DE660223C

DE660223C - Rectifier tubes filled with several of the gases argon, neon, helium or mercury vapor

Info

Publication number: DE660223C
Application number: DEN30294D
Authority: DE
Inventors: Frans Michel Penning
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1929-04-30
Filing date: 1929-04-30
Publication date: 1938-05-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Entladungsröhre, die sich zum Gleichrichten von Wechselströmen eignet.The invention relates to an electric discharge tube which is used for rectification of alternating currents.

Es sind bereits gasgefüllte Gleichrichterröhren bekannt, in denen die zylinderförmige Kathode mit einer großen Oberfläche die Anode mit einer kleinen Oberfläche umgibt, so daß die Kathode während des Betriebs der Röhre mit Glimmlicht bedeckt wird.There are already gas-filled rectifier tubes known in which the cylindrical Cathode with a large surface area surrounds the anode with a small surface area, so that the cathode is covered with glow light during operation of the tube.

Hat die Anode einer derartigen Röhre ein positives Potential in bezug auf die Kathode und wird die angelegte Spannung langsam erhöht, so beginnt bei einer bestimmten Spannung ein geringer Strom durch die Entladungsröhre zu fließen. Wird die Spannung noch mehr gesteigert, so nimmt bei einem bestimmten Spannungswert die Stromstärke rasch zu, während gleichzeitig die Spannung zwischen den Elektroden abnimmt.The anode of such a tube has a positive potential with respect to the cathode and if the applied voltage is increased slowly, it starts at a certain voltage a small current to flow through the discharge tube. Will the tension increased even more, the current strength increases at a certain voltage value increases rapidly while at the same time the voltage between the electrodes decreases.

Wird der Anode ein negatives Potential in bezug auf die Kathode gegeben und wird die Spannung langsam erhöht, so beginnt bei einer Spannung, die niedriger ist, als wenn die Anode ein positives Potential in bezug auf die Kathode hätte, ein geringer Strom zu fließen.If the anode is given a negative potential with respect to the cathode and becomes the Voltage increases slowly, it starts at a voltage that is lower than when the The anode would have a positive potential with respect to the cathode, a small current would flow.

Der Strom nimmt nun langsam mit derThe current is now slowly increasing with the

Spannung zu und zeigt nicht eine plötzliche Zunahme wie bei umgekehrter Polarität der Elektroden. Dieser geringe Strom ist ein Strom in der falschen Richtung und ist in diesem Gleichrichter nicht zu vermeiden, da die Spannung, bei der er zu fließen anfängt, geringer ist als die Spannung, bei der der Strom in der richtigen Richtung einsetzt.Voltage increases and does not show a sudden increase as with reversed polarity of the Electrodes. This small current is a current in the wrong direction and is in this rectifier cannot be avoided, as the voltage at which it begins to flow is lower than the voltage at which the current starts in the right direction.

Es ist auch bekannt, die Zündspannung einer edelgasgefüllten Gleichrichterröhre durch Zusatz eines unedlen Gases, z. B. einer gewissen Menge Quecksilberdampf, herabzusetzen. Auch mit dieser Röhre wurde keine völlige Gleichrichtung erreicht.It is also known to use the ignition voltage of a rare gas-filled rectifier tube Addition of a base gas, e.g. B. a certain amount of mercury vapor to reduce. Complete rectification was not achieved with this tube either.

Die Erfindung strebt eine Verbesserung an und bezweckt die Schaffung eines Gleichrichters, der derart betrieben werden kann, daß gar kein Strom in der falschen Richtung eintritt. The invention seeks to improve and aims to provide a rectifier, which can be operated in such a way that no current enters the wrong direction.

Eine Gleichrichterröhre gemäß der Erfindung mit einer Füllung aus mehreren der Gase Argon, Neon, Helium bzw. Quecksilberdampf ist dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld in der Umgebung der Anode stärker ist als das elektrische Feld in der Umgebung der Kathode und daß die Anregungsspannung eines metastabilen Zustandes des einen Gases (Hauptgas) größer ist als die Ionisierungsspannung des außerdem zugesetzten Gases oder Dampfes, dessen Menge bei einem Gesamtdruck von ungefähr 4 cm Quecksilber derart, z. B. 0,025 °/o Quecksilber zu Argon, gewählt ist, daß die Anfangsspannung des in der wirksamen Richtung fließendenA rectifier tube according to the invention with a filling of several of the Gases argon, neon, helium or mercury vapor is characterized in that the electric field in the vicinity of the anode is stronger than the electric field in the vicinity the cathode and that the excitation voltage of a metastable state of one gas (main gas) is greater than that Ionization voltage of the gas or vapor also added, its amount at a total pressure of about 4 cm of mercury such, e.g. B. 0.025% mercury Argon, is chosen to be the initial voltage of the flowing in the effective direction

*) Von dem Patetitsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patetite seeker stated as the inventor:

Frans Michel Penning in Eindhoven, Holland.Frans Michel Penning in Eindhoven, Holland.

Stromes niedriger ist als die Anfangsspannung des Rückentladungsstromes und praktisch kein Strom in der falschen Richtung, fließt. Mit Hilfe dieser Röhre ist eine völlige: Gleichrichtung eines Wechselstromes möglich·. Die Ionisierungsspannung des zugesetzte^-; Gases ist vorzugsweise geringer als die An--· regungsspannung des ersten metastabilen Zustands des Hauptgases. Die Elektroden bestehen zweckmäßig aus einem' Zylinder und einem in dessen Achse angeordneten drahtförmigen Teil, und die Füllung der Röhre besteht vorzugsweise aus einem der Edelgase Argon, Neon und Helium und einem geringen Prozentsatz Quecksilberdampf. Die Kathode kann gegebenenfalls mit einem stark Elektronen emittierenden Stoff überzogen sein.Current is lower than the initial voltage of the back discharge current and practical no current in the wrong direction, flows. With the help of this tube is a complete: Rectification of an alternating current possible ·. The ionization voltage of the added ^ -; Gas is preferably lower than the excitation voltage of the first metastable state of the main gas. The electrodes expediently consist of a 'cylinder and a wire-shaped part arranged in its axis, and the filling of the tube consists preferably from one of the noble gases argon, neon and helium and a small percentage of mercury vapor. The cathode can optionally be coated with a strongly electron-emitting substance.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Die in der Figur dargestellte Entladungsröhre ι hat zwei Füße 2 und 3, zwischen denen sich ein Draht 4 befindet, der aus einem geeigneten Stoff, z. B. aus Wolfram oder Nikkei, besteht und der in einer bestimmten, tatsächlich ausgeführten Entladungsröhre einen Durchmesser von 100 μ hatte. Eine zylinderförmige Elektrode 5, die z. B. aus einem Nikkeizylinder -mit einem Durchmesser von 4 cm besteht, befindet sich an der Wand der Entladungsröhre und ist bei 6 nach außen geführt. . "'An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing. The discharge tube ι shown in the figure has two feet 2 and 3, between which there is a wire 4, which is made of a suitable material, for. B. made of tungsten or Nikkei, and which in a certain, actually executed discharge tube had a diameter of 100 μ . A cylindrical electrode 5, the z. B. consists of a Nikkeizylinder with a diameter of 4 cm, is located on the wall of the discharge tube and is led out at 6 to the outside. . "'

Die Röhre kann mit Argon gefüllt sein, dem ein geringer Prozentsatz, z. B. 0,025 °/₀, Quecksilberdampf zugesetzt ist. Gute Ergebnisse sind mit einer Argonfüllung von 4 cm Quecksilbersäule erzielt worden, wobei sich in der Röhre ein Quecksilbertropfen befand, dessen Dampfdruck bei der Betriebstemperatur etwa 0,01 mm betrug.
Wird zwischen den Elektroden eine Wechselspannung geeigneter Größe angelegt, so zeigt die Entladungsröhre eine gleichrichtende Wirkung, bei der der Draht als Anode und der Zylinder als Kathode wirkt. Es ist festgestellt worden, daß, wenn dem Draht 4 in der beschriebenen Röhre ein positives Potential in bezug auf den Zylinder * gegeben wird, bei einer Spannung von 150 Volt ein fStrom von dem Draht zu dem Zylinder zu fließen beginnt, während bei umgekehrter Po-Isrität der Elektroden die Durchschlagspannung 400 Volt beträgt. Bei einer Betriebsspannung von 175 Volt kann die Röhre einen 6-Volt-Akkumulator mit einem Strom von mA aufladen, wobei kein Strom in der falschen Richtung durch die Entladungsröhre fließt.The tube can be filled with argon to which a small percentage, e.g. B. 0.025 ° / ₀ , mercury vapor is added. Good results have been achieved with an argon filling of 4 cm of mercury, with a drop of mercury in the tube, the vapor pressure of which was about 0.01 mm at the operating temperature.
If an alternating voltage of a suitable magnitude is applied between the electrodes, the discharge tube has a rectifying effect in which the wire acts as an anode and the cylinder acts as a cathode. It has been found that when the wire 4 in the described tube is given a positive potential with respect to the cylinder *, a current begins to flow from the wire to the cylinder at a voltage of 150 volts, while when the voltage is reversed, a current begins to flow from the wire to the cylinder. Isrity of the electrodes the breakdown voltage is 400 volts. With an operating voltage of 175 volts, the tube can charge a 6-volt accumulator with a current of mA, with no current flowing in the wrong direction through the discharge tube.

Claims

Patent claims:

i. Rectifier tube filled with several of the gases argon, neon and helium or mercury vapor, characterized in that the electric field in around the anode is stronger than the field around the cathode and that the excitation voltage of a metastable state of one gas (main gas) is greater than the ionization voltage of the gas also added ses or vapor, the amount of which at a total pressure of about 4 cm of mercury the doctor. B. 0.025% mercury to argon, is chosen that the starting voltage of the current flowing in the effective direction is lower than the initial voltage of the back discharge current and practically no current flows in the wrong direction.

2. Electrical discharge tube according to claim 1, characterized in that the ionization voltage of the added gas or vapor is lower than that Excitation voltage of the first metastable state of the main gas.

3. Electrical discharge tube according to claim 1 or 2, characterized in that that the electrodes consist of a cylinder and one located in its axis consist wire-shaped part.

1 sheet of drawings