleiche Hilfsanoden 240 angeordnet, deren jede die Form eines kurzen Drahtes oder Stabes hat, der von einem kräftigen Stab oder Draht 28o getragen wird. Der Stab oder Draht 280 ist in dem Sockel ei eingeschmolzen und auf dem größten Teil seiner Länge von einer Isolierhülle 33 umgeben. In Richtung jeder der Hilfsanoden 240 ist eine Hilfs- oder Anlaßkatfiode 34 angeordnet, die vorzugsweise aus feuerfestem Metall, z. B. Mölybdän, besteht und einen kleineren Durchmesser hat als die Anoden 240. Bei einer typischen Ausführung können die Hilfsanoden aus Nickeldrähten von 1,3 mm Durchmesser bestehen, während die Anlaßkathoden einen Durchmesser von 0,3 mm haben und von der zugehörigen Anode 240 in einem Abstand von 0,25 mm zwischen den Enden angeordnet sein können. Die Hilfs- oder Anlaßkathoden 34 werden mittels kräftiger Stäbe oder Drähte 35 gehalten, die in den Sockel 21 eingeschmolzen und von Isolierhülsen 36 umgeben sind.A device of relatively small size and high current ratio, particularly suitable for control or switching purposes, is illustrated in FIGS. 4, 5 and 6. The cathode 22 corresponds to the embodiment already explained. The device comprises two main anodes 230, which can be used separately or together, and each of which consists of a wire or rod which is fused in the base 21 and over most of its length by means of an insulating, e.g. B. ceramic sleeve or shield 32 is surrounded. Opposite the open side of the cathode channel 27 are substantially identical auxiliary anodes 240, each of which has the shape of a short wire or rod carried by a sturdy rod or wire 28o. The rod or wire 280 is fused in the base egg and surrounded by an insulating sleeve 33 over the greater part of its length. In the direction of each of the auxiliary anodes 240, an auxiliary or starting cathode 34 is arranged, which is preferably made of refractory metal, e.g. B. Mölybdän, and has a smaller diameter than the anodes 240. In a typical embodiment, the auxiliary anodes may consist of nickel wires 1.3 mm in diameter, while the starting cathodes are 0.3 mm in diameter and from the associated anode 240 in a distance of 0.25 mm between the ends can be arranged. The auxiliary or tempering cathodes 34 are held by means of strong rods or wires 35 which are melted into the base 21 and surrounded by insulating sleeves 36.

Die Gasfüllung des Gefäßes 2o kann aus Argon bestehen bei einem Druck in der Größenordnung von 15 mm Quecksilbersäule, obwohl höhere Drücke, z. B. in der Größenordnung von 30 mm Hg, anwendbar sind, wenn höhere Zündspannungen und höhere, zu den Anlaßelementen für die Durchführung der Entladungsübertragung führende Ströme auf die Hauptanoden zugelassen werden köVnen. Es können auch andere Gase, wie z. B. Neon oder Neon-Argon-Gemische, verwendet werden.The gas filling of the vessel 2o can consist of argon at a pressure of the order of 15 mm of mercury, although higher pressures, e.g. On the order of 30 mm Hg, are applicable if higher ignition voltages and higher currents leading to the starting elements for carrying out the discharge transfer can be permitted on the main anodes. Other gases, such as. B. neon or neon-argon mixtures can be used.

Eine Art der Anwendungsmöglichkeit der Vorrichtung ist in Fig. 6 veranschaul'cht. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die Anschlüsse nur zu einem Satz der Doppelelektroden, d. h. der Hauptanoden, der Hilfsanoden und der Anlaßkathoden, dargestellt; es ist verständlich, daß die entsprechenden Elektroden parallel zueinander geschaltet oder die entsprechenden Hilfsanoden und Kathoden unabhängig voneinander betrieben werden können. Zwischen der Anode 230 und der Kathode 22 ist von der Quelle 36 eine Gleichstromspannung angelegt, die kleiner ist als die Zündspannung der Hauptentladungsstrecke, d. h. des Spalts zwischen Hauptanode und Hauptkathode; in dem Kreis ist eine Belastung, z. B. ein Relais 37, vorgesehen. Die Anlaßkathode 34 ist über einen Widerstand 38, der in der Größenordnung von ioooo Ohm liegen kann, an die negative Seite der Quelle angeschlossen. Die für die Einleitung der Entladung in der Vorrichtung erforderlichen Impulse werden der Hilfsanode 240 zugeführt, und zwar von einer geeigneten Quelle 39 über einen hohen Widerstand 40, der in der Größenordnung von 50000 Ohm liegen mag.One type of possible application of the device is illustrated in FIG. To simplify the illustration, the connections to only one set of double electrodes, ie the main anodes, the auxiliary anodes and the starting cathodes, are shown; it is understood that the corresponding electrodes can be connected in parallel to one another or the corresponding auxiliary anodes and cathodes can be operated independently of one another. Between the anode 230 and the cathode 22, a direct current voltage is applied from the source 36, which is lower than the ignition voltage of the main discharge path, ie the gap between the main anode and main cathode; in the circle is a load, e.g. B. a relay 37 is provided. The starting cathode 34 is connected to the negative side of the source via a resistor 38, which can be of the order of magnitude of 10000 ohms. The pulses required to initiate the discharge in the device are applied to the auxiliary anode 240 from a suitable source 39 through a high resistance 40 which may be of the order of 50,000 ohms.

Wenn an die Hilfsanode 24o ein Impuls von geeigneter Amplitude angelegt wird, so bricht der Spalt zwischen dieser Anode und der Anlaßkathode 34 zusammen, wobei der Strom durch den Widerstand 40 begrenzt wird. Sobald diese Zündung einsetzt, geht die Entladung auf den Spalt zwischen der Hauptanode und der Hilfskathode über. Der Strom dieser Entladung wird nicht durch den Widerstand 4o begrenzt, so daß ein wesentlicher Spannungsabfall am Widerstand 38 auftritt. Infolgedessen geht die Entladung auf den Spalt zwischen Hauptanode und Hauptkathode über, und der Belastungskreis wird erregt, d. h. das Relais 37 wird betätigt. Die Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 7 und 8 ist ähnlich derjenigen nach Fig. 4, 5 und 6 gemäß obiger Beschreibung und ist besonders vorteilhaft vom Standpunkt kleiner Größen mit Bezug auf die Stromdurchgangskapazität. Die Kathode 220 ist mit einem Flansch 41 versehen, der z. B. mittels Schweißung an dem Tragstab oder -draht 26o befestigt und mit dem Kathodenkanal 270 im wesentlichen parallel zur Längsachse des Umhüllungsgefäßes 2o angebracht ist. Di@, Hauptanode 230A und die Hilfsanode 24o'9 haben die Gestalt L-förmiger Drähte oder Stäbe, die in dem Sockel 2 1 eingeschmolzen und größtenteils mit Isolierrohren 320 und 330, z. B. aus Quarz, umgeben sind, in welchen sie mittels Isolierzement 42 abgedichtet sind. Die Anlaßkathode 34o besteht aus einem Draht oder Stab, welcher vom Sockel durch die Quarzhülse 43 hindurchgeht und nahe am inneren Ende der Hilfsanode 240A endigt. Die Vorrichtung nach Fig. 7 und 8 kann in der in Fig. 6 veranschaulichten Weise benutzt werden und entsprechend der vorher gegebenen Beschreibung.When a pulse of suitable amplitude is applied to the auxiliary anode 24o, the gap between this anode and the starting cathode 34 collapses, the current through the resistor 40 being limited. As soon as this ignition starts, the discharge is transferred to the gap between the main anode and the auxiliary cathode. The current of this discharge is not limited by the resistor 40, so that a substantial voltage drop across the resistor 38 occurs. As a result, the discharge is transferred to the gap between the main anode and main cathode, and the load circuit is excited, ie the relay 37 is actuated. The embodiment of the invention of Figs. 7 and 8 is similar to that of Figs. 4, 5 and 6 described above and is particularly advantageous from the viewpoint of small sizes with respect to the current carrying capacity. The cathode 220 is provided with a flange 41 which, for. B. is attached by welding to the support rod or wire 26o and attached with the cathode channel 270 substantially parallel to the longitudinal axis of the cladding vessel 2o. Di @, main anode 230A and the auxiliary anode 24o'9 have the shape of L-shaped wires or rods, which are melted in the base 2 1 and mostly with insulating tubes 320 and 330, z. B. made of quartz, in which they are sealed by means of insulating cement 42. The starting cathode 34o consists of a wire or rod which extends from the base through the quartz sleeve 43 and terminates near the inner end of the auxiliary anode 240A. The apparatus of Figures 7 and 8 can be used in the manner illustrated in Figure 6 and as previously described.

Die in Fig. g und io gezeigte Ausführungsform der Erfindung ist besonders vorteilhaft in Fällen, wo sehr große Ströme erwünscht sind. Die Kathode, die aus einem Block feuerfesten Metalls, z. B. Molybdän oder Tantal,herausgearbeitet oder aus Platten solchen Materials zusammengesetzt werden kann, ist an einem Ende mit einer Mehrzahl paralleler, plattenartiger Teile 2g0 versehen, die eine Mehrzahl von Kanälen 27o begrenzen; diese Kanäle haben geringe Weite, so daß während des Betriebs der Vorrichtung die negativen Glimmbereiche der Seitenwände jedes Kanals sich überlappen. Die Kathode wird von dem Sockel 2i0 des gasgefüllten Gefäßes 20 mittels starrer Drahtstützen 26o gehalten. Die Haupt- oder Arbeitsanode 23A besteht aus einer Metall-, z. B. einer Molybdänplatte, die gegenüber dem mit Kanälen oder Schlitzen versehenen Ende der Kathode, und zwar parallel dazu angeordnet und von dem Sockel 210 mittels eines starren Drahtes oder Stabes 45 getragen wird. Die Hilfs- oder Steueranode 24A, die auch vom Sockel 2i0 getragen wird, besteht aus einem L-förmigen Draht, z. B. aus Molybdän, und endigt nahe an dem mit Kanälen oder Schlitzen versehenen Ende der Kathode. Die Gasfüllung kann von der Art sein und unter einem Druck stehen, wie es weiter oben bereits angegeben worden ist.The embodiment of the invention shown in FIGS. G and 10 is particular advantageous in cases where very large currents are desired. The cathode that made a block of refractory metal, e.g. B. molybdenum or tantalum, worked out or can be composed of panels of such material is at one end with a plurality of parallel plate-like parts 2g0 which are a plurality of of channels 27o limit; these channels are narrow, so that during the Operation of the device, the negative glow areas of the side walls of each channel overlap. The cathode is attached to the base 2i0 of the gas-filled vessel 20 held by means of rigid wire supports 26o. The main or working anode 23A consists from a metal, e.g. B. a molybdenum plate, which is opposite to that with channels or Slotted end of the cathode, arranged parallel to and from the base 210 is supported by a rigid wire or rod 45. The auxiliary or control anode 24A, which is also supported by the base 2i0, is an L-shaped one Wire, e.g. B. made of molybdenum, and ends close to the channeled or slotted End of the cathode. The gas filling can be of the type and pressurized as has already been stated above.

Die Kathodenausführung schafft in der Tat eine Mehrzahl kanalartiger, elektrisch zueinander paralleler Kathodenflächen, wodurch sehr große Ströme erreicht werden. Bei einer erprobten Vorrichtung mit einer Kathode, deren mit Kanälen versehenes Ende 19, 1 mmX8,2 mm groß war und bei welcher die Kanäle 27o eine Tiefe von 6,3 mm und eine Breite von 0,7 mm hatten, sind Ströme von ioo Ampere erzielt worden bei einer Brennspannung unter 135 Volt und mit einer Gasfüllung aus 5g0% Neon und i0/, Argon mit einem Druck von 70 mm Hg.The cathode design actually creates a plurality of channel-like, electrically parallel cathode surfaces, whereby very large currents are achieved. In a tested apparatus having a cathode, which provided with channels end 1 9, 1 mmX8,2 mm was large and in which the channels 27o a depth of 6.3 mm and a width of 0.7 mm had, are streams of ioo Ampere has been achieved at a voltage below 135 volts and with a gas filling of 5% neon and 10% argon at a pressure of 70 mm Hg.

Die Entladungsvorrichtung nach Fig. g und zo kann als Gleichrichter in einem Kreis ähnlich dem gemäß Fig. i verwendet werden oder zur Erzeugung starker Stromimpulse in einem Kreis, analog dem in Fig. 6 dargestellten Kreis. Obgleich verschiedene spezielle Ausführungen der Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, so ist doch verständlich daß sie nur der Erläuterung dienen, und daß verschiedene Änderungen daran vorgenommen werden können, ohne von dem Wesen und dem Geist der Erfindung abzuweichen.The discharge device according to Fig. G and zo can be used as a rectifier can be used in a circle similar to that of FIG. i or to generate stronger Current pulses in a circle, analogous to the circle shown in FIG. 6. Although various specific embodiments of the invention have been shown and described are, it is understandable that they are only used for explanation and that they are different Changes can be made to it without being deprived of the essence and spirit of the Invention deviate.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Gas discharge device with a cathode, a control anode and a main anode, characterized in that the cathode has closely opposed, refractory metal surfaces which delimit a channel, the control anode is arranged close to the open side of the channel and the main anode is arranged comparatively far from the open channel side are.

2. Gas discharge device according to claim i, characterized in that the channel is V-shaped .

3. Gas discharge device according to one of the preceding claims, characterized in that the width of the Channel is dimensioned so that the negative glow areas during operation of the device the boundary channel walls overlap.

4. Gas discharge device according to a of the preceding claims, characterized in that the control anode is a linear Has rod-shaped part which is opposite the open channel side. G.

Gas discharge device according to claim 4, characterized in that the rod-shaped part of the control anode extends over the open channel side, essentially parallel to the largest dimension of the open channel side.

6. Gas discharge device according to a of the preceding claims, characterized in that a starting cathode near is arranged at the control anode, the main cathode opposite the starting cathode lies.

7. Gas discharge device according to claim 6, characterized by its equipment with an additional starting cathode, an additional control anode, which in addition to the additional starting cathode is arranged, and an additional main anode the side of the channel cathode opposite the main anode. B. Gas discharge device according to claim i, characterized in that the channel is in the form of several narrow Channels is running. G. Gas discharge device according to claim 8, characterized in that that the plurality of narrow channels consist of a plurality of substantially parallel slots consists. ok Gas discharge device according to one of claims 8 or g, characterized characterized in that the width of each of the plurality of narrow channels is such that that during the operation of the device, the negative glow areas of the side walls each of the narrow channels overlap.