真空管[クライストロン]物語
                                       (第22版;令和2年11月25日)


1.放電管と言うと一般的にはサイラトロン、定電圧放電管や電圧標準管を指しますが、これらはすでにそれぞれの真空管物語として記載をしました。ここでは、それ以外の特殊な放電管を調べてみました。

ネオン放電管
リレー放電管

クライトロン(Krytron)・スイッチ管
切替放電管(TR管、ATR管)
トリガトロン(Trigatron)
ストロボ放電管

グロー変調管
イグナトロン
(作業中)

2.ネオン放電管
(ネオンランプ)

 ネオン放電管(ネオンランプ)
は、フランス人のクロードがムアー管に、窒素の替わりにネオンを封入して1910年に公開したのが最初と言われています。その後、1914年、ドイツのピンチ社が、お馴染みの電球バルブに二重螺旋状の電極を配置し、口金の中に安定抵抗を挿入して一般の電球ソケットにそのまま差し込んで点灯できるようにしました。
 我が国では、1927年に東京電氣がネオン管を発売されました。その後、検電器型、電球型などの種類が発売されました。1930年の広告では、電球型が1円の定価となっていましたが、当時1円で米が1Kg購入できたと言われていますからネンオン管は相当高価なものでした。以下に、”マツダ理化学製品型録、1939年より”と ”東芝ネオンランプ” カタログ 資料からの抜粋です。

 
2.1 概説

  一般にネオンランプ(管)と呼ばれている放電管の中には、広告などに用いられているネオンサイン、定電圧放電管、パイロット用のネオンランプ(ネオン電球)、ネオン放電管などの各種グロー放電管が含まれている場合が多いようです。したがって、ネオンランプは、”冷陰極2極グロー放電管”です。

 2.2 構造
 
ネオンランプは、一般には透明硝子球の中に1〜2mm程度の間隔を置い
て一対の金属電極を固定して、ネオンガスなど不活性ガスまたは混合ガスを数mm Hgの気圧で充填したグロー放電管です。 ネオンランプは、鮮やかな赤橙色のグローを持ち、小型で、消費電力が極めて少なく、また寿命が長く、使用電圧範囲の広いこと、強靱な構造を持っているなどの特徴があります。        


 点灯時の電流は1mA程度です。放電開始電圧は、70V程度、放電停止電圧は60Vで、S形負性抵抗を持つため、点灯には安定器が必要となります。点灯時の電流が非常に小さいため、通常単なる抵抗(AC100V用で33kΩ、AC200Vで150kΩ)が用いられています。この負性抵抗を利用し、具体的にはネオンランプと並列にコンデンサを接続し、ノコギリ波発生回路として利用されることもありました


 
2.3 規格

(1) ネオンランプ(マツダ理化学製品総合型録1939年より)

番 号 種 類 點燈電壓(V) 消費電力(W) ガラス球及び直径(mm) 全長(mm) 口金
100V用 90〜110 1.5 S-45 90 並型捻込
220V用 190〜230 3.0
20 100V用 90〜110 0.5 T-25 62
21 220V用 190〜230 1.0
22 100V用 90〜110 0.5 T-22 90 小型段付捻込
23 100V用 90〜110 0.5 100
24 100V用 90〜110 0.5 90
25 100V用 90〜110 0.5 T-25 100
26 220V用 190〜230 1.0 T-22 90
27 220V用 190〜230 1.0 100


(2) 東芝で製作されたネオンランプの規格は、次の通りです。(東芝ネオンランプ” カタログ 資料から)

品 名 口 金 外形寸法 定格電圧 直列抵抗 外国製品 備  考
全長 最大径
NL-1 E26/25 75mm 29mmφ 100V ・外
NL-5L E10/14 30 29 100 100・外 通信機、測定器、家電の電源表示
NL-5LS BA9S/13 30 11 100 100・外 用途はNL-5Lと同じ
NL-6 E10/14 30 11 100 100・外 用途はNL-5Lと同じ
NL-6S BA9S/13 30 11 100 100・外 用途はNL-5Lと同じ
NL-7A E17/20 45 11 250 600・外 直流用、アイレットA、リモート監視用
NL-7C BA15S/19 40 18 250 500・外 直流用、アイレットA、リモート監視用
NL-14 E17/20 58 20 200 26・内 抵抗内蔵、電源盤の電源表示
NL-18 可とう引出線 27 7 250 100・外
用途はNE-2と同じ
NL-19S BA9S/13 30 11 200 100・外 定電圧整流器 直流管保護
NL-28 可とう引出線 35 7 熱電気駆動用
NE-2 可とう引出線 22 7 100 150・外 NEー2 通信機、測定器などの電源表示
NE-2C 可とう引出線 27 7 100 20・外 用途はNE-2と同じ
NE-34 E26/25 89 47 100 3・内 NEー34 抵抗内動、電源表示
NE-48 BA15D/19 40 16 100 30・外 NEー48 電源表示
NE-51 BA9S/13 30 11 100 200・外 NE-51 用途はNE-2と同じ
NE-68 可とう引出線 27 7 100 150・外 NE-68 用途はNE-2と同じ
991 BA15D/19 40 19 15 直流電源の安定用


(3) 東芝(マツダ)等で製作されたネオンランプの写真と規格は、次の通りです。

マツダ ネオン管

 マツダ・ビ式 ネオン
ランプは、並型捩込み
口金ベースで円筒ガラ
ス管のビ式ネオン管で
す。
 電極は、2重円筒電
極で外側電極は、ステ
ムからのガラス棒に巻
き付けた線により固定
されています。
昭和16年4月、No.451
の製造ラベルが貼って
ある。安定
抵抗器は見
えない。


 全長;57mm
 最大径;26.5mmφ
マツダ ネオン管

 ガラス管壁に、アルゴ
ン、マツダ、ランプ、錨マ
ークおよび220Vのエッチ
ングがある。真鍮の並型
捻込口金には、錨マーク
と220Vの印字が見える。
 ガラス管内には、白色
の粉末が飛散して白濁
している。

 並型捻込口金内部に安
定抵抗器が見える


 全長;57mm
 最大径;26.5mmφ
マツダ ネオン管

 バイオネット口金ベー
スで円筒ガラス管のネ
オン管です。
 電極は、2重円筒電
極で外側電極はステム
からのガラス棒に巻き
付けた線により固定さ
れています。
ガラス管壁にはマツダ
220Vと錨マークが印刷
されている。
安定抵抗器
が見える。
 全長;60mm
 最大径;25.75mmφ
不明 ネオン管

 真鍮の並型捻込口金に
は、220V、3Wの印字が
見える。
 電極構造は、捲き電極
が同軸状に配置されてい
る。

 並型捻込口金内部に安
定抵抗器が見える


 全長;59mm
 最大径;26.5mmφ
不明 ネオン管

 カラス管壁及び並列
捻込口金の印字やメー
カー名は、判読できな
い。
 電極構造は、写真に
示すように渦巻きが2
段重ねになっている。
 並列捻込口金は、鉄
製で錆が発生しいる。
 材料不足の戦争末期
の製品と推定している

 並型捻込口金内部に
安定抵抗器が見える


 全長;57mm
 最大径;26.2mmφ
メトロ ネオン管

 真鍮の並型捻込口金に
は、メトロ、220Vの印字が
見える。
 電極構造は、写真に示
すように捲き電極が同軸
状に配置されている。

 並型捻込口金内部に安定抵抗器が見える

 全長;62mm
 最大径;26mmφ
メトロ
アルゴン・ランプ

 真鍮の捩込口金(S
-45)「電球ガラス管の
アルゴンランプです。
電極は、蚊取り線香電
極が対向して配置して
ある。ガラス管壁には
、メトロ、アルゴン・ラン
プと200Vの印字がある
。捩込口金には、220V
、錨、○のなかにトの
印字が見える。
口金内部に安定抵抗
器が見える


 全長;90mm
 最大径;44mmφ
理研 
A型 
アルゴン・ランプ


 捩込口金(S-45)の「電
球ガラス管のアルゴン・ラ
ンプです。電極は、蚊取り
線香電極が対向して配
置してある。
ガラス管壁には、理研
、アルゴン・ランプと100
Vの印字がある。元箱に
は、A型、100Vの印刷が
ある。


 全長;85mm
 最大径;44mmφ
メトロ ネオン管

 ガラス管壁に、メトロ
、200V、DB-3006のエ
ッチングがある。
 
黒ベークUXベースの
内部に安定抵抗器は
付属していない。


 全長;68mm
 最 大径;28mmφ
川西 ネオン管

 黒ベークUZベース底に
は”川西のロゴの漢字の
”川”の鋳込み文字があ
る。 
黒ベークUZベースの内
部に安定抵抗器は付属
していない。


 全長;68mm
 最大径;28mmφ
マツダ  NL-7
ネオン管

 
マツダ E17/20 口
金にマツダとNL−7の
印字がある。規格は次
の通り

 
定格電圧;250V
 ガラス球;T 19
 電極形状;左の写真
 
 電流;5mA
 直列抵抗;500KΩ
 用途;配電盤の電源表示

 全長;43mm
 最大径;14.7mmφ
マツダ  ネオン管

 
マツダ 100V・5Wは頂
部に”マツダ100V/5W”
の印字がある。


 全長;90mm
 最大径;45mmφ
Toshiba  NL-14Sネオン管

 E17/20 口金にNL
−14Sの印字がある。
規格は次の通り

 
定格電圧;200V
 ガラス球;T 19
 電極形状;左の写真
 放電開始電圧;160V以下
 電流;5mA
 直列抵抗;26KΩ
 用途;配電盤の電源表示

 全長;56mm
 最大径;19mmφ
Toshiba NL-14
ネオン管

 
E17/20 口金にNLー14
Wの印字がある。
規格は次の通り

 
定格電圧;200V
 ガ゙ラス球;T 19
 電極形状;左の写真
 放電開始電圧;160V以下
 電流;5mA
 直列抵抗;26KΩ
 用途;配電盤の電源表示

 全長;56mm
 最大径;19mmφ
NE 51 ネオン管

 BA 9S/13 口金にNE
51の刻印がある。規格
は次の通り
 
定格電圧;100V
 ガラス球;T 10
 電極形状;左の写真
 放電開始電圧;65V以下
 電流;0.3mA
 平均寿命;20,000H
 直列抵抗;200KΩ
 ANSI相当品;B1A
 用途;通信機

 全長;29mm
 最大径;10mmφ
不明 ネオン管

 カラス管壁及び並列捻
込口金の印字やメーカー
名は、判読できない。
 電極構造は、螺旋の2
重構造です。
 並列捻込口金はE10 
/14と推定される。
東芝では、該当品が見つ
からない。
 
 並型捻込口金内部に安
定抵抗器が見えない。

 全長;47mm
 最大径;19mmφ
GEEL5Aオン管

 GE L5A ネオン管は、
バイオネット口金の球
形ガラスのネオン・グロ
ウ試験用放電管です。

 資料によると
NE32 neーL5A neon 
glow test light lamp 
bulb 1W GAPFilament
G10 Clear Glass
と記述
されている。

全長;50mm
最大径;31.5mmφ



3.リレー放電管

 リレー放電管は、大別しますと導通時にグロー放電となる通常のリレー放電管(OA4-G、1C21、5823がこれに属します)と、アーク放電となって瞬間的に大電流を流すアークリレー放電管(DR4-GT、GR11、R4410など)とがります。通常のリレー放電管は、陽極と陰極の間に起動極を持ち、これに小エネルギーを与えて起こした微少放電により、主放電間隙である陰極陽極間を制御する冷陰極3極放電管です。従って、熱陰極グリット制御放電管と同様にリレー回路に使用されました。リレー管の特徴は、



(1)陰極を加熱する必要がありませので、大気中の電力損失が全くなく、電子計算機、電子交換機などの多数の電子管を使用する機器、或いは電池を使用する機器等に極めて有利でした。
(2)陰極加熱時間を要しませんので、常時待機をの状態を保つことができ、不時のの現象に対して即応性がありました。
(3)リレー動作が高速であること、起動入力が僅少で感度が高いこと、長い寿命を有すること、保守に便なること、騒音のないこと、放電時に明瞭な発光があることなどでありました。

以上の特徴から、1926年に欧州でグリム継電管が、翌年にはウエスチングハウス(WH)社でグリット・グロー管が開発されました。我が国では弛張発振、二進計数、光電リレーなどの高速スイッチングの需要が多くなり、1949年RCA社のOA4ーGが東京芝浦で、ウエスタンエレクトリック(WE)社の313C相当品が日本電氣のKB-758-Bが国産かされました。 また、1960年には、放射性同位元素をを利用したものも開発されました。

リレー放電管の型名は、1958ー2-25付け放電管技術委員会議事録およびNECエレクトロニクス・データブック、1964年度版からの抜粋です。

          1項      2項      3項
         (文字)    (数字)    (文字)
          CR      25      A
           |        |        │
           |        |        └ 原型と置換し得る小変更を表し、A〜F間でのアルファベットの大文字を使用する。
           |        |
           |        └ 工業界登録順に、11より始まる製造番号を使用する
           |
           └ リレー電管を表す。



品  名 全長x最大径  動陰極開始x維持電圧 平均陰極電流 備  考
KB-758-B 90mmx30mmφ 70Vx60V 20mA 313C
KB-788-A 50x13 75x65 18 (359A)
KB-789-A 54x19 80x65 20 CR13
CR13 50x18 80x65 20
SP-901 50x12 80x60 18 359A
0A4G 100x38 80x60 25
5823 55x18 60x61 25 5823
GTR-80M 55x18 60x61 25
4313C 85x28 75x60 10
1C21 60x32 80x60 25 0A4G類似

              注1、 NEC KB-758-B及びKB-789-Aは、早川博文氏のご厚意により譲渡及び寄贈を頂きました。


NEC KB-758-B NEC KB-788-A *1 NEC KB-789-A NEC KB-789-A(CR13)
SKM CR13 Toshiba 0A4-G Toshiba 5823 RCA 1C21
 
 
SYLVANIA 5823 *1  RODAN GTR-80M
STC 4313C  WE 313C 

                *1.SLVANIA 5823は、JA1IRH 山肩昭夫氏の厚意による寄贈品です。       
                *2 NEC KB-788-Aは、7N1VMN 鈴木輝夫氏の厚意による寄贈品です。


3.1  放射性同位元素入り冷陰極グリット制御3極管

 WESTERN ELECTRIC 313Cは、希有ガス入り冷陰極グリット制御3極放電管ですが、ごく微量の放射性同位元素、クリプトンー85を含んでおり、リレー回路、電圧制御または整流回路用に設計されたものです。 しかしながら、取扱には十分注意をすべきであることが記述されています。

 
 WESTERN ELECTRIC 314C

注意事項

 また、WESTERN ELCTRIC 313C 希有ガス入り冷陰極グリット制御3極放電管は、放射性物質であるクリプトンー85を含んでいます。殆どの品種に含まれる量は、使用、取扱または処分に当たって特に気に掛ける必要ははありません。


 
通常、この種の真空管の取付には、放射線に対しての注意は全く必要としません。 しかしながら、人体から数インチの範囲内または写真用フィルムの近隣で長時間にわたり、量の多い取付とか、出荷梱包から取り出して保管するとかしないででください。破損真空管の取り扱いと処分には、充分訓練が必要です。一般的な注意事項を以下の様に記述されています。:

 (a)破損真空管から、ほこりや蒸気を吸うのを避けます。
 (b) 素手で破損真空管を扱うのは避けます。
 (c)破損真空管の壊れた部品を拾うのには濡れた屑を使用、ぼろ切れで壊れた部品を包装してくださ い。そして、パッケージにしてください。
   処分の後に手を徹底的に洗浄します。  
 (d) 使されない真空管は、状態に応じて、破損しているか欠陥があるにより処分します。 一度に1本か2本の真空管が正常な廃棄物として処分します。
   最終的な保管場所に集積して保管するのは避けてください。


3.2 EG&G KN6B 放射性同位元素入りクライトン・スイッチ管(Krytron switch)

 EG&G KN6B 放射性同位元素入り
クライトン・スイッチ管
クライトン・スイッチ管
の電極構成図


 EG&G KN6B
は、4本(赤、黒、白、緑)のリード線を持つ小型ガラス管のクライトロン・スイッチ(Krytron switch)です。ガラス管表面には、”EGG、KN6B”のエッチングと黄色ラベルに、CAUTION、NICKEL 63及び電離放射線マーク(三つ葉マーク)の文字とマークが印刷されている。全長が22mm(リード線を除く)、最大径が10.6mmφです。このEG&G KN6B は、Qスイッチ・ルビー・レーザー(Q−switched ruby Laser)のパルス・トリガー用に使用され、シミやホクロの治療に使われている。

 クライトンは、4つの電極(カソード、グリット、アノードと活性保持電極(Keep Alive))のガス入り冷陰極スイッチング管です。この真空管の制御グリットは、実際には、頂部に小穴があるアノードに包まれています。電流の流れは、この小さな穴を通して流れます。真空管に封入されたガスは、出来るだけ低電圧で大電流を流せるように空間電荷を中和するためのイオンを含んでいます。クライトンは、ベーター・エミッターとして少量のNICKEL 63が封入されています。このNICKEL 63は、カソードと活性保持電極の間のグロー放電を開始する野に用いられています。


品種 アノード電圧
(kVDC)
トリガー
電圧
(V)
電流(A) パルス 備考
最少 標準 最大 最大
尖頭値
標準
尖頭値
活性
保持
(μA)
持続
時間

(μS)
遅延
時間
(μS)
ジッター
(μS)
繰り返し
(PPM)
寿命
(x107)
KN-2 0.3 2.0 4.0 200 500 40 50 5 0.20 0.02 61 1
KN-4 0.4 1.2 5.0 250 2500 270 150 10 0.30 0.03 1 0.0025
KN-6 0.7 2.6 5.0 250 3000 715 50 10 0.25 0.03 1 0.0035
KN-6B 0.7 2.8 8.0 250 3000 715 50 10 0.50 0.05 1 0.0036 EG&G
KN-9 0.3 1.5 4.0 200 500 1 50 5 0.20 0.02 24x103 1.5
KN-22 0.4 4.0 5.0 750 100 80 300 0.04 0.04 0.005 3x103 2


 EG&G KN6Bに封入されているNICKEL 63は、放射性同位元素で、水素(半減期 12年)、炭素 14(半減期 5700年)、NIKCKEL 63(半減期 100年)など長い半減期です。このNICKEL 63は、小型発電機としても利用が考えられている。Cornell Universityは、放射性同位元素としてNICKEL 63を選んだ。

 NICKEL 63は、ベーター線を放出する。放出するベーター線のエネルギーは、平均で17keVとそれほど高くなく、厚さμmの固体フィルムで簡単に遮蔽できるとされている。又、NICKELは毒物でないので、取扱いやすい(放射同位元素には毒物が少なくない) 半減期は100年と長いので、半永久的にエネルギー源として使用出来る。無線ネットワークに接続された小型端末電源装置と言った用途が考えられているようです。

 参考;Pulse stretching in a Q-switched ruby laser for bubble chamber. The fire pulse from the laser control system trigger a Krytron switch (EG&G KN6B), which drops the bias voltage across the Pocket cell to zero in a time of -- 1 ns .As laser oscillation begins,the phototybe starts to cobdact..............


4.TR管、ATR管

 レーダー装置では、普通アンテナを送受共用とし、送信装置と受信装置を時間的に接続を切り替えています。切替放電管は、送信時には受信装置を、受信時には、送信装置をそれぞれアンテナ回路から電気的に切り離す動作をします。

 
 レーダー装置の送受信ブロックダイヤグラム


 この目的のために、送信時には大きな送信電力が受信装置に流れ込んで受信用のミクサーのそしや回路が焼損するのを防ぐTR(Transmit receiver tube)管と受信時には弱い受信信号が送信装置に流れ込んで、受信効率の低下を防ぐ
ATR(Anti transmit receiver tube管2種類があります。

 上の右のブロックダイヤグラムは、”電子管の歴史”よりの抜粋です。送受信アンテナを兼用したレーダーのブロックダイヤグラムですが、送信機のマグネトロンよりの強力な送信電力が送られているときには、ATR管が放電してこの部分を電力が通過し、TR管も放電しますが、
受信部へ送信電力が入らないようになります。

 送受信アンテナからの受信波は、その電界が微弱なため放電は発生せずに、TR管は通過状態となり、ATR管は開放状態となり送信電力が通過出来なくなり、自動的に送信と受信の切替が出来る回路です。

 厳しい特性が要求されるのが、TR管ですが、種類も多く、切り替え放電管の開発に最も苦心された様です。TR管の種類をツリーで表すと次のようになります。


                    ┏ バンドパス型
              TR管 ┨        ┏ 内部空洞型
                   ┗ 高  Q型  ┨          ┏ 可変同調型
                             ┗ 外部空洞型 ┨
                                      ┗ 固定同調型


4.1 外部空洞型(固定同調型) TR管 初期の頃のTR管は、ガラス容器に放電ギャップを封入下だけの簡単なTR管が使用されていましたが、放電の開始時間の遅れによる送信電力が受信機入力側に漏れて、検波ダイオードを破損することがあるため検波器には真空管しか使用できないという問題がありました。

 
 イグナイタ電極を挿入した
外部空洞型(固定同調型)の721A TR管



 上の図は放電の開始時間が遅れないように、イグナイタ電極を挿入した外部空洞型(固定同調型)721Aが1924年に開発されました。 現在では全てのTR管には、イグナイタ電極が設けてありますが、一般的には、コーン電極の中に挿入されていて、イグナイタ電極とコーン電極の間では、常時直流放電をさせておきます。直流電流は、約100μA程度ですが、放電電流により、電子が高周波放電間隙であるコーン電極の間に常時供給されています。このために、イグナイタとコーン電極間には、約1000Vの直流電圧が掛けられています。 また、このイグナイタ直流放電の放電開始時間を早めるために少量の放射性同位元素が封入されています。


4.2 高 Q型、内部空洞型 TR管

 
 JRC 1B24A  内部空洞型TR管の内部構造図(上下逆注意)


 固定同調型のTR管は、可変周波数範囲は2〜3%程度と狭いのが問題でした。可変周波数範囲をより広くするためにTR管内部で周波数を可変するもくてきで開発されたのが1B27です。このTR管は、板封止型で空洞間隙が管球内で可動となっており、周波数の可変範囲も約10%と広がりました。

 主として板封止型の外部空洞型TR管は、外囲器(容器)にガラス管を使用しているので、高周波になるとマイクロ波損失が大きくなり、容積が小さいと封入ガスの量が少なく、寿命が短くなるなどの欠点がりました。この点を改善するために開発されたのが、空洞をTR管に内蔵した内部空洞型TR管です。空洞は、入出力の結合窓にガラスを使用する外は全て金属を使用するので、マイクロ波損失が少なく、かつ放電ガス用のガス溜まりを空洞の外に設けることが出来るので、寿命が長くなります。


 この型の最初のTR管の原型は、1942年に開発されましたが、実用の最初のTR管は、Xバンドの1B24です。上左の図は、1B24の内部構造図です。高Qで周波数可変型のTR管はその性能が優れているという理由で多量に生産されました。しかし、Qが高いため共振特性が急峻で狭帯域にならざるをえません。またQが高いため共振空洞内の間隙に発生するマイクロ波電圧が高く、放電が容易になり、放電開始時に受信機に漏れる送信電力のスパイク漏洩エネルギーが小さくなる反面、大電力には適しませんでした。実用される高 Q型の電力限度は、Xバンドで100kW程度です。




4.3 バンドパス型 TR管

   
 JRC 1B63A  JRC 9X64の内部構造図




 この型のTR管は、国産では1959年にXバンドの1B63AをJRC (日本無線)が最初に製造しました。各種の周波数のTR管が製造され、TR管の中では最も種類が多く、LバンドからKuバンドまでのTR管がある。
 
 日本独自の9X64がある。9X64は、米国の1B63Aに対して、これよりもQを高くしてスパイク漏洩エネルギーを減少し、かつ、入力窓の部分にガラス・ウールを充填することによって、放電時生成したイオンの再結合を促進して回復時間を短縮したTR管で、1969年にJRC (日本無線)により開発されました。船舶レーダー用として他品種に比較して性能が優れているため、やがて我が国の船舶レーダーに使用されるTR管の首座を締めるようになりました。

 左の写真は、JRC 1B63Aで、右の図は、JRC 9X64の構造図です。



4.4 各種TR管の写真
 
以上の説明の順位従って、各種のTR管の写真と外傷を説明します。


V.I.507/REL 21
1945


 
V.I. 501/REL 21は、タングステンを融着
した電極が0.4mmのギャップの最も初期の
TR管と推定されます。
 電極はガラス・スリーブとセラミックで
包まれています。このガラス容器はアルゴ
ンガスと僅かな水銀が封入され、120kW
の尖頭電力用です。
 このスパーク放電管は、第2次世界大戦
中の米国の沿岸警備隊のCHL(Chain
Home Low)およびタイプ291地対空警報
レーダーに使用されていました。


外形寸法
  全長・・・・・・・・・・・・・50 mm
  最大径・・・・・・・・・・・・25 mmφ
GNERAL ELECTRIC
REL 64E

 REL64は、送信時において送受信機共
用アンテナより受信装置を有効的に切り離
すように設計された外部空洞型のTR管です

 動作周波数範囲は、は不明ですが、ガラ
ス管壁には2ヶ所に外部空洞との接続用の
フランジがある。フランジとフランジの間隔は
20mmです。

 メーカーは、CANADIAN GENERAL
 ELECTRIC COMPANY LIMITEDで
す。

外形寸法
    全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・90 mm
    最大径・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・45 mmφ
Bomac Labolatories Inc.
CBNQー724B/CV1793

 CBNQ-724B/CV1793は、、送信時に
おいて送受信機共用アンテナより受信装置
を有効的に切り離すように設計された外部
空洞型の固定周波数のプレナー型TR管で
す。
 動作周波数は、8600MHzから9700 MHz
まです。ガラス管壁には2ヶ所に外部空洞と
の接続用のフランジがある。
 温度補償を採用した724Aがあり、

N/APS-1 , AN/APS-4, RT-10/APS-3 および
AN/MPG-1
に使用された。
 資料によると、724B/CV1793には、動作
の安定のためにアイソトープ コバルト60が
0.15マイクロキューリーが封入されている。




 外形寸法
    全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・55 mm
    最大径・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・12 mmφ
WESTERN ELECTRIC
724B/CV1793

 CBNQ-724B/CV1793は、、送信時に
おいて送受信機共用アンテナより受信装置
を有効的に切り離すように設計された外部
空洞型の固定周波数のプレナー型TR管で
す。動作周波数は、8600MHzから9700MHz
まです。ガラス管壁には2ヶ所に外部空洞と
の接続用のフランジがある。温度補償を採
用した724Aがあり、
AN/APS-1, AN/APS-4, 
RT-10/APS-3およびAN/MPG-1
に使用された。
 
資料によると、724B/CV1793には、動作
の安定のためにアイソトープ コバルト60が
0.15マイクロキューリーが封入されている。


 このWESTERN ELECTRIC 1B27は、
7N1VMN 鈴木輝夫氏
のご厚意による寄
贈品です。



 外形寸法
    全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・55.8 mm
    最大径・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・15.5 mmφ
   JRC  1B24A
1957
 1B24ASは、送信時において送受信機共
用アンテナより受信装置を有効的に切り離
すように設計された広帯域TR管です。動作
周波数は、8490MHzから9600NHzまでに可
変同調で内部空洞型です。
この切替放電管は、General ELectric
1B24B 相当管です。

 資料によると、米国製品の1B24Aには動
作の安定のためにアイソトープ゚ コバルト
60が0.15〜1.0マイクロキューリーが封入さ
れている。


動作例
 周波数・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・9375 MHz
 送信時特性
   平坦部漏洩電力・・・・・・・・・・・・・・30 mW
    回復時間・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・4 μs
 受信時特性
   挿入損失・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.5 dB
   負荷時Q・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・350

 外形寸法
    全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・125 mm
Toshiba  1B24AS
1957
 1B24ASは、送信時において送受信機共
用アンテナより受信装置を有効的に切り離
すように設計された広帯域TR管です。動作
周波数は、8490MHzから9600NHzまでに可
変同調で内部空洞型です。
 この切替放電管は、米国製製品の1B24A
相当管です

 資料によると、外国製品の1B24Aには、
動作の安定のためにアイソトープ゚ コバルト
60が0.15〜1.0マイクロキューリーが封入されている。


動作例
 周波数・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・9375 MHz
 送信時特性
   平坦部漏洩電力・・・・・・・・・・・・・・15 mW
    回復時間・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・3 μs
 受信時特性
   挿入損失・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.5 dB
   負荷時Q・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・260

 外形寸法
    全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・125 mm
    最大径・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・45 mmφ
Comvn?  BL-4

 BL-4は、MADE IN USAと印字が見える
が、メーカーは印字が薄れて”Comvn?”と
しか判読できない。
写真で見る限りでは、”1B24"と酷似して
いる。

 
 BL-4の上半部は共振空洞と放電電極と
から構成され両側に導波管と接続されるよ
うになっている。

内部には、水素ガスと水蒸気または、アル
ゴン・ガスと水蒸気が封入されている。

 その他の電気特性は、目下調査中です。

 外形寸法
    全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・115mm
    最大径・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・44.5mmφ
Bomac 1B27
1962

 1B27は、送信時において送受信機共用
アンテナより受信装置を有効的に切り離す
ように設計されたプレナー構造のTR管です
。動作周波数は、2.3GHz〜3.8GHzまで可
変同調できる外部空洞洞型TR管です。この
TR管は、CV713と相当管ですが、我が国で
はNEC,JRCが製造をしていた。

 
使用電力は、450kWです。写真の下部に
は、ギャップ調整用のネジがあり、スプリン
グは、調整用のためです。
 資料によると、1B27には、動作の安定の
ためにアイソトープ コバルト60が0.15マイク
ロキューリーが封入されている。


 このBomac 1B27は、7N1VMN 鈴木輝夫氏のご厚意による寄贈品です。


 外形寸法
    全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・100 mm
    最大径・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・26.8 mmφ

ENGLISH ELECTRIC VALVE
BS810/CV1923

 BS810/CV1923は、送信時において送
受信機共用アンテナより受信装置を有効的
に切り離すように設計された広帯域TR管で
す。動作周波数は、9245MHzから9575NHz
までに可変同調で内部空洞型です。
 導波管内部のガラス窓には白色のセラミ
ックが見える。
導波管に装着できる構造とな
っており周波数微調整用のねじが見える。
 

動作例
 周波数範囲・・・・・・・・・・・・・・・・9245〜9575 MH
 VSWR・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.4
 最小尖頭送信出力・・・・・・・・・・・1 KW
 最大尖頭送信電力・・・・・・・・・・・75 KW
 初期電圧・・・・・・・・・・・・・・・・・・ー700〜ー1500 V
 初期電流・・・・・・・・・・・・・・・・・・・100〜200μA
 初期動作電圧・・・・・・・・・・・・・・・・250〜450V

 外形寸法
    全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・92 mm
    最大径・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・42 mmφ

(注)このほかEEV BS811/QF451Rがあるが外
形寸法は全く同じTR管です。(下の写真)
JRC
9X64 バンドバス型 TR管
1969


 JRC 9X64は、米国の1B63Aに対して
、これよりもQを高くしてスパイク漏洩エネル
ギーを減少し、かつ、入力窓の部分にガラ
ス・ウールを充填することによって、放電時
生成したイオンの再結合を促進して回復時
間を短縮したTR管で、1969年にJRC(日本
無線)により開発されました。船舶レーダー
用として他品種に比較して性能が優れてい
るため、やがて我が国の船舶レーダーに使
用されるTR管の首座を締めるようになりまし
た。

 イグナイタ電極とコーン電極の間では、常
時直流放電をさせておきます。直流電流は
、μA程度ですが、放電電流により、電子が
高周波放電間隙であるコーン電極の間に常
時供給されています。 また、このイグナイ
タ直流放電の放電開始時間を早めるために
少量の放射性同位元素が封入されていま
す。

 そのため、左の写真に示すように放射性
同位元素が含まれている黄色の警告のシ
ールが貼ってあります。


外形寸法
    全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・40 mm
    奥行き・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・42 mm
    高さ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・50 mm

JRC
1B63A バンドバス型 TR管
1959


 JRC 1B36Aは、我が国で初めて製造さ
れた内部空洞型のTR管は、1B24ですが、
この次に製造されたのが、バンドパス型TR
管で、その第1号がXバンドの1B36A
1959年に日本無線(JRC)が国産し、引き
続いて他の周波数にも広がっていきました
。TR管の中で最も多い種類が多いのがこ
の型で、Lバンドからuバンドまで及んでいま
す。

 イグナイタ電極とコーン電極の間では、常
時直流放電をさせておきます。直流電流は
、μA程度ですが、放電電流により、電子が
高周波放電間隙であるコーン電極の間に常時供給されています。 また、このイグナイ
タ直流放電の放電開始時間を早めるために
少量の放射性同位元素が封入されていま
す。

 そのため、左の写真に示すように放射性
同位元素が含まれている黄色の警告のシ
ールが貼ってあります。


外形寸法
    全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・40 mm
    奥行き・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・42 mm
    高さ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・55 mm

Trigatron(トリガトロン)、KB/E CV100
 

 
 KB/E CV100 トリガトロン


 トリガトロンは、短時間の高電流および高電圧パルスの切換用に設計された冷陰極のガス充填のトリガーができるスパーク・ギャップです。トロガトロンは、第2次世界大戦中に意義ルスで開発されました。マグネトロンに大きなパルスを供給するためのレーダー変調器のトリガー用に非常に良く使用されました。

 トリガトロンは、空気の中あるいは密閉され容器中で動作させます。トリガトロンの電極は3つから構成されています。2つは同じ大きさの電極で、3番目の電極は、真ん中にドリルで穴が開けられています。穴の開いていない電極は、ほかの2つの電極に比較して.負電圧になっています。他の2つの電極は、同じ電位です。トリガーパルスがトリガー電極に供給されると、それは主たる電極は導通状態にします。大気圧と同じトリガトロンは、高所でおこる低圧状態では使用できません。 製造技術および加圧されたアルゴン/酸素のガス・ミックスの実験により、、およそ93%のアルゴンおよび7%の酸素が最適であると選択されました。


 トリガトロンのガラス管は、内部の過圧のためにデバイスが爆発した場合の飛散するガラス断片の飛散を防止するてための保護機能を持たせた金属製の網でガラス管周囲を覆っています。トリガトロン老朽化したときガラス管が爆発する可能性があり、取扱には注意が必要です。

 上の写真は、KB/E、CV100で、茶ベークの3端子型ベースですが、1つの端子は使用されていません。全長は、150mm、最大径が68mmφです。
 調査してみますと、このようなトリガトロンの仲間には、下記の表に示すトリガトロンがありました。それぞれの諸特性は表に示すとおりです。


Trigatron (トリガトロン)   
 品 名 /写 真  CV65 CV100  CV138 
     
パルスエネルギー (kW)  170 250  500 
パルス幅 (μs)   1
回路電圧 (kV) 76  16  12 
 パルス/秒 1200  400  800 
キャップ間隔 (cm) 4
アルゴン圧 (PSI)  45  65  55 
負荷時のトリガー電圧 (kV)   3 3.5 
開始電圧 (kV) 2.5  5.5 
動作範囲 (kV)  5〜13  8〜24  8〜22 
 寿命 (時間) 400  2000  800 


 トリガトロンCV85の最新バージョンでは、65PSIのアルゴンと4.5%の酸素により、寿命は600時間になりました。CV85およびCV125を探しています。 編組保護用の”ソック(sock)”は、これらの真空管の内部ガス圧による暴発を防止するもので、そのときの内部圧は、300PSIとされています。.




5.ストロボ放電管

ストロボ放電管は、陰極、第1グリット、第2グリットおよび陽極により構成されたネオン・ガス封入の冷陰極孤光放電管です。瞬時に数百アンペアの放電を行わせ、非常に明るい閃光を早い繰り返しで発光することが出来る放電管です。このため、ストロボスk−プとして回転体や振動体の運動状態の観測等に広く使用されました。また、冷陰極であるため、外部加熱電力が不必要で陰極余熱時間がなく瞬時起動が出来ます。数マイクロ〜数ひょくマイクロ・アンペアーの微少入力電流で、数百アンペアの大電流が制御できると言う特徴がありました。そのために、各種の制御装置に使用されました。

                                          

 
TEN SN−4S ストロボ放電管 

TEN SN−4Sは、ネオン・ガス入り冷陰極の4極放電管で、ストロボスコープ用光源およびトリガー管として用いられた。米国のSN-4, 631ーP1の相当品です。特性は下記の通り:

尖頭陽極耐順電圧 300V
最大陰極電流  5A
最少陰極電流  0.05A
放電繰返し数   250pps
全長x最大径   120mmx44mmΦ




6.グロー変調管(光変調放電管)


NEC 1B59は、オクタル・ベースの円筒ガラス管(頂部は平坦)の冷陰極 のactinic craterのグロー変調管 ”Glow Modulator”とも言われています。SYLVANIA 1B59/R1130B南下が最もポピュラーでしょうか? 高速で光をオン/オフするもので、元来ファクシミリのデコーダー部、ハーフトーン・スキャナー、心電図や地震計などのタイム・マーカー(一定時間が経過する毎に記録用紙に印を付ける)用として開発された真空管です。放電管でもマイナーな存在です。電極構造は、RAYTHEON BHの電極構造に似ている。ガラス管頂部は、平坦でクレーターと称する穴から光を発射するもので、0.06インチ(1.524mmφ)です。最小ルミナンスは、170,000 cd/m @30mAです。変調サイクルは、15KHz最高です。

NEC 1B59
グロー変調管(光変調放電管)

 NEC 1B59は、オクタル・ベースの円筒ガ
ラス管(頂部は平坦)の冷陰極 のactinic 
craterのグロー変調管 ”Glow Modulator
”と言われています。


 ファクシミリのデコーダー部、ハーフトーン
・スキャナー、心電図や地震計などのタイム
・マーカー(一定時間が経過する毎に記録
用紙に印を付ける)用として開発された真
空管です。原田 直記氏の寄贈品です。


全長;75mm
最大径;32mmφ

下記の光変調放電管は、日本電気株式会社、1966年10月、NEC電子部品、電子規格一覧表のW 特 殊 管、5.光変調放電管、p40より抜萃したものです。


               光 変 調 放 電 管

型名  外形寸法(mm)   最大部直径
最大 
ベース  放電開始
電圧
MAX(Vdc) 
電極間
電圧
MAX(Vdc) 
平均陰極
電流範囲 
(mAdc)
最大尖頭
陰極電流
(mA) 
備考 
 全長
MAX
 据付高
バルブ直径
約 
ベース  接続図
番号 
 1B59  77.5  60   28.5   32.5   B8-6  D-25   225   150  5-35   75  米国 1B59/R1130B 
 R1168  77.5 60  28.5  32.5  B8-6 D-25   225  150 5-15   30 米国 R1168 


参考文献
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吉野禮之、「ネオンサインの発光原理と器具材料」、照明学会誌、第86巻第4号、、平成14年、pp235〜238
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4.http://www.grandpas-shack.com/parts/Tube/TubeDS/NL-6(Matsuda-1953).pdf、「マツダ ネオン管 NL-6」 
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9.高津清一、「通信の分野から見た最近の放電管(U)」、March 1957、電気学会雑誌、77巻822号、pp71〜76
10.小島秀雄、「クセノ ン入熟陰極グリッド制御放電管 」、 昭和34年2月、日立評論、 第41巻 第2号、pp80〜87
11.NEC 日本電気株式会社、「電子管規格一覧表、1971年版」、特殊管、pp28〜31
12.伊藤富造、「冷陰極放電管と放電物理」、昭和33年9月10日受理、真空、第1巻第6号、pp3〜9 
13.高橋千太郎、辻井博彦、米倉芳治、「医療と放射線」、丸善株式会社 
14.A F Furford、「KRYTRON TUBES APPLLICATION AND PERFORMANCE REQUIREMENTS」、April 1960
15.武田進、「マイクロ波放電」、昭和28年9月、電気学会雑誌 73巻780号、pp64〜69
16.General Electric、「DESCRITION AND RATINGS、TR Tube GL-1B24-A」、October 15,1952
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18.林洋司、細川辰三、池田義一、「トリガトロンギャップの破壊と負性気体」、昭和60年4月、電気学会論文誌、pp29〜36
19.VALVE ELECTRONIC、「 Coldcathode Enclosed Triggered Spark Gap 、CV100」,21.4.48,MINISTRY OF SUPPLY、pp1〜3
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21.SYLVANIA 、「GLOW MODULATOR TUBES R1130B/R1131C」_Catalogue data
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29.渡邊寧、笠原英雄、「B型仙臺放電管に就て」、電気学会雑誌、昭和13年6月、58巻599号、pp20〜27.pdf
30.渡邊寧、中村善之、笠原秀雄、「イグナトロンの逆電流の測定に就て」、昭和12年6月、電気学会雑誌、57巻587号、pp34〜41.pdf                  31.小林春洋、渡邊寧、「格子消弧放電管に適する格子」、電気学会雑誌、昭和31年10月、76巻817号、76巻817号pp29〜33/pdf
32.額田巌、「放電管に依るー交流発生回路」昭和17年11月、電気学会雑誌、62巻652号.pdf 
33.高橋正一、「放電管及び其の應用」、昭和13年9月、電気学会雑誌、53巻602号、pp65〜78.pdf

                    以上