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JP2005025953A - Discharge tube - Google Patents

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Publication number
JP2005025953A
JP2005025953A JP2003186739A JP2003186739A JP2005025953A JP 2005025953 A JP2005025953 A JP 2005025953A JP 2003186739 A JP2003186739 A JP 2003186739A JP 2003186739 A JP2003186739 A JP 2003186739A JP 2005025953 A JP2005025953 A JP 2005025953A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
discharge
gas
argon
discharge tube
sealed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003186739A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Imai
孝一 今井
Satoshi Hori
諭史 堀
Yoichi Matsuyama
陽一 松山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okaya Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Okaya Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Okaya Electric Industry Co Ltd filed Critical Okaya Electric Industry Co Ltd
Priority to JP2003186739A priority Critical patent/JP2005025953A/en
Priority to US10/549,586 priority patent/US20060209485A1/en
Priority to CN2008101336442A priority patent/CN101350285B/en
Priority to EP04725153A priority patent/EP1612899A4/en
Priority to KR1020077003298A priority patent/KR100711943B1/en
Priority to KR1020057017791A priority patent/KR100735859B1/en
Priority to PCT/JP2004/004785 priority patent/WO2004091060A1/en
Publication of JP2005025953A publication Critical patent/JP2005025953A/en
Priority to US12/047,111 priority patent/US20080180017A1/en
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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a long-life discharge tube without fear of lowering of following discharge starting voltage. <P>SOLUTION: Both end openings of a case member 12 made of ceramics with both ends open is airtightly sealed with a pair of lid members 14, 14 both serving as discharge electrodes made of oxygen-free high conductivity copper to form an airtight envelope 16, while a given discharge gap 22 is formed between the discharge electrode parts 18, 18 of the lid members 14, 14. Further, a plurality of linear trigger discharge films are formed with their both ends arranged in opposition to the lid members 14, 14 serving as the discharge electrodes with an interposition of a micro discharge gap 26, and an insulating coating film 30 containing alkali iodide is formed on the surface of the discharge electrode part 18, and furthermore, discharge gas consisting of argon is sealed in the airtight envelope 16 with pressure of 0.3 to 5 atms. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は放電管に係り、特に、プロジェクターや自動車のメタルハライドランプ等の高圧放電ランプやガス調理器等の着火プラグに、点灯用又は着火用の定電圧を供給するためのスイッチングスパークギャップとして、或いは、サージ電圧を吸収するためのガスアレスタ(避雷管)として好適に使用できる放電管に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の放電管として、本出願人は、先に特開2003−7420号を提案した。この放電管60は、図5に示すように、両端が開口した絶縁材よりなる円筒状のケース部材62の両端開口部を、放電電極を兼ねた一対の蓋部材64,64で気密に封止することによって気密外囲器66を形成し、該気密外囲器66内に、所定の放電ガスを封入してなる。
【0003】
上記蓋部材64は、気密外囲器66の中心に向けて大きく突き出た平面状の放電電極部68と、ケース部材62の端面に接する接合部70を備えており、両蓋部材64,64の放電電極部68,68間には、所定の放電間隙72が形成されている。
また、上記ケース部材62の内壁面74には、微小放電間隙76を隔てて対向配置された一対のトリガ放電膜78,78が、複数組形成されている。一対のトリガ放電膜78,78の内、一方のトリガ放電膜78は、一方の放電電極部68と電気的に接続され、他方のトリガ放電膜78は、他方の放電電極部68と電気的に接続されている。
上記放電電極部68の表面には、放電開始電圧の安定に効果的なアルカリヨウ化物が含有された絶縁性の被膜80が形成されている。
上記気密外囲器66内に封入する放電ガスとしては、例えば、アルゴン、ネオン、ヘリウム、キセノン等の希ガスあるいは窒素ガス等の不活性ガスの単体又は混合ガスが該当する。また、希ガスあるいは不活性ガスの単体又は混合ガスと、H等の負極性ガスとの混合ガスが該当する。
【0004】
上記構成を備えた放電管60の放電電極部68,68間に、当該放電管60の放電開始電圧以上の電圧が印加されると、トリガ放電膜78,78間の微小放電間隙76に電界が集中し、これにより微小放電間隙76に電子が放出されてトリガ放電としての沿面コロナ放電が発生する。次いで、この沿面コロナ放電は、電子のプライミング効果によってグロー放電へと移行する。そして、このグロー放電が放電電極部68,68間の放電間隙72へと転移し、主放電としてのアーク放電に移行するのである。
【0005】
この種従来の放電管60においては、放電電極部68の構成材料として無酸素銅が広く用いられている。その理由は、無酸素銅で構成された放電電極部68が、放電生成時に酸素等の不純ガスを放出することがなく、気密外囲器66内の放電ガス組成に悪影響を与えることがないためである。
【特許文献1】
特開2003−7420号
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、放電電極部68を無酸素銅で構成した場合には、追随放電開始電圧の低下を生じ、これが放電管60の寿命を短くする要因となっていた。
【0007】
この発明は、従来の上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、追随放電開始電圧の低下を生じることのない長寿命な放電管を実現することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、放電ガスの構成材料、及び放電ガスの封入ガス圧について種々検討を試みた結果、放電ガスをアルゴン単体で構成すると共に、その封入ガス圧を0.3〜5気圧とした場合に、追随放電開始電圧の低下を防止でき、放電管の寿命特性の向上に効果的であることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明に係る放電管は、無酸素銅で構成された複数の放電電極を放電間隙を隔てて配置すると共に、これを放電ガスと共に気密外囲器内に封入してなる放電管において、上記放電ガスをアルゴンで構成すると共に、該アルゴンを0.3〜5気圧の圧力で気密外囲器内に封入したことを特徴とする。
【0009】
本発明に係る放電管にあっては、放電ガスをアルゴンで構成すると共に、該アルゴンを0.3〜5気圧の圧力で気密外囲器内に封入したことにより、追随放電開始電圧の低下を防止することができ、長寿命な放電管を実現することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明に係る放電管10は、図1に示すように、両端が開口した絶縁材としてのセラミックよりなる円筒状のケース部材12の両端開口部を、放電電極を兼ねた一対の蓋部材14,14で気密に封止することによって気密外囲器16を形成してなる。
【0011】
上記蓋部材14は、気密外囲器16の中心に向けて大きく突き出た平面状の放電電極部18と、ケース部材12の端面に接する接合部20を備えており、両蓋部材14,14の放電電極部18,18間には、所定の放電間隙22が形成されている。尚、ケース部材12の端面と蓋部材14の接合部20とは、銀ろう等のシール材(図示せず)を介して気密封止されている。上記放電間隙22は、例えば1.5mm程度と成される。
【0012】
また、上記ケース部材12の内壁面24には、その両端が、放電電極を兼ねた上記蓋部材14,14と微小放電間隙26を隔てて対向配置された線状のトリガ放電膜28が複数形成されている。該トリガ放電膜28は、カーボン系材料等の導電性材料で構成されている。
【0013】
放電電極部18と接合部20を備えた上記蓋部材14は、無酸素銅で構成されている。無酸素銅で構成された放電電極部18は、放電生成時に酸素等の不純ガスを放出することがなく、気密外囲器16内の放電ガス組成に悪影響を与えることがない。
【0014】
上記放電電極部18の表面には、放電開始電圧の安定に効果的なアルカリヨウ化物が含有された絶縁性の被膜30が形成されている。この被膜30は、ヨウ化カリウム(KI)、ヨウ化ナトリウム(NaI)、ヨウ化セシウム(CsI)、ヨウ化ルビジウム(RbI)等のアルカリヨウ化物の単体又は混合物を、珪酸ナトリウム溶液と純水よりなるバインダーに添加したものを、放電電極部18表面に塗布することによって形成することができる。
この場合、アルカリヨウ化物の単体又は混合物が0.01〜70重量%、バインダーが99.99〜30重量%の配合割合で混合される。また、バインダー中の珪酸ナトリウム溶液と純水との配合割合は、珪酸ナトリウム溶液が0.01〜70重量%、純水が99.99〜30重量%となされる。
【0015】
上記被膜30中に、臭化セシウム(CsBr)、臭化ルビジウム(RbBr)、臭化ニッケル(NiBr)、臭化インジウム(InBr)、臭化コバルト(CoBr)、臭化鉄(FeBr、FeBr)等の臭化物の1種類以上を添加すると、より一層、サージ吸収素子10の放電開始電圧の安定化を図ることができる。
尚、塩化バリウム(BaCl)、フッ化バリウム(BaF)、酸化イットリウム(Y)、塩化イットリウム(YCl)、フッ化イットリウム(YF)、モリブデン酸カリウム(KMoO)、タングステン酸カリウム(KWO)、クロム酸セシウム(CsCrO)、酸化プラセオジウム(Pr11)、チタン酸カリウム(KTi)の1種類以上を、上記臭化物と共に、或いは上記臭化物以外に、上記被膜30中に添加しても、サージ吸収素子10の放電開始電圧の安定化に寄与する。
これら物質は、上記アルカリヨウ化物の単体又は混合物とバインダーとの混合物中に、0.01〜10重量%の配合割合で添加される。
【0016】
尚、アルカリヨウ化物が含有された絶縁性の上記被膜30は、仕事関数が小さく電子放出特性に優れているため放電開始電圧を低下させる作用を有しており、特に、ヨウ化カリウム(KI)を珪酸ナトリウム溶液と純水よりなるバインダーに添加して被膜30を形成した場合に、放電開始電圧の低下作用が顕著である。
この場合、バインダー(珪酸ナトリウム溶液と純水の配合比は1:1)に添加するヨウ化カリウムの配合割合が40重量%を越えると、バインダーに対するヨウ化カリウムの溶解度が飽和となりそれ以上溶解されないため、ヨウ化カリウムの配合割合は、0.1重量%〜40重量%の範囲と成すのが好ましく、ヨウ化カリウムの配合割合が40重量%の場合に、放電開始電圧の低下作用が最も大きくなる。
【0017】
上記気密外囲器16内には、アルゴンより成る放電ガスが、0.3〜5気圧の圧力で封入されている。
このように、気密外囲器16内にアルゴンより成る放電ガスを0.3〜5気圧の圧力で封入したことにより、本発明に係る放電管10を一定の時間間隔で繰り返し動作させた場合における初回の放電開始電圧(初期放電開始電圧)に続く2回目以降の放電開始電圧(追随放電開始電圧)の低下を防止することができる。
【0018】
気密外囲器16内へのアルゴンの封入ガス圧を0.3〜5気圧の範囲とするのは次の理由による。すなわち、封入ガス圧が0.3気圧より低い場合には、気密外囲器16中のガス分子量が少ないため、放電生成時に陽イオンがガス分子と衝突することなく陰極側の放電電極部18に衝突する割合が高くなり、この結果、陰極側の放電電極部18のスパッタ量が増加する。そして、スパッタされた陰極側の放電電極部18の電極材料は、原子状態で飛散し、ガス分子を吸着しつつ気密外囲器16の内壁に付着するため、気密外囲器16内の放電ガス組成を変質させることとなり、その結果、放電開始電圧が不安定化するのである。
一方、封入ガス圧が5気圧より高い場合には、放電電極部18,18の電界集中が生じ易い部分間において低電圧で局所放電が生成されることがあり、放電開始電圧が不安定化する。
従って、アルゴンの封入ガス圧は、上記の通り、0.3〜5気圧の範囲内とするのが適当である。
【0019】
本発明の上記放電管10にあっては、放電電極を兼ねた上記一対の蓋部材14,14間に、当該放電管10の放電開始電圧以上の電圧が印加されると、トリガ放電膜28の両端と蓋部材14,14間の微小放電間隙26に電界が集中し、これにより微小放電間隙26に電子が放出されてトリガ放電としての沿面コロナ放電が発生する。次いで、この沿面コロナ放電は、電子のプライミング効果によってグロー放電へと移行する。そして、このグロー放電が放電電極部18,18間の放電間隙22へと転移し、主放電としてのアーク放電に移行するのである。本発明の放電管10においては、微小放電間隙26に生ずる元来応答速度の速い沿面コロナ放電をトリガ放電として利用するものであるため、高い応答性を実現できるものである。
【0020】
尚、本発明の放電管10の各トリガ放電膜28の両端は、放電電極を兼ねた上記蓋部材14,14と微小放電間隙26を隔てて配置されているので、トリガ放電膜28の両端に設けられた微小放電間隙26の双方に、放電電極部18がスパッタされて飛散する電極材料が付着しない限り絶縁劣化を生じることがない。このため、本発明の放電管10は、微小放電間隙76を隔てて一対のトリガ放電膜78,78を対向配置して成る従来の放電管60に比べて、絶縁劣化の発生を抑制することができる。
この場合、トリガ放電膜28が放電電極を兼ねた蓋部材14,14と電気的に接続されていないため微小放電間隙26における電子の放出量は抑制されるが、放電電極部18の表面に、仕事関数が小さく電子放出特性に優れているアルカリヨウ化物が含有された被膜30を形成しているので、高い応答性も確保できる。
【0021】
上記した通り、本発明の放電管10にあっては、気密外囲器16内にアルゴンより成る放電ガスを0.3〜5気圧の圧力で封入したことにより、追随放電開始電圧の低下を生じることがなく、長寿命な放電管を実現することができる。
【0022】
図2は、アルゴンより成る放電ガスを気密外囲器16内に2気圧で封入して成り、その直流放電開始電圧が800Vに設定されている本発明に係る放電管10を、100ms間隔で動作させた場合の直流放電開始電圧の推移を示すチャートであり、当該チャートに示される通り、この放電管10にあっては、追随放電開始電圧が常に定格の800V程度で安定していることがわかる。
一方、図3は、アルゴンより成る放電ガスを気密外囲器16内に6気圧で封入して成り、その直流放電開始電圧が800Vに設定されている放電管を、100ms間隔で動作させた場合の直流放電開始電圧の推移を示すチャートであり、当該チャートに示される通り、この放電管の場合には、追随放電開始電圧が定格の800Vより低下する場合が多発し、極めて不安定である。
【0023】
また、図4は、アルゴンより成る放電ガスを気密外囲器内に2気圧で封入した本発明に係る放電管10と、アルゴン(40%)、ネオン(40%)及びH(20%)の混合ガスを気密外囲器16内に2気圧で封入した放電管における、放電回数と追随放電開始電圧との関係を示すグラフである。このグラフに示される通り、アルゴン、ネオン及びHの混合ガスを気密外囲器16内に封入した放電管の場合(図4のグラフB)には、放電回数が40万回に達する前に追随放電開始電圧が低下して使用できなくなるのに対し、本発明の放電管10の場合(図4のグラフA)には、放電回数が100万回を越えても追随放電開始電圧に大きな変化はなく、長寿命化が実現されている。
【0024】
【発明の効果】
本発明に係る放電管にあっては、放電ガスをアルゴンで構成すると共に、該アルゴンを0.3〜5気圧の圧力で気密外囲器内に封入したことにより、追随放電開始電圧の低下を防止することができ、長寿命な放電管を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る放電管を示す断面図である。
【図2】アルゴンより成る放電ガスを気密外囲器内に2気圧で封入した本発明に係る放電管を、100ms間隔で動作させた場合の直流放電開始電圧の推移を示すチャートである。
【図3】アルゴンより成る放電ガスを気密外囲器内に6気圧で封入した放電管を、100ms間隔で動作させた場合の直流放電開始電圧の推移を示すチャートである。
【図4】アルゴンより成る放電ガスを気密外囲器内に2気圧で封入した本発明に係る放電管と、アルゴン、ネオン及びHの混合ガスを気密外囲器内に2気圧で封入した放電管における、放電回数と追随放電開始電圧との関係を示すグラフである。
【図5】従来の放電管を示す断面図である。
【符号の説明】
10 放電管
12 ケース部材
14 蓋部材
16 気密外囲器
18 放電電極部
22 放電間隙
26 微小放電間隙
28 トリガ放電膜
30 被膜
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge tube, and in particular, as a switching spark gap for supplying a constant voltage for lighting or ignition to a high pressure discharge lamp such as a projector or a metal halide lamp of an automobile, or an ignition plug of a gas cooker, or The present invention relates to a discharge tube that can be suitably used as a gas arrester for absorbing surge voltage.
[0002]
[Prior art]
As this type of discharge tube, the present applicant has previously proposed Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-7420. As shown in FIG. 5, the discharge tube 60 hermetically seals the opening of both ends of a cylindrical case member 62 made of an insulating material opened at both ends with a pair of lid members 64 and 64 that also serve as discharge electrodes. Thus, an airtight envelope 66 is formed, and a predetermined discharge gas is sealed in the airtight envelope 66.
[0003]
The lid member 64 includes a planar discharge electrode portion 68 projecting greatly toward the center of the hermetic envelope 66 and a joint portion 70 in contact with the end surface of the case member 62. A predetermined discharge gap 72 is formed between the discharge electrode portions 68 and 68.
A plurality of pairs of trigger discharge films 78 and 78 are formed on the inner wall surface 74 of the case member 62 so as to face each other with a minute discharge gap 76 therebetween. Of the pair of trigger discharge films 78, 78, one trigger discharge film 78 is electrically connected to one discharge electrode portion 68, and the other trigger discharge film 78 is electrically connected to the other discharge electrode portion 68. It is connected.
On the surface of the discharge electrode portion 68, an insulating film 80 containing an alkali iodide effective for stabilizing the discharge start voltage is formed.
As the discharge gas sealed in the hermetic envelope 66, for example, a rare gas such as argon, neon, helium, xenon, or an inert gas such as nitrogen gas or a mixed gas is applicable. In addition, a single gas or a mixed gas of a rare gas or an inert gas and a mixed gas of a negative gas such as H 2 are applicable.
[0004]
When a voltage equal to or higher than the discharge start voltage of the discharge tube 60 is applied between the discharge electrode portions 68 and 68 of the discharge tube 60 having the above-described configuration, an electric field is generated in the minute discharge gap 76 between the trigger discharge films 78 and 78. As a result, electrons are emitted into the minute discharge gap 76, and creeping corona discharge as trigger discharge is generated. Next, this creeping corona discharge shifts to glow discharge due to an electron priming effect. Then, the glow discharge is transferred to the discharge gap 72 between the discharge electrode portions 68 and 68, and the arc discharge is performed as the main discharge.
[0005]
In this type of conventional discharge tube 60, oxygen-free copper is widely used as a constituent material of the discharge electrode portion 68. The reason is that the discharge electrode portion 68 made of oxygen-free copper does not release an impurity gas such as oxygen when generating discharge, and does not adversely affect the discharge gas composition in the hermetic envelope 66. It is.
[Patent Document 1]
JP 2003-7420 A
[Problems to be solved by the invention]
However, when the discharge electrode portion 68 is made of oxygen-free copper, the follow-up discharge start voltage is lowered, which is a factor for shortening the life of the discharge tube 60.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to realize a long-life discharge tube that does not cause a decrease in follow-up discharge starting voltage.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of various investigations regarding the constituent material of the discharge gas and the enclosed gas pressure of the discharge gas, the present inventors have configured the discharge gas as a single element of argon, and the enclosed gas pressure is set to 0.3 to 5 atm. In addition, the inventors have found that a decrease in the follow-up discharge starting voltage can be prevented and is effective in improving the life characteristics of the discharge tube, and the present invention has been completed.
That is, the discharge tube according to the present invention is a discharge tube in which a plurality of discharge electrodes made of oxygen-free copper are arranged with a discharge gap therebetween, and this is enclosed with a discharge gas in an airtight envelope. The discharge gas is composed of argon, and the argon is sealed in an airtight envelope at a pressure of 0.3 to 5 atm.
[0009]
In the discharge tube according to the present invention, the discharge gas is composed of argon, and the argon is enclosed in the hermetic envelope at a pressure of 0.3 to 5 atm. Therefore, a long-life discharge tube can be realized.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIG. 1, a discharge tube 10 according to the present invention includes a pair of lid members 14 that serve as discharge electrodes at both ends of a cylindrical case member 12 made of ceramic as an insulating material having both ends open. The hermetic envelope 16 is formed by hermetically sealing at 14.
[0011]
The lid member 14 includes a planar discharge electrode portion 18 projecting greatly toward the center of the hermetic envelope 16 and a joint portion 20 in contact with the end surface of the case member 12. A predetermined discharge gap 22 is formed between the discharge electrode portions 18 and 18. The end face of the case member 12 and the joint portion 20 of the lid member 14 are hermetically sealed through a sealing material (not shown) such as silver solder. The discharge gap 22 is, for example, about 1.5 mm.
[0012]
A plurality of linear trigger discharge films 28 are formed on the inner wall surface 24 of the case member 12 so that both ends thereof are opposed to the lid members 14 and 14 serving as discharge electrodes with a minute discharge gap 26 therebetween. Has been. The trigger discharge film 28 is made of a conductive material such as a carbon-based material.
[0013]
The said cover member 14 provided with the discharge electrode part 18 and the junction part 20 is comprised with the oxygen free copper. The discharge electrode portion 18 made of oxygen-free copper does not release an impurity gas such as oxygen during discharge generation, and does not adversely affect the discharge gas composition in the hermetic envelope 16.
[0014]
On the surface of the discharge electrode portion 18, an insulating film 30 containing an alkali iodide effective for stabilizing the discharge start voltage is formed. This coating 30 is made of a simple substance or a mixture of alkali iodides such as potassium iodide (KI), sodium iodide (NaI), cesium iodide (CsI), rubidium iodide (RbI), etc., from a sodium silicate solution and pure water. What is added to the binder to be formed can be formed by applying to the surface of the discharge electrode portion 18.
In this case, the alkali iodide alone or a mixture is mixed at a blending ratio of 0.01 to 70% by weight, and the binder is 99.99 to 30% by weight. Moreover, the compounding ratio of the sodium silicate solution and the pure water in the binder is 0.01 to 70% by weight for the sodium silicate solution and 99.99 to 30% by weight for the pure water.
[0015]
In the coating 30, cesium bromide (CsBr), rubidium bromide (RbBr), nickel bromide (NiBr 2 ), indium bromide (InBr 3 ), cobalt bromide (CoBr 2 ), iron bromide (FeBr 2 ). , FeBr 3 ) and other bromides can be added to further stabilize the discharge start voltage of the surge absorber 10.
Incidentally, barium chloride (BaCl), barium fluoride (BaF), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), yttrium chloride (YCl 2 ), yttrium fluoride (YF 3 ), potassium molybdate (K 2 MoO 4 ), tungsten One or more of potassium acid (K 2 WO 4 ), cesium chromate (Cs 2 CrO 4 ), praseodymium oxide (Pr 6 O 11 ), potassium titanate (K 2 Ti 4 O 9 ) together with the bromide, or In addition to the bromide, addition to the coating 30 also contributes to stabilization of the discharge start voltage of the surge absorber 10.
These substances are added at a blending ratio of 0.01 to 10% by weight in the alkali iodide alone or a mixture of the mixture and the binder.
[0016]
The insulating film 30 containing alkali iodide has a function of lowering a discharge start voltage because of its small work function and excellent electron emission characteristics, and in particular, potassium iodide (KI). Is added to a binder composed of a sodium silicate solution and pure water to form the coating 30, the effect of lowering the discharge start voltage is remarkable.
In this case, when the compounding ratio of potassium iodide added to the binder (the mixing ratio of sodium silicate solution and pure water is 1: 1) exceeds 40% by weight, the solubility of potassium iodide in the binder becomes saturated and is not dissolved any more. Therefore, the blending ratio of potassium iodide is preferably in the range of 0.1 wt% to 40 wt%. When the blending ratio of potassium iodide is 40 wt%, the action of decreasing the discharge start voltage is the largest. Become.
[0017]
A discharge gas made of argon is enclosed in the hermetic envelope 16 at a pressure of 0.3 to 5 atm.
As described above, when the discharge gas made of argon is sealed in the hermetic envelope 16 at a pressure of 0.3 to 5 atm, the discharge tube 10 according to the present invention is operated repeatedly at regular time intervals. It is possible to prevent a decrease in the discharge start voltage (following discharge start voltage) for the second and subsequent times following the initial discharge start voltage (initial discharge start voltage).
[0018]
The reason why the argon gas pressure in the hermetic envelope 16 is in the range of 0.3 to 5 atm is as follows. That is, when the sealed gas pressure is lower than 0.3 atm, since the gas molecular weight in the hermetic envelope 16 is small, the cation does not collide with the gas molecules at the time of discharge generation, and the discharge electrode portion 18 on the cathode side does not collide. The collision rate increases, and as a result, the sputtering amount of the discharge electrode portion 18 on the cathode side increases. The electrode material of the sputtered cathode-side discharge electrode portion 18 scatters in an atomic state and adheres to the inner wall of the hermetic envelope 16 while adsorbing gas molecules, so that the discharge gas in the hermetic envelope 16 is discharged. The composition is altered, and as a result, the discharge start voltage becomes unstable.
On the other hand, when the sealed gas pressure is higher than 5 atm, a local discharge may be generated at a low voltage between the portions where the electric field concentration of the discharge electrode portions 18 and 18 easily occurs, and the discharge start voltage becomes unstable. .
Therefore, it is appropriate that the enclosed gas pressure of argon is in the range of 0.3 to 5 atmospheres as described above.
[0019]
In the discharge tube 10 of the present invention, when a voltage equal to or higher than the discharge start voltage of the discharge tube 10 is applied between the pair of lid members 14 and 14 that also serve as discharge electrodes, the trigger discharge film 28 The electric field concentrates in the minute discharge gap 26 between the both ends and the lid members 14 and 14, whereby electrons are emitted into the minute discharge gap 26 to generate creeping corona discharge as a trigger discharge. Next, this creeping corona discharge shifts to glow discharge due to an electron priming effect. Then, this glow discharge is transferred to the discharge gap 22 between the discharge electrode portions 18 and 18, and shifts to arc discharge as the main discharge. In the discharge tube 10 of the present invention, a creeping corona discharge that is originally generated in the minute discharge gap 26 and has a high response speed is used as a trigger discharge, so that high responsiveness can be realized.
[0020]
It should be noted that both ends of each trigger discharge film 28 of the discharge tube 10 of the present invention are arranged with the micro discharge gap 26 separated from the lid members 14 and 14 that also serve as discharge electrodes, so that both ends of the trigger discharge film 28 are provided. As long as the electrode material that is spattered and scattered by the discharge electrode portion 18 does not adhere to both of the provided small discharge gaps 26, insulation deterioration does not occur. For this reason, the discharge tube 10 of the present invention can suppress the occurrence of insulation deterioration as compared with the conventional discharge tube 60 in which a pair of trigger discharge films 78 and 78 are arranged opposite to each other with a minute discharge gap 76 therebetween. it can.
In this case, since the trigger discharge film 28 is not electrically connected to the lid members 14 and 14 that also function as discharge electrodes, the amount of electrons emitted from the minute discharge gap 26 is suppressed, but on the surface of the discharge electrode portion 18, Since the coating film 30 containing the alkali iodide having a small work function and excellent electron emission characteristics is formed, high responsiveness can be secured.
[0021]
As described above, in the discharge tube 10 of the present invention, the discharge gas composed of argon is sealed in the hermetic envelope 16 at a pressure of 0.3 to 5 atm, thereby causing a decrease in the follow-up discharge start voltage. In this way, a long-life discharge tube can be realized.
[0022]
FIG. 2 shows an operation of a discharge tube 10 according to the present invention in which a discharge gas composed of argon is sealed in an airtight envelope 16 at 2 atm and the DC discharge start voltage is set to 800 V at intervals of 100 ms. It is a chart showing the transition of the DC discharge start voltage in the case of the discharge, and as shown in the chart, it can be seen that in this discharge tube 10, the follow-up discharge start voltage is always stable at a rated level of about 800V. .
On the other hand, FIG. 3 shows a case where a discharge tube composed of argon sealed at 6 atmospheres in an airtight envelope 16 and having a DC discharge start voltage set at 800 V is operated at intervals of 100 ms. As shown in the chart, in this discharge tube, the follow-up discharge start voltage frequently drops below the rated 800 V, and is extremely unstable.
[0023]
FIG. 4 shows a discharge tube 10 according to the present invention in which a discharge gas composed of argon is enclosed in an airtight envelope at 2 atm, argon (40%), neon (40%), and H 2 (20%). 6 is a graph showing the relationship between the number of discharges and the follow-up discharge start voltage in a discharge tube in which the mixed gas is sealed at 2 atm in the hermetic envelope 16. As shown in this graph, in the case of a discharge tube in which a mixed gas of argon, neon and H 2 is sealed in the hermetic envelope 16 (graph B in FIG. 4), before the number of discharges reaches 400,000 times. While the follow-up discharge start voltage is lowered and cannot be used, in the case of the discharge tube 10 of the present invention (graph A in FIG. 4), the follow-up discharge start voltage greatly changes even when the number of discharges exceeds 1 million. There is no longer life.
[0024]
【The invention's effect】
In the discharge tube according to the present invention, the discharge gas is composed of argon, and the argon is enclosed in the hermetic envelope at a pressure of 0.3 to 5 atm. Therefore, a long-life discharge tube can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a discharge tube according to the present invention.
FIG. 2 is a chart showing a transition of a DC discharge start voltage when a discharge tube according to the present invention in which a discharge gas composed of argon is sealed at 2 atm in an airtight envelope is operated at intervals of 100 ms.
FIG. 3 is a chart showing a transition of a DC discharge start voltage when a discharge tube in which a discharge gas composed of argon is sealed at 6 atm in an airtight envelope is operated at intervals of 100 ms.
FIG. 4 shows a discharge tube according to the present invention in which a discharge gas composed of argon is sealed in an airtight envelope at 2 atm, and a mixed gas of argon, neon and H 2 is sealed in the airtight envelope at 2 atm. It is a graph which shows the relationship between the frequency | count of discharge and a follow discharge start voltage in a discharge tube.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a conventional discharge tube.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Discharge tube 12 Case member 14 Cover member 16 Airtight envelope 18 Discharge electrode part 22 Discharge gap 26 Minute discharge gap 28 Trigger discharge film 30 Coating

Claims (1)

無酸素銅で構成された複数の放電電極を放電間隙を隔てて配置すると共に、これを放電ガスと共に気密外囲器内に封入してなる放電管において、上記放電ガスをアルゴンで構成すると共に、該アルゴンを0.3〜5気圧の圧力で気密外囲器内に封入したことを特徴とする放電管。A plurality of discharge electrodes made of oxygen-free copper are arranged with a discharge gap therebetween, and in a discharge tube formed by enclosing it in a hermetic envelope together with a discharge gas, the discharge gas is made of argon, A discharge tube wherein the argon is sealed in an airtight envelope at a pressure of 0.3 to 5 atm.
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