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Elektrische Entladungsröhre.
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Man wird zweckmässig die Einrichtung so treffen, dass der Kanal unterhalb der Oberfläche der Legierung oder Mischung mündet, so dass ganz vermieden wird, dass das zurückgeführte Metall mit der Entladung in Berührung kommt. Vorteilhaft kann der Kanal auf einen Teil seiner Länge in der Legierung oder Mischung enthalten sein, so dass dieser Teil die Temperatur der im Röhrenbetrieb meist in flüssigem Zustande befindlichen Mischung annimmt, und infolgedessen vermieden wird, dass sich der Kanal durch festgewordenes Metall verstopft.
Manchmal liegt die Gefahr vor, dass die Entladung zwischen den Elektroden durch den Kanal ihren Weg nehmen wird, der das kondensierte Metall zurückführt. Diese Gefahr kann dadurch abgewendet werden, dass der Querschnitt des Kanals klein im Verhältnis zum Querschnitt des Entladeraums gestaltet oder der Kanal eine gebogene Form erhält.
Die Entladungsröhre kann vorteilhaft die Form eines umgekehrten U aufweisen, bei dem in einem der Schenkel eine Legierung oder Mischung aus Metallen enthalten ist und das Ende dieses Schenkels durch einen Kanal mit dem andern Schenkel des U-förmigen Rohres in Verbindung steht, in das der Kanal in geringer Entfernung oberhalb einer in diesem Schenkel enthaltenen Elektrode mÜndet.
Auch ist es möglich, der Röhre einen erweiterten Teil zu geben, in dem eine Glühkathode angeordnet sein kann und der durch einen Kanal mit dem Röhrenteil in Verbindung steht, in dem die Legierung oder Mischung enthalten ist.
In manchen Fällen kann es zweckmässig sein, die Stromzuführungsdrähte der Elektroden nur an einem Ende der Röhre nach aussen zu führen, wobei ein Stromzuführungsdraht teilweise durch den Kanal geführt werden kann, der das kondensierte Metall zurückführt.
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Ausführungsformen der Entladungsröhre nach der Erfindung darstellen.
Die in Fig. 1 dargestellte Entladungsröhre 1 hat die Form eines umgekehrten U. Der Schenkel 2 enthält eine Legierung oder Mischung 3 aus Metallen, die aus einem Amalgam, etwa Cadmiumamalgam, oder auch aus einer Legierung aus Wismut und Quecksilber bestehen kann. Gute Ergebnisse sind z. B. mit einem Cadmiumamalgam erzielt worden, das 20% Cadmium enthielt. Diese Legierung 3 bildet eine Elektrode der Entladungsröhre und steht mit einem Stromzuführungsdraht 4 in Verbindung, der durch die Röhrenwandung hindurchgeführt ist. Der Sehenkel 5 der Entladungsröhre enthält eine Elektrode, die z. B. aus einer Queeksilbermenge 6 besteht, die mit dem Stromzuführungsdraht 7 in Verbindung steht.
Es ist selbstredend auch möglich, diese Elektrode aus einem festen Stoff oder aus derselben Legierung wie die Elektrode 3 herzustellen. Es kann vorteilhaft sein, die Enden der Röhrenschenkel kugelförmig zu erweitern. In geringer Entfernung oberhalb der Elektrode 6 mündet ein enges Rohr 8 in die Entladlngsröhre. Dieses Rohr 8 hat gebogene Form, z. B. eine Ziekzackform, und ist mit seinem andern Ende an das untere Ende des Schenkels 2 angeschmolzen.
Beim Inbetriebsetzen der dargestellten Entladungsröhre ist es nötig, die Entladung mit Hilfe besonderer Einrichtungen zu zünden. Dies kann z. B. in der Weise erfolgen, dass die Röhre nach Anlegen einer Spannung an die Elektroden gekippt wird. Dabei ist darauf zu achten, dass das Rohr 8 an einer solchen Stelle in den Schenkel 5 mündet, dass beim Kippen kein Elektrodenstoff in das Rohr hineinströmen kann. Auch kann die Zündung mittels einer sehr hohen Spannung vorgenommen werden.
Bisweilen kann es erwünscht sein, das Amalgam 3 von aussen her zu erhitzen.
Wird das Amalgam 3 zur Anode und die Elektrode 6 zur Kathode gewählt, so verflüchtigt sich, nachdem die Bogenentladung gezündet worden ist, hauptsächlich das im Amalgam 3 enthaltene Quecksilber. Neben dem Spektrum des Cadmiums weist das von der Entladung erzeugte Licht somit viele
Quecksilberlinien auf. Das verflüchtigt Quecksilber kondensiert im oberen Teil des Schenkels 5. Sobald der Meniskus der Elektrode 6 die Mündlmg des Rohrs 8 erreicht, wird das kondensierte Quecksilber durch dieses Rohr in den unteren Teil des Schenkels 2 zurückgeführt. Es zeigt sich, dass, wenn die Röhre einige Zeit im Betrieb ist, sich an der Oberfläche der Elektrode 3 hauptsächlich Cadmium befindet, so dass die Entladung hauptsächlich in Cadmiumdampf unter hohem Druck erfolgt.
Das von dieser Entladung erzeugte Licht enthält viele ultraviolette Strahlen, die durch die Röhrenwandung hindurch nach aussen treten, wenn diese Wandung aus einem für solche Strahlen durchlässigen Stoff, etwa Quarz, besteht. Die beschriebene Röhre kann somit mit grossem Vorteil zum Erzeugen von ultravioletten Strahlen, z. B. als Höhensonne, verwendet werden. Auch für Sterilisationszwecke ist die Röhre verwendbar. Es zeigt sich, dass die Quecksilbermenge, die sich während des weiteren Röhrenbetriebs aus der Anode heraus verflüchtigt, gering ist und das Spektrum des ausgesandten Lichts nicht ungünstig beeinflusst. Die Gefahr, dass die Röhre beim Ausserbetriebsetzen oder beim erneuten Inbetriebsetzen zerspringt, ist nur sehr gering.
Die in Fig. 2 dargestellte Entladungsröhre weist einen geraden zylindrischen Teil 9 auf, in dessen kugelförmig erweitertem Ende eine Legierung oder Mischung aus Metallen, etwa Cadmiumamalgam oder eine Mischung aus Quecksilber, Cadmium und Wismut 10, enthalten ist, die mit dem Stromzuführungsdraht 11 in leitender Verbindung steht. An das obere Ende des Teiles 9 ist ein weiterer Teil 12 angeschmolzen. In diesem Teil ist der Röhrenfuss 13 enthalten, der die Glühkathode 14 trägt, deren Stromzuführungsdrähte 15 und 16 durch den Fuss nach aussen geführt sind.
Das obere Ende der Röhre 9
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reicht um ein geringes Mass in den erweiterten Teil 12, so dass ein rinnenförrnger Raum 17 entsteht.
In diesen Raum mündet der Kanal 18, der mit seinem andern Ende in den unteren Teil der Entladungsröhre reicht und möglichst weit unterhalb der Oberfläche der Elektrode-M mündet.
Wie die Figur zeigt, liegt ein Teil des Kanals 18 in der Legierung 10, so dass dieser Teil des Kanals dieselbe Temperatur wie die Legierung annimmt. Eine Verstopfung des Kanals durch festgewordenes Metall wird dadurch vermieden.
Die Röhre kann eine geeignete Gasfüllung enthalten, die z. B. aus einem Edelgas besteht, was die Zündung der Entladung erleichtert. Während des Betriebes kondensiert das Quecksilber oder, allgemeiner, das flüchtigste Metall im erweiterten Teil 12 und wird im rinnenförmigen Raum 17 angesammelt, von wo es durch den Kanal 18 in den unteren Teil der Entladungsröhre zurückgeführt wird. Da sich auch in dieser Entladungsröhre das Cadmium hauptsächlich an der Oberfläche der Elektrode 10 ansammelt, erfolgt die Entladung hauptsächlich in Cadmiumdampf.
Die in Fig. 3 dargestellte Entladungsröhre weicht darin von der in Fig. 2 veranschaulichten Röhre ab, dass die Stromzuführungsdrähte der Elektroden an nur einem Röhrenende nach aussen geführt sind. Hiedurch kann in vielen Fällen eine einfache Anordnung der Entladungsröhre, z. B. in einer Höhensonnenanlage oder in einer Anlage zum Bestrahlen von Flüssigkeiten mit ultraviolettem Licht, erzielt werden.
Wie Fig. 3 zeigt, ist der Stromzuführungsdraht 19 für die im unteren Ende der Röhre enthaltene Elektrode durch den Röhrenfuss nach aussen geführt, an dem die Glühkathode befestigt ist. Dieser Stromzuführungsdraht 19 ist durch den Kanal geführt, der das kondensierte Quecksilber zurückführt und teilweise von einem isolierenden Rohr 20 umgeben, das verhindert, dass die Entladung am Strom" zuführungsdraht 19 ansetzt. Es ist einleuchtend, dass der Kanal, der das kondensierte Quecksilber zurückführt und der bei den in den verschiedenen Figuren veranschaulichten Entladungsröhren ausserhalb des eigentlichen Entladeraums untergebracht ist, auch innerhalb dieses Entladeraums liegen kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Entladungsröhre, die eine Legierung oder eine Mischung aus Metallen enthält, die zweckmässig eine Elektrode der Röhre bildet und z. B. aus einem Amalgam, etwa Cadmiumamalgam, besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhre einen vom Entladeraum getrennten Kanal enthält, der eine Verbindung zwischen einem Röhrenteil, in dem sich während des Betriebes kondensiertes Metall, etwa Quecksilber, ansammelt, und dem Röhrenteil bildet, der die Legierung oder Mischung enthält.