DE607064C

DE607064C - Arrangement for the ignition and operation of gas-filled discharge tubes

Info

Publication number: DE607064C
Application number: DE1930607064D
Authority: DE
Original assignee: WERNER GERMERSHAUSEN DR
Current assignee: WERNER GERMERSHAUSEN DR
Priority date: 1930-04-13
Filing date: 1930-04-13
Publication date: 1934-12-17

Description

Bei den bisher bekannten gasgefüllten Entladungsröhren mit Bogenentladung und durch den Entladungsvorgang beheizter, mindestens auf ihrer Oberfläche fester Kathode mit niedrigem Kathodenfall erfolgt die Einleitung und Aufrechterhaltung des Stromdurchgangs, indem man mittels einer erhöhten Zündspannung den Durchbruch der Entladung zwischen der Anode und der Kathode erzwingt und die Zündspannung abschaltet, nachdem sich der Bogen ausgebildet hat. Ein anderes bekanntes Verfahren, derartige Entladungsröhren zu zünden, besteht darin, daß man durch Wärmeleitung oder Wärmestrahlung die Kathode beheizt und dann nach Einleitung des Stromdurchganges die Beheizung unterbricht. Endlich bedient man sich zur Inbetriebsetzung derartiger Röhren einer Hilfskathode, z. B. einer Glühkathode, welche man mittels einer besonderen Stromquelle auf ein gegenüber der Hauptkathode negatives Potential bringt, um auf diese Weise mit Hilfe der von der Hilfskathode ausgesandten Elektronen eine Erwärmung der Hauptkathode zu erzielen. Diese Anordnungen sind verhältnismäßig umständlich und arbeiten auch nicht in jedem Falle sicher, ferner wird eine Wiederholung des Zündens oft erforderlich, weil bei kleinen Stromstärken der Lichtbogen leicht erlischt.In the previously known gas-filled discharge tubes with arc discharge and through the discharge process heated, at least on its surface solid cathode with low Cathode fall is carried out by initiating and maintaining the passage of current the breakdown of the discharge between the anode is achieved by means of an increased ignition voltage and the cathode forces and switches off the ignition voltage after the arc has trained. Another known method of igniting such discharge tubes, consists in that the cathode is heated and by thermal conduction or thermal radiation then after the passage of current has been initiated, the heating is interrupted. Finally served to start up such tubes of an auxiliary cathode, z. B. a hot cathode, which one by means of a special power source on one opposite the main cathode negative potential brings to this way with the help of the emitted by the auxiliary cathode Electrons to heat the main cathode. These arrangements are relatively cumbersome and also work not always safe, furthermore a repetition of the ignition is often necessary, because the arc is easily extinguished at low currents.

30· Nach der Anordnung der Erfindung wird der Bogenansatz an der Kathode dadurch mit Sicherheit eingeleitet und aufrechterhalten, daß man eine die Ionisation einleitende, in der Nähe der Hauptkathode angeordnete Hilfskathode über einen ihr in bezug auf den Haupt-Stromkreis vorgeschalteten Widerstand mit der Hauptkathode oder in gleicher Weise mit einem Punkte des den beiden Kathoden gemeinsamen Stromkreises verbindet, welcher ein mit dem der Hauptkathode gleichnamiges Potential besitzt. In der Abb. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Gleichrichters nach der Erfindung schematisch dargestellt. Außer der Hauptkathode k und der Anode α befindet sich in der Entladungsröhre r die Hilfskathode g, welche über einen Widerstands mit der Hauptkathode k und dadurch auch mit der gemeinsamen Stromquelle, nämlich dem Transformator t, verbunden ist. Der mittels der Entladungsröhre über die Anode α gleichgerichtete Wechselstrom wird über den Verbraucher c geleitet. Die Zündung der Entladungsröhre erfolgt nach der Erfindung in der Weise, daß die Hilfskathode g, wie im folgenden näher angegeben, die Ionisation einleitet und eine Hilfsbogenentladung zwischen ihr und der Anode α über den Widerstand w einsetzt. Durch diese Hilfsentladung erhält die Hilfskathode g ein gleichgerichtetes positives Potential gegenüber der Hauptkathode k. Da der Spannungsabfall zwischen g und a gering ist, entsteht, abgesehen von dem Spannungsabfall in dem Verbraucher c, zwischen der Hauptkathode k und der Hilfskathode g annähernd die volle gleichgerichtete Sekundärspannung des Transformators t. Auf diese Weise wird zwischen der Hilfskathode g und der Hauptkathode k zunächst eine gleichgerichtete Glimmentladung eingeleitet, welche durch Aufprall vonAccording to the arrangement of the invention, the arc attachment to the cathode is reliably initiated and maintained by an auxiliary cathode which initiates the ionization and is arranged in the vicinity of the main cathode via a resistor connected upstream of it with respect to the main circuit with the main cathode or connects in the same way with a point of the circuit common to the two cathodes, which has a potential of the same name as that of the main cathode. In Fig. 1, an embodiment of a rectifier according to the invention is shown schematically. In addition to the main cathode k and the anode α, there is the auxiliary cathode g in the discharge tube r , which is connected via a resistor to the main cathode k and thereby also to the common power source, namely the transformer t . The alternating current rectified by means of the discharge tube via the anode α is conducted via the consumer c . The ignition of the discharge tube takes place according to the invention in such a way that the auxiliary cathode g, as specified in more detail below, initiates the ionization and an auxiliary arc discharge sets in between it and the anode α via the resistor w . This auxiliary discharge gives the auxiliary cathode g a rectified positive potential with respect to the main cathode k. Since the voltage drop between g and a is small, apart from the voltage drop in the consumer c, approximately the full rectified secondary voltage of the transformer t occurs between the main cathode k and the auxiliary cathode g. In this way, a rectified glow discharge is first initiated between the auxiliary cathode g and the main cathode k , which is caused by the impact of

positiven Ionen auf die Hauptkathode sehr rasch zu einem Bogenansatz bei gleichzeitiger Verminderung des Spannungsabfalls an der Hauptkathode k führt. Nachdem der Bogen sich an der Hauptkathode k ausgebildet hat, setzt die Entladung zwischen ihr und der Anode α ein, während der Strom von der Hilfskathode g über den Widerstands je nach Größe dieses Widerstandes sich verringert. Sofern ίο bei kleinen Stromstärken eine Erhöhung des Spannungsabfalles an der Hauptkathode k auftritt, erhöht sich zwangsläufig der über den Widerstand w und die Hilfskathode g fließende Strom. Es entsteht also wieder ein höherer Spannungsabfall zwischen der Hilfskathode g und der Hauptkathode k, wodurch automatisch ein verstärkter Ionenstrom zwischen g und k einsetzt und an k wieder der erforderliche Bogenansatz hervorgebracht wird. Der Widerstand w kann bei gleicher Wirkung auch außerhalb der Röhre angeordnet werden. Ebenso kann die Hilfskathode g über einen Widerstand auch mit einem Punkte des die Hauptkathode speisenden Stromkreises verbunden werden, welcher ein mit dem der Hauptkathode gleichnamiges Potential besitzt, z. B. direkt mit dem entsprechenden Pol der Stromquelle oder einer gleichnamigen Spannungsstufe derselben. Endlich kann zur Erleichterung der Zündung eine besondere Spannungsquelle, z, B. eine zweite Sekundärwicklung auf dem Transformator vorgesehen und direkt, also ohne Zwischenschaltung eines Verbrauchers, in der beschriebenen Weise mit den Elektroden verbunden werden. Als Hilfskathoden kann man jede Art von Kathoden verwenden, deren Kathodenfall in bekannter Weise z. B. durch Formgebung, Materialauswahl oder Beheizung herabgesetzt ist.positive ions on the main cathode very quickly leads to an arc attachment while at the same time reducing the voltage drop on the main cathode k . After the arc has formed on the main cathode k , the discharge between it and the anode α begins, while the current from the auxiliary cathode g via the resistor decreases depending on the size of this resistor. If ίο an increase in the voltage drop at the main cathode k occurs with small currents, the current flowing through the resistor w and the auxiliary cathode g inevitably increases. There is thus again a higher voltage drop between the auxiliary cathode g and the main cathode k, as a result of which an increased ion current automatically sets in between g and k and the required arc attachment is again produced at k. The resistor w can also be arranged outside the tube with the same effect. Likewise, the auxiliary cathode g can also be connected via a resistor to a point of the circuit feeding the main cathode which has a potential of the same name as that of the main cathode, e.g. B. directly with the corresponding pole of the power source or a voltage level of the same name. Finally, to facilitate ignition, a special voltage source, e.g. a second secondary winding, can be provided on the transformer and connected directly to the electrodes in the manner described, that is, without the interposition of a consumer. Any type of cathode can be used as the auxiliary cathode, the cathode case in a known manner, for. B. is reduced by shaping, material selection or heating.

Die Hauptkathode besteht aus einem Material hoher Elektronenemission oder ist mit einer Schicht eines solchen Materials bedeckt. Der Lichtbogenansatz wird besonders stabil, wenn die Hauptkathode ein offener Hohlkörper ist, welcher die Hilfskathode umschließt. Bei dieser Ausführungsform wird zweckmäßig nur die Innenfläche des Hohlkörpers aktiviert, z. B. durch Aufbringen einer Elektronen emittierenden Schicht. Um bei Verwendung einer solchen Schicht die Lebensdauer der Hauptkathode zu verlängern, kann man die Hilfskathode mit einem Vorrat aktiven Materials versehen, welcher durch den Entladungsvorgang auf die Hauptkathode übergeführt wird und sie auf diese Weise dauernd aktiv erhält.The main cathode is made of or has a high electron emission material Layer of such material covered. The arc approach is particularly stable when the main cathode is an open hollow body which encloses the auxiliary cathode. At this Embodiment is expediently activated only the inner surface of the hollow body, for. B. by applying an electron-emitting layer. In order to use such a To extend the life of the main cathode, you can use the auxiliary cathode with a layer a supply of active material is provided, which by the discharge process on the main cathode is transferred and in this way keeps it permanently active.

Die Abb. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung als Doppelweggleichrichter unter Benutzung der bekannten Divisorschal- i rung. O_x und «₂ sind die beiden Anoden. Die als Hilfskathode benutzte Glühkathode g ist innerhalb der als offener Hohlzylinder ausgebildeten Hauptkathode k angeordnet. Zur Beheizung der Hilfskathode dient eine zweite Sekundärwicklung s₂ des Transformators t. Der Mittelpunkt dieser Wicklung ist mit der Hauptkathode k über den Widerstand w verbunden. Auf diese Weise erhält die Hilfskathode, wie oben beschrieben, ein positives Potential gegenüber der Hauptkathode, mittels dessen die Zündung der Hauptkathode eingeleitet und aufrechterhalten wird.Fig. 2 shows a further embodiment of the invention as a full wave rectifier using the known divisor circuit. O _x and « ₂ are the two anodes. The hot cathode g used as an auxiliary cathode is arranged within the main cathode k , which is designed as an open hollow cylinder. _{A second secondary winding s 2 of} the transformer t is used to heat the auxiliary cathode. The center of this winding is connected to the main cathode k via the resistor w . In this way, as described above, the auxiliary cathode receives a positive potential with respect to the main cathode, by means of which the ignition of the main cathode is initiated and maintained.

Claims

Patent claims:

i. Arrangement for igniting and operating gas-filled discharge tubes with Arc discharge, heated only by the discharge process, at least on the surface Fixed cathode with a low cathode fall and an auxiliary cathode arranged in the vicinity to initiate ionization, characterized in that the cathode fall on the auxiliary electrode by known Means is so reduced and the auxiliary electrode over such, her in relation upstream of the main circuit and do not act as an electrode themselves Resistance is connected to the main cathode or to a point of the circuit feeding the main cathode, which has the same potential as the main cathode that after the passage of current has been initiated Via the auxiliary cathode this receives a positive potential with respect to the main cathode, so that the main cathode . brought to embers by means of the positive ions emanating from the auxiliary cathode is and after the formation of the arc approach the power line essentially takes over,

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the main cathode with a layer that emits electrons when it is glowing.

3. Arrangement according to claim 1 to 2, characterized in that the main cathode in the form of an open hollow body, e.g. B. hollow cylinder enclosing the auxiliary cathode.

4. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized characterized in that the auxiliary cathode with a supply of electron-emitting Substance is provided, which gradually by the positive ions passing over from the auxiliary cathode to the main cathode is transferred to the main cathode and thus keeps it active.

For this purpose ι sheet of drawings

BERUN. OEDRUCKT IN DER HEICHSDRUCKERElBERUN. OEDRUCKT IN THE HEICHSDRUCKEREl