DE2730225A1

DE2730225A1 - Zuendeinrichtung fuer eine metalldampf-entladungsroehre

Info

Publication number: DE2730225A1
Application number: DE19772730225
Authority: DE
Inventors: John R Bayless
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1976-07-23
Filing date: 1977-07-05
Publication date: 1978-01-26
Also published as: DE2730225C3; DE2730225B2; JPS5314325A; AU2662477A; IT1079998B; FR2359501A1; US4060748A; SE7708469L; NL7708211A

Description

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Anmelderin: Stuttgart, den 30. Juni 1977

Hughes Aircraft Company P 339« ü

Centinela Avenue and

Teale Street

Culver City, Calif., V.St.A.

Vertreter:

Kohler - Schwindiing - Späth
Patentanwälte
Hohentwielatraße 41
7000 Stuttgart 1

Zündeinrichtung für eine Metalldampf-Entladungsröhre

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für eine
Metalldampf-Entladungsrohre, die in einem Kolben eine Flüssigmetall-Kathode, eine Anode und einen Kondensor umfaßt, so daß zwischen der Flüssigmetall-Kathode und der Anode eine Niederdruck-Bogenentladung stattfinden kann, während der Metallatome durch Kondensation aus
der Gasphase entfernt, wobei die Flüssigmetall-Kathode eine VJand zur Begrenzung eines Flüssigmetall-Bades aufweist, von dem der Bogen der Plasmaentladung ausgeht.

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Zündeinrichtungen für Metalldampf-Üntladungaröhren,
insbesondere für Quecksilber-Gleichrichter und -Wechselrichter, sind in verschiedenen Ausfuhrungaformen bekannt. Beim Gleichrichter-Betrieb muß die Röhre jedeamal gezündet «erden, wenn ein Potential in Durchlaßrichtung angelegt wird. Da ein Gleichrichter in der Vorwärtsrichtung nicht spannung»fest ist, kann eine utändige Zündentladung zwischen der Kathode und der Zündanode aufrechterhalten werden, solange sich das Plasma der Zündentladung nicht bis in den Anodenbereich der i-ntladungsröhre erstreckt. Daher finden im Gleichrichterbetrieb ständig brennende Zündentladungen verbreitet Anwendung und ea stehen hierfür geeignete, hochentwickelte Einrichtungen zur Verfügung.

Im Gegensatz dazu muß beim Wechselrichterbetrieb die Metalldampf-Entladungsröhre der Betriebsspannung standhalten, bia der richtige Phasenwinkel erreicht iat.
Erst dann wird das Plasma gezündet, um eine L>tromleitung in Durchlaßrichtung zu bewirken· Da die in
Durchlaßrichtung wirkende Spannung ständig anliegt,
kann eine ständige Zündentladung nicht angewendet
werden, weil die Anwesenheit von Plasma im Kathodenbereich ein Leiten der Röhre zu ungewünachten Zeiten auslösen könnte. Als Zündeinrichtung für Metalldumpf-Entladungsröhren, die ale Schalter oder Wechselrichter arbeiten, werden gegenwärtig nur Borearbid-Zundeinrichtungen benutzt. Bei diesen Zündeinrichtungen muli der Kontaktdruck zwischen einer Zündelektrode aus Borcarbid

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und der Fluaaigmetall-Knthodo mechanisch einatellbar uein. Daher wird für diese him»teilung eine mechanische Verbindung und eine üteuerschaltung benötigt. Weiterhin muß eine Möglichkeit zuj· Steuerung der Temperatur der Borcarbid-Zündelektrode unabhängig von der Kathodentemperatur vorhanden sein. Au<:h hierfür sind üteuerschaltungen erforderlich, da die erforderliche Temperatur der Zündelektrode von den lie triebaparane tern der Uetalldampf-^ntladungaröhre abhängt. Weiterhin iat die Horcarbid-Zündeinrichtung sehr komplizier*,. Viele zusätz-1 iche Beile und i nfoLgedeaaen zusätzliche Koyter\ ;iin'i mit der Anwendung einer Horcai-bid-Zündeinriclitung verbunden. Der komplizierte Aufbau ergibt sich vorwiegend aua den mechanisch beweglichen Teilen und ea entstehen zusätzliche Kosten durch die LJteuereinrichtungerw

iia ist auch bekannt, gewisse Fox^men von Oberflächenopannungadurchbrüchen auszunützen, jedoch nicht zum Zünden von Uetalldampf-l^ntladungsröhren» iiolche Heuiühungen haben vielmehr ihren Niederachlug in handelsüblichen Zündeinrichtungen für Luft-brennatoff-Ctet&iuche in Strahltriebwerken und dgl. gefunden^

Uemgegenübex· liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zündeinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu achaffen, die auch bei einem Betrieb der Metalldampfi^ntladungsröhre als Schalter oder ^,!chselrichter geeignet ist, jedoch ohne die komplizierten oteueroinrichtungen auskommt, wie sie bei Horcarbid-Zündeinrichtungen benötigt werden«

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Diese Aufgabe wird nach der .Erfindung dadurch gelöst, daß die Kathode in der das Flüssigmetall-Bad begrenzenden Wand eine öffnung aufweist, die von einer die badbegrenzenden Wand fortsetzenden Zündkathoden-Wand begrenzt wird, daß in die öffnung ein Block aus Halbleitermaterial eingesetzt ist, dessen Vorderfläche an der Zündkathoden-Wand anliegt und sich unterhalb der badbegrenzenden Wand befindet, und daß mit der Vorderfläche des Blockes aus Halbleitermaterial eine Zündanode anliegt, die im Abstand von der Zündkathode angeordnet ist, so daß bei Anlegen einer Spannung zwischen Zündanode und Zündkathode an der Vorderfläche des Blockes aus Halbleitermaterial ein Spannungsdurchbruch stattfindet, der zum Zünden einer Plasmaentladung zwischen der Anode und der Kathode der Entladungsröhre geeignet iat.

Bei der erfindungsgemäßen Zündeinrichtung, die insbesondere für Quecksilberdampf-Entladungsröhren geeignet ist, dient also die Kathode der Entladungsröhre zugleich als eine Elektrode der Zündeinrichtung und steht in direktem Kontakt mit der überfläche eines Halbleitermaterials mit vorzugsweise mittlerem spezifischem Widerstand. Kit der gleichen Oberfläche des Halbleitermaterials steht auch eine Zündelektrode in Kontakt, so daß beim Anlegen einer Spannung zwischen diese Elektroden ein Spannungsdurchbruch längs der Oberfläche des Halbleitermaterials stattfindet. Auf diese Weise entsteht ein Funken, der dazu gezwungen wird, sich von der Oberfläche des Halbleitermaterials zu entfernen und in den aktiven Bereich der Entladungsröhre einzutreten.

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Der Spannungsdurchbruch an der Oberfläche eines Halbleiters mit mittlerem spezifischem Widerstand ist mit großer Zuverlässigkeit reproduzierbar, so daß durch die Erfindung eine Zündeinrichtung mit sehr einfachem Aufbau geschaffen wird, welche die gewünschte Zündung der Entladungsröhre mit hoher Zuverlässigkeit bewirkt. Üabei kann die Oberfläche des Halbleitermaterials so angeordnet werden, daß sie gegen den Lichtbogen der Hauptentladung geschützt ist. Sie ist auch vor einer Zerstäubung geschützt und kann so ausgebildet werden, daß der Zündfunke von der Oberfläche des Halbleitermaterials entfernt wird, um eine Erosion des Halbleitermaterials zu vermindern.

Es ist auch von besonderem Vorteil, daß die Kathode der Zündeinrichtung einen Teil der Elüssigmetall-Kathode der Entladungsröhre bildet, so daß die Schicht flüssigen Metalls, welche den aktiven Bereich der Flüssigmetall-Kathode der Entladungsröhre bedeckt, sich bis zu der Stelle erstreckt, an welcher das Halbleitermaterial der Zündeinrichtung an deren Kathode angrenzt.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels· Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine lietalldarupfi-iutludungs röhre,

Fig., 2 teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt die Kathodenanordnung der '-η t ladungslehre nach Fig. 1 in vergrößertem liußstab und

!•'it;. 3 einen ochnitt durch <iie Zündeinrichtung dor Kathode nach Fig. 2 in nochmals vergrößertem Maßstab.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Lietalldainpfi^ntladungsröhre 11) ist von der Art, wie sie in der DT-i'Ü 22 39 i?26 beschrieben iat. Üie umfaßt eine Kathode 12 und eine ünode 14 sowie eine Kondenaorflache 16. 'Ueae Bauteile sind in einen; (iehüuse o'.er Kolben 1Ö vereinigt. Dex· Kondensor 1b biLdet einen Teil des Gehauaea, der von einer Kühlschlange Λ) umgeben ist, die mit dem metallischen tiittelteil des Gehäuses in würmekontukt steht» I^ine !finne ?_,j fängt das flüssige Metall auf, das aus dem Raum sswischen den Elektroden durch Kondensation entfernt worden iat. .uhnliche Mtitalidaiapf-i^ntliHiungsruhrfcii oder Metaildampf-Lichtbogen-ochaltvorrichtungen sind auch in den Uii-1'üen .5 GW O61_f5 66.7 :^Ί(>5, 3 66« 4S5, j> i?üb ^lJ04, ό 5$ii 57^Lj>_t 3 Vl·) Ο11 und 3 ϊ>ψ) 384 beschrieben* Diese Patentschriften beschreiben verschiedene Ausfuhruiigsformen von Meta I Idampf-l-ntladungsrühren bei denen die erfindungsgemäße Zündeinrichtung eingebaut und zum Zünden des Lichtbogens verwendet werden kann. Die Offenbarung dieser l'atentschrLl'ten wird in ihrer Gesamtheit in die vorliegende Be:uhreibung einbezogen„

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Wie aus Fig., 2 ersichtlich, weist die Kathode 12 der Metalldampf-üntladungsröhre 10 nach Fig. 1 einen äußeren Körper 24 auf, der mit seinem unteren Ende an einer Platte 26 befestigt ist und eich nach oben bia zu einer äußeren Struktur 2Ö erstreckt, die in Fig. 3 nochmals vergrößert dargestellt ist. Im Dereich dieser äußeren struktur definieren die badbegrenzenden «fände $0 und 32 einen ringförmigen Kaum zwischen der äußeren Struktur und einem zentralen Stempel 34-„

in den oben angegebenen Patentschriften mehr im einzelnen dargelegt ist, wird flüssiges Metall durch ein Kohr 3i? dem Spalt zwischen den budbegrenzenden Wänden zugeführte Wenn zwischen Kathode und Anode eine Spannung angelegt und die Entladungsröhre gezündet wird, entsteht ein Lichtbogen, der von der Überfläche des flüssigen Metalles am Übergang zu den badbegrenzenden Wänden ausgeht, 3ü daß «ine Stromleitung stattfindet. Die Zündeinrichtung 40 ist so ausgebildet und angeordnet, daß «ie die erforderliche Zündung bewirkt.

Die äußere Struktur 28 erstreckt sich ohne Unterbrechung über die badbogrenzende Wand 30 nach unten und bildet elektrisch einen Teil der Kathode 12 der Metalldampf-Entladungsröhre 10_o Sie weist eine Bohrung 42 auf, die dazu dient, die Zündeinrichtung 40 aufzunehmen. An der Oberseite der Bohrung 42 befindet sich eine Schulter 44, die ala Anschlug für dio in die Bohrung

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eingesetzte Zündeinrichtung dient. Die badbegrenzende Wand 30 weist eine öffnung auf, die von der Oberfläche einer Nase 46 begrenzt wird, die eine geschlossene ringförmige Wulst bildet, die sich zwischen der badbegrenzenden Wand 30 und der Schulter 44 erstreckt.

In der Bohrung 42 sitzt ein zylindrischer, rohrförmiger Halter 48, der bis zur Schulter 44 reicht, ür besteht aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise aus Kupfer, und ist in die Bohrung 42 eng eingepaßt. Der Halter ist in der Bohrung mittels Spreizschrauben 5° und 52 verkeilt, von denen zwei in Fig. dargestellt sind. Die Spreizechrauben sind in konischen Gewindebohrungen 5^- und 56 eingedreht, um die Außenfläche des Halters 48 zu dehnen und an die Innenfläche der Bohrung 42 anzupressen, damit ein guter Y/ärmekontakt entsteht. Die Temperatur der äußeren Struktur 28 ist in geeigneter Weise gesteuert, bei Bedarf durch Kühlen, um die durch den Lichtbogen erzeugte Wurme abzuführen, so daß durch den beschriebenen Aufbau auch die Zündeinrichtung gekühlt wird, indem die von ihr erzeugte Wärme auf die temperaturgeregelte äußere Struktur 28 abgeführt wird«

aus Halbleitermaterial bestehender rohrförmiger Block 58 weist eine zylindrische Innenfläche 60 und eine konische Außenfläche 62 auf. Die Außenfläche 62 liegt an einer in gleicher weise konischen Fläche am vorderen Ende des Halters 48 an. Der aus Halbleitermaterial bestehende Block 58 ist mit dem Halter 48

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längs dieser aneinanderliegenden Flüchen verlötet. Der llalbleiterblock besteht aus Siliciumcarbid, wahrend der Halter 48 aus Kupfer bestellt. Die Vorderfläche 64 des Blockes 58 liegt an der Unterseite der äußeren struktur 28, nämlich an der Schulter 44- an, so (lali sie in die äußere Struktur litt an der Krümmung der Hase 46 übergeht.

Die Zündanode 66 wird von einem Kopf gebildet, an den sich ein Schaft 68 anschließt, der sich in die Bohrung des Blockes ^8 aus Halbleitermaterial hinein erotreckt. i-.r ist mit dem Block 58 durch Löten verbunden. An der Zündanode 66 ist eine Anodenleitung 70 befestigt, die zur Herstellung eines getrennten Anschlusses aus der Kathode herauaragt, wie es Fig. 2 zeigt. Der Kopf der Zündanode 66 hat eine ebene Stirnfläche und eine zylindrische Umfangsfläche mit einem Kadius am Übergang zwischen Umfangsflache und stirnfläche. Zwischen dem Kopf und der Hase 46 befindet sich ein Spalt. Sowohl die äußere Struktur 28 als auch die Zündanode 66 bestehen aus einem hochfeuerfesten Metall, beispielsweise auü Molybdän, dae einer Erosion widersteht.

Die Form der beiden Elektroden, welche den Zündspalt über der Vorderfläche des Blockes aus Halbleitermaterial begrenzen, bewirkt, daß die Zündentladung von der Oberfläche des Halbleitermaterials fort und in Richtung auf den aktiven Bereich der Flüssigmetall-Kuthode, nämlich in den Kanal oder die Nut zwischen den badbegrenzenden Wänden 30 und j>2 getrieben wird. Hierdurch wird die

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einer Erosion des lialbleitermat,t:rialii vermmdei't und gleichzeitig die Möglichkeit geboten, den ΊΊiiiulfunken an einer JJtelle auszulösen, der vom Ort der H.-i entladung in der i^ntladuiigsrohre entfe.-iit ist. i)ie nj Ausdehnung der Vorderfläche 64 den ίίαί L»leiteriuat<- rial a erhöht die Lebensdauer der Zündeinrichtung, soweit nie durch eine Erosion des Haibleitermateriala begrenzt ist, indem eine große Uaterialinenge zur Vei-fiigung gestellt wird* Die Vorderf lache 64 ist gegen eine Zerstäubung nh^eacliiriat, die sonst durch die HauptentlHdung zwi ichen d*sr t.attiode Λ2 und der Anode 14 hervorgerufen werden künnttf. i>in<? Schiclit aus flüssigem tletall, inabejondere ^u«u;kailber, 1-edeckt den aktiven Bereich der Kathode, einachlielil ich der badbegrenzenden Wände jO und '·$.''. Diese tit: tausch icht er;; treckt sich bis zum übergang von dor Hase *tt> auf die Vorderflüche 64 des Blockes ^»ö. Hierdurch wird die Lebensdauer der Kathode verlängert, da an der Ua.,e nt> eine Erosion des flüssigen ^etalLes und nicht de:« Kntht/ ien-material:; stattfindet» Hierdurch wird weiterhin verhindert, daß Material der Ziindkathodb .uf nie Vorderflache G4 auü HaLblei teiTjattiriai duroli "erstäubeii abj¹;».'-achieden wird.

Vei'sucho iiaben eine hüch:;t ^u/urla.^ii^e Zün inn;" nil; einer sicherheit von ¹Y)^i/-* uxid mi.'hr in eint.-., gruuwu iiereich von BotriubsbedLngungeu von Lt; talldcjcipf-r.ütladungsröhren ergeben,, Worden dn:i iiundeinricl.t.uri.■;<■■:. verwendet und hat; jede Läaiiw«; liw ι ;:ht,uri( ti in»; '·'·α·;«.·ι· \ un~ sigkeit von ⁽)⁽>,'λ^, dann ist die ./;i! ι :n :.iaiilichi;i-r, einer l-'eiil- oder Il ichtv.iindurijj I λ Iw

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Kehl- oder Nichtzündung innerhalb von yecha Monaten bei 60 Hz bedeutet. Weiterhin weist die von einem Oberflüchen-üpannungsdurchbruch Gebrauch machende Zündeinrichtung 40 nach der Erfindung eine sehr hohe Zuverlässigkeit auf, die sich aus ihrem einfachen Aufbau ergibt«

Die Wirkungsweise der erfindungsgemüßen Zündeinrichtung mit Oberflächen-üpannungadurohbruch beruht auf aer empirischen Beobachtung, daß zuverlässige Entladungen bei iJpaltbreiten von 0,075 bia 0,125 cm an der Oberfläche von Halbleitern mit mittlerem spezifiachem Widerstand bei LJparinungen von etwa 1000 V erzielt werden können, ^s werden die gleichen Resultate unabhängig davon erzielt, ob an der Halbleiter-Oberfläche Luft oder Vakuum vorhanden ist. Wenn ein Halbleiter mit hohem spezifischem Widerntand verwendet wird, ist der opannungsdurchbruch ähnlich dem, wie er bei einem Isolator beobachtet wird, d.h., daß die Durchbruchaspannung sehr viel größer ist und die Sicherheit, daß beim Anlegen der Spannung ein Durchbruch stattfindet, sehr viel geringer. Wenn dagegen ein Halbleiter mit niedrigem spezifischem Widerstand verwundet wird, dann wird der fcitrom einfach durch die Masse des Materials geleitet. Die Uurchbruchs-iagenschaften sind ,jedoch andere, wenn die Oberflächen-Zündeinrichtung in Gegenwart von tiotalldampf, insbesondere Ciueckailberdampf, arbeitet. Ursprünglich iat der Widerstand der Zündeinrichtung hoch und Θ3 iiit auch die Durchbruchsüpannung hoch und

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nimmt mit der Spaltbreite zu. Nach einer Konditionierung in einer in Betrieb befindlichen Metalldampf-Entladungsröhre während einer Zeit von einer Stunde bei 60 Hz fällt der Widerstand auf einen typischen Wert zwischen 1 und 100 Ohm ab, je nach den Arbeitsbedingungen der Metalldampf-Entladungsröhre. Dieser Wert ist sehr viel geringer als derjenige, der bei anderen Anwendungen angetroffen wird. Weiterhin fällt die Durchbruchsspannung auf einen sehr niedrigen Wert von etwa 1i?0 V ab und scheint von der Spaltbreite unabhängig zu sein. Obwohl eine physikalische Erklärung für dieses Ergebnis noch nicht gefunden worden ist, scheint es, daß sich auf der Oberfläche des Halbleitermaterials kleine Quecksilbertröpfchen ansammeln und dadurch die Betriebsgrößen beeinflussen, insbesondere den elektrischen Widerstand der Zündeinrichtung vermindern. Da jedoch die Vorderfläche 64 des Halbleitermaterials von Quecksilber nicht benetzt wird, wird jedoch keine durchgehende Schicht hoher Leitfähigkeit gebildet, welche die Funktion stören könnte.

Spezielle Konstruktionsmerkmale machen die erfindungsgemäße Zündeinrichtung für einen Betrieb mit großer Lebensdauer in Metalldampf-Entladungsröhren mit Flüssigmetall-Katbode besonders gut geeignet. Fig. 3 veranschaulicht insbesondere eine Elektroden-Geometrie, die zu Bedingungen führt, welche die ursprünglich an der Vorderfläche 64 des Blockes 38 entstehende Ladungen zwingen, diese Oberfläche zu verlassen und in den Hauptentladungsbereich des Metalldampf-Lichtbogens oberhalb

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des von der Flüasigmetall-Kuthode gebildeten Badcsj einzutreten. Dieser Vorgang ist erwünscht, um die Erosion der Vorderfläche des lialbleitermaterials zu vermindern und eine Kopplung zwischen der geometrisch isolierten Torderfläche 64 und der Hauptentladungsstrecke der Metalldampf-Entladungsröhre herzustellen. Dies erfolgt auf zweierlei Weise. Als erstes sind Anode und Kathode der Zündeinrichtung so geformt, daß der Elektrodenabstand mit der Entfernung von der Halbleiter-Vorderfläche 64 abnimmt. Die iitabilitätsbedingungen für eine Entladung fordern, daß sich der Zündlichtbogen in Hichtung auf eine ütelle bewegt, bei dem die Entladespannung ein Minimum annimmt. Diese Stelle befindet sich dort, wo die Entladungsstrecke die geringste Länge hat. Als zweites hat die koaxiale Anordnung eine j x B-Kraft zur Folge, die das Bogenplaama in die Hauptentladungsstrecke der Metalldampf-Entladungsröhre zwingt.

Die große Vorderfläche 64 des Halbleitermaterials ist erwünscht, um ein großes Materialvolumen zur Verfügung zu stellen, das durch Erosion abgetragen werden kann, ohne die Funktion der Zündeinrichtung zu stören, wodurch eine große Lebensdauer erzielt wird. Weiterhin wird eine gute Abschirmung gegen Zerstäuben und eine geometrische Isolierung von der Hauptentladung in der Metalldampf-Entladungsröhre erzielt. Das Ergebnis ist eine minimale Ablagerung von Material, das durch die Hauptentladung zerstäubt wurde, und die Sicherheit,

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daß die Hauptentladung hoher Stromstärke nicht vom Bereich der Zündeinrichtung ausgeht. Dies liegt daran, daß der Zugang zur i^ntladungsstrecke der Zündeinrichtung nicht der Hauptanode 14 zugewandt ist und daß die Vorderfläche 64 des Halbleitermaterials zwischen den zugeordneten Elektroden vertieft angeordnet ist. Diese vertiefte Anordnung ergibt bezüglich der Hauptentladung eine sehr hohe, örtliche Kntladungsapannung, so daß sich die Hauptentladung zu anderen Ste'len der Flüssigmetallschicht begibt, welche die Kathodenoberflache bedeckt.

Die Kontinuität zwischen den Oberflächen der badbegrenzenden Wand 30 für die Hauptentladung und der Nase 46 gestattet es der Quecksilberschicht, welche die badbegrenzenden Wände 30 und 3^ der Hauptentladungs-Kathode bedeckt, sich über die Nase 46 bis zum übergang an die Vorderfläche 64 des Halbleitermaterials zu erstrecken. Die Kontinuität der Oberfluchen gewährleistet die Kontinuität des Quecksilberfilms· Unter diesen Umständen ist es der Quecksilberfilm und nicht das Molybdänsubstrat, das durch die Zündung von Lichtbögen erodiert wird. Dies bedeutet, daß die Nase 46, die als Kathode für die Zündeinrichtung dient, aus dem gleichen hochfeuerfesten Metall besteht, beispielsweise aus Molybdän. Die Zündanode 66 besteht aus dem gleichen Material.

Der Block 58 aus Halbleitermaterial besteh aus handelsüblichem Siliciumcarbid, üin Beispiel für ein spezielles Material ist das von der Firma Ceradayne vertriebene Material Ceralloy 146-1. &a hat einen spezifischen

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Widerstand von 1Cr bis 1O-⁷ Ohm.cm«, Dieses Material wurde wegen seiner hohen Beständigkeit gegen Wärmeschocks, seinem spezifischen elektrischen Widerstand und seiner guten Erhältlichkeit gewählt. Andere Halbleitermögen zwar geringere Erosionsraten bieten, weisen jedoch bei der Verwendung in der erfindungsgemäßen Zündeinrichtung keine nennenswerten Vorteile auf. Die Form der inaktiven Oberfläche des aus Halbleitermaterial bestehenden Blockes 58 ist so gewählt, daß ein auereichend langer Weg zwischen Elektrode und Anode besteht, der gewährleistet, daß sich längs dieses Wegea keine Entladung ausbildet.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand einer bevorzugten Ausführungsforin beschrieben. Ea versteht sich jedoch, daß diese Ausführungsform in vielfältiger Weise abgewandelt werden kann und der Fachmann ohne erfinderischea Zutun eine Vielzahl anderer Auafuhrungaformen konstruieren kann. Demgemäß soll die Erfindung nur durch den Schutzumfang der Patentansprüche definiert sein.

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Claims

Patentansprüche

' 1. Zündeinrichtung für eine Metalldampf-xintladun/s.sröhre, die in einem Kolben eine Flussigmetall-Kathode, eine Anode und einen Kondensor umfaßt, so daß zwischen der Flüssigmetall-Kathode und der Anode eine Niederdruck-Bogenentladung stattfinden kann, während der lletallatome durch Kondensation aus der Gasphase entfernt werden, wobei die Flüssigmetall-Kathode eine Wand zur Begrenzung eines FlussiRmetall-liades aufweist, von dem der Bogen der Plasmaentladung ausgeht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (12) in der das Flüssigmetall-Bad begrenzenden Wand (30) eine öffnung aufweist, die von einer die badbegrenzende Wand (30) fortsetzenden Zündkathoden-Wand begrenzt wird, daß in die Öffnung ein Block (58) aus Halbleitermaterial eingesetzt ist, dessen Vorderfläche (64) an der Zündkathoden-Wand anliegt und sich unterhalb der badbegrenzenden Wand (30) befindet, und daß an der Vorderfläche (64) des Blockes (58) aus Halbleitermaterial eine Zündanode (66) anliegt, die im Abstand von der Zündkathode angeordnet ist, so daß bei Anlegen einer Spannung zwischen Zündanode und Zündkathode an der Vorderfläche (64) dej Blockes aus Halbleitermaterial ein üpannungsdurchbruch stattfindet, der zum Zünden einer Plasmaentladung zwischen der Anode (14) und der Kathode (12) der üntladungaröhre (10) geeignet ist.

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2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dali die Zündanode (66) in der Mitte der Vorderfläche (64) des Blockes (50) aus Halbleitermaterial angeordnet ist, 3O daß die Zündkathode und die Zündanode einen für den Li pannungs durch bruch freiliegenden, ringförmigen Abschnitt der Vorderfläche (64) des Blockes (58) begrenzen.
3. Zündeinrichtung nach Anspruch Λ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündanode und/oder die Zündkathode eine konvexe Auswölbung (ilaae 46) aufweisen, die derart angeordnet ibt, daß der kleinste Abstand zwischen der Zündanode und der Zündkathode sich in einem Abstand von der Vorderfläche (64) des Blockes (bö) aus Halbleitermaterial befindet, so daß der durch den üpannungadurchbruch an der Vorderfläche des Blockes gebildete Bogen sich von der Vorderflache löst und sich in dichtung auf die stelle bewegt, an der die Zündanode und die Zündkathode den kleinsten Abstand haben.
4. Zündeinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die die Öffnung in der badbegrenzenden Wund (30) begrenzende und die Zündkathode uildende Wund (Nase 46) wulstartig konvex gewölbt ist.
5>» Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (^>8) aus Halbleitermaterial in binen Halter (-'J-B) eingesetzt und der Halter in der Flüssigmetali-Kathode ^ J unterhalb der Öffnung in der bad begrenzenden V; and befestigt ist.

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6. Zündeinrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Block (5ö) aus Halbleitermaterial eine zentrale Öffnung aufweist und die Zündanode (66) in diese öffnung eingesetzt und mit einer den Halter (48) und die zentrale Öffnung durchsetzenden Anodenleitung (70) verbunden ist.
7. Zündeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (48) Einrichtungen (üpreiζschrauben 5ü_y 52) aufweist, die seine Ausdehnung ermöglichen, um einen Wärmekontakt mit dem Körper (24) der Flüssigmetall-Kathode (12) herzustellen.

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