AT125924B - Elektrische Entladungsvorrichtung. - Google Patents

Description

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  Elektrische   Entladungsvorrichtung.   



   Die Erfindung betrifft elektrische Entladungsvorrichtungen, besonders für Beleuchtungszwecke. 



   Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer elektrischen Entladungsröhre, die ein sehr wirksames weisses Licht zu liefern imstande ist. Des weiteren wird bezweckt, in einer solchen Röhre die Farben des ausgestrahlten Lichtes in bestimmter Weise leicht zu ändern und ferner ein konzentriertes, sehr helles, dem Sonnenlicht ähnliches Licht zu erzeugen. 



   Gemäss der   Erfindung   hat die Entladungsvorriehtung eine Gasfüllung unter verringertem Druck und eine Anzahl von Elektroden, durch die ein elektrischer Strom geleitet wird. Zur Änderung des ausströmenden Lichtyes sind Hilfsvorrichtungen vorgeschen, die der Gasfüllung in gewünschter Menge ein das Spektrum änderndes Mittel zuführen. Als solche Hilfsvorrich- 
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   Spektrumsänderung.   



   Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung für Belenchtungszwecke besteht in einer   Röhre, die mit einem seltenen Gas. Beispielsweise Neon. Gefüllt ist. und einem Quecksilber   behälter. Elektroden, bewirken die Entladung durch das seltene Gas und eine andere Elek-   Irode ent1Åadt durch   das Quecksilber, um   es zu verdampfen. Widerstände, Induktaiizen, Kapa-   
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 zu erzielen. 



   Zum   Verdampfen   des Quecksilbers können an Stelle der erwähnten Hilfselektrode auch andere geeignete Einrichtungen   verwendet werden, welche   die Hitze von aussen zuführen ;   zweckmässig ist eine durch den Entladungsstrom gespeiste   Heizspule beim Queck-   silherbehälter.   



   Wünscht man ein   weisses,   dem   Sonnenlicht   ähnliches Licht zu erhalten, so führt man der z. B. mit   Neongas   gefüllten   nöhre   eine genau bemessene Menge Quecksilberdampf zu. 



  Wenn die Vorrichtung längere Zeit in Betrieb gehalten werden soll, so ist es zweckmässig, den   Quecksilberverdampfer während der ganzen Betriebszeit   in der richtigen Stärke mitarbeiten zu lassen. Mun kann jedoch auch erst die Entladung durch die Neonröhre gehen lassen und dann die notwendige Menge Quecksilberdampf auf kurze Zeit zuführen und erhält auf diese Weise für einige Zeit ein   weisses   Licht. Mit der Zeit erschöpft sich das Quecksilber, wahrscheinlich durch Kondensation, Okklusion, Absorption oder andere Ursachen, und das ausstrahlende Licht nimmt allmählich wieder die Farbe des entsprechenden seltenen Gases an, die im Falle Neon vorwiegend rot ist.

   Wird der Quecksilberverdampfer aber so betrieben, dass Quecksilberdampf in dem Masse seines Verbrauches zugeführt wird, so bleibt die Farbe des ausstrahlenden Lichtes konstant. 



   Um andere Lichtfarben zu erzielen, können andere Edelgase, wie z. B. Helium, Argon, Xenon, Krypton, allein oder gemischt in Verbindung mit Quecksilberdampf oder anderen Gasen oder   MetaDdämpfen benutzt werden, die andere Farbennuancen haben.   

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Eine Vorrichtung gemäss der Erfindung kann auch als Generator für Schwingungen äusserst hoher Frequenz und Konstanz verwendet werden. 
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 der Erfindung und zeigen die mit ihr verknüpften Vorteile. 



   Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung, bei der die Spektrumsänderung dadurch erzielt wird. dass man einen elektrischen Strom durch ein die Veränderung bewirkendes Material leitet. Fig. 2 zeigt eine ähnliche Anordnung, bei der das lichtverändernde Material durch eine Heiz- spule verdampft wird, Fig. 3 eine für Wechselstrom eingerichtete Röhre mit einer Kathode aus Alkalimetall, Fig. 4 eine Vorrichtung ähnlich der für Fig. 1, jedoch mit   einer Kathode   aus Alkalimetall, Fig. 5 eine Vorrichtung mit einer indirekt geheizten Kathode aus oxydierte Metall, Fig. 6 eine Vorrichtung   ähnlich   Fig. 2, aber mit einer Kathode aus Alkalimetall, Fig. 7 eine Lampe für Fernsehen, Fig. 8 einen Oscillator, der erfindungsgemäss betrieben wird. 



   Zur näheren Erläuterung der Zeichnungen ist folgendes zu bemerken :
Die Anlage nach Fig. 1 veranschaulicht eine elektrische   EntIadungsröhre 1.   die mit seltenem Gas, z. B. Neon, gefüllt ist und zwei Hauptelektroden bekannter   Art : 2 und 3 mit   gewöhnlichen Anschlussdrähten hat. Der Druck der Gasatmosphäre kann zwischen   0'l-50 w   betragen ; zweckmässig ist ein Druck von ungefähr 6 mm. In einem Ansatz 5 der Röhre befindet sich Quecksilber 4. Die Hauptelektroden 2 und 3 sind durch die   Leitungsdrähte C   und 7 mit der Stromquelle 13 verbunden, die Gleich-oder Wechselstrom von geeigneter   Stärke   liefert. In den Draht 6 ist ein Widerstand 8 eingeschaltet.

   Ein Anschluss 9 mit Widerstand 10 speist die durch die Wand des   Quecksilberbehälters   5 geführte   Hilfselektrodee 5.   wodurch das Quecksilber zur Verdampfung gebracht wird. 



   Man lässt einen Strom von der Quelle   1.'3   zwischen den Elektroden, ? und. 3 übergehen und bewirkt dadurch ein Leuchten des die Röhre füllenden seltenen Gases in einer bestimmten Farbe. Ist das Gas z. B. Neon, so wird rotes Licht ausgestrahlt. Um die Farbe abzuändern. wird der Widerstand 10 so eingestellt, dass eine Entladung zwischen der Elektrode 3 und dem Quecksilber 4 stattfindet. Das bewirkt die Verdampfung einer gewissen Menge Quecksilber. Der Quecksilberdampf verteilt sich in der Gasfüllung der Röhre 1 und leuchtet in der charakterischen blauen Farbe. Durch geeignete Regelung des Widerstandes 10 ist es möglich, das Quecksilberlicht gegen das von dem seltenen Gas ausgehende Licht so   abzustimmen.   dass man ein Licht von der gewünschten Farbe erhält.

   So kann bei Neonfüllung durch Regelung des Widerstandes 10 ein weisses Licht erzeugt werden, weil die blauen Quecksilberstrahlen den roten Neonstrahlen komplementär sind. Die Widerstände 8 und 10 dienen auch zum Ausgleich des negativen Widerstandes im Gasstromweg und sollen daher niemals   völlig   ausgeschaltet werden, weil der Entladungsstrom sonst übermässig stark werden würde. Es ist nicht notwendig, den   Quecksilberbehälter   in der durch die Figur veranschaulichten Weise an- 
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   Wo für die   Lichtveränderung   an Stelle von Quecksilber eines der genannten Metalle oder mehrere davon   verwendet werden, muss   die   Zll   deren Verdampfung benutzte Hilfsentladung eine   grössere   Stromdichte haben, um das   Eindringen des Metalldampfes   in den   Hanptentladungs-   weg zu sichern. 



   Wenn auch der Weg zwischen den   beiden Elektroden 18 und j ! 9 verhältnismässig kurz   ist, so ist doch die Streuung zwischen den Elektroden gering, weil das Kathodengefälle einer gewöhnlichen Elektrode aus   Aluminium.     Eisen nder einem anderen äilnlichen Material ungefähr   einige 100 Volt beträgt. 



   Um Quecksilberdampf der Gasatmosphäre zuzuführen. wird ein mit Quecksilber 24 
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 in einem breiteren Behälter 29 untergebracht, in den das Rohrende 30   mündet.   Diese Einrichtung verhütet, dass bei   mässiger Entladungsstärke Metalidämpfe in   den   Hauptentladungsweg   eindringen. 



   Besteht eine der Elektroden aus Alkalimetall. so ist es zweckmässig, die Röhre aus einem gegen das   Alkalimetall widerstandsfäliigen   Glas herzustellen, wie Pyrex-oder einem anderen Borosilikatglas. Ein solches Glas ermöglicht auch ohne Schaden für die   Glaswände   die Anwendung höherer Temperaturen. Wenn andere Metalle gebraucht werden, so kann die Röhre auch aus irgend einem   gewöhnlichen   Glas bestehen, das bei   der Betriebstemperatur   nicht weich wird. 



   Die in Fig. 4 veranschaulichte Vorrichtung entspricht im wesentlichen derjenigen nach Fig. 1, ist aber besonders für schwach gespannten Gleichstrom eingerichtet, der von der Stromquelle 37 geliefert wird. Die Kathode 31 besteht aus Alkalimetall, wie die Elektrode 17 
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 einen dünnwandigen   Nickel-oder Eisenzylinder.   der so bemessen ist, dass er bei normaler elektrischer Entladung rotglühend wird. Die erhitzte Nickelanode hat ein   Spannungsgefälle   von nur etwa 10 Volt. Die ganze Einrichtung kann daher bei der gewöhnlichen   Lichtspannung   von 110 bis 120 Volt Gleichstrom betrieben werden. 
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 metallkathode eine indirekt erhitzbare, mit   Oxyd überzogene Kathode   bekannter Konstruktion vorgesehen. Geeignet ist z.

   B. eine Kathode 33 aus   dünnem     Nickelblech   mit einem Überzug aus Barium-,   Strontium- oder Calciumoxyd.   Diese Kathode wird durch eine Widerstandsspule 34 erwärmt, die von dem Transformator 35 gespeist wird, der mit einer Abzapfung   3a   versehen ist. 



   Fig. 6 zeigt eine Anordnung, die derjenigen nach Fig. 4 entspricht, mit dem Unterschiede jedoch, dass eine Heizspule 38 für die Verdampfung des Quecksilbers vorgesehen ist. ähnlich wie in Fig. 2. 



   Fig. 7 veranschaulicht eine Lampe für Fernsehen. Die Lampe besteht aus einer gasgefüllten Glasröhre 40 mit Plattenelektroden 41 und 42. deren Abstand kleiner ist als der 
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 Neon, und hat ein Ansatzrohr 43 für Quecksilber. Beim Betrieb wird ein weisses Licht in der bereits beschriebenen Weise erhalten. Die Entladung geht nicht direkt zwischen den beiden Platten, weil deren Abstand zu kurz ist, sondern verläuft an deren   Aussenflächen.   



   Fig. 8 zeigt eine nach der Erfindung ausgebildete Anordnung zur Erzeugung von Schwingungen beliebiger Frequenz. Eine Entladungsröhre 44 ist mit einem seltenen Gas gefüllt und mit einer Alkalimetallkathode 45 und einer gewöhnlichen Anode 46 versehen. Die Elektroden 45 und 46 sind mit der Stromquelle 47 durch die Leitungen 48 und 49 verbunden. In die Leitung 49 ist ein Widerstand 50 eingeschaltet. Eine Queeksilberhilfselektrode 51, die durch die Leitung 52 über den Widerstand 53 gespeist wird, sieht mit der Röhre 44 in Verbindung. Zur Regelung der Frequenz der erzeugten Schwingungen ist ein abgestimmter Stromkreis mit Induktanz 57 und Kondensator 55 zwischen den Elektroden 45 und 46 vorgesehen. Durch Änderung der Kondensatorkapazität ist es möglich, die Frequenz der erzeugten Schwingungen zu ändern.

   Die   Schwingungen   können in   jeder gewünschten   Weise ausgenutzt werden, wenn man mit der Induktanz 57 einen   Arheitsstromkreis   56 kuppelt. 



  Schwingungen von anderer Frequenz erhält man durch einen zweiten abgestimmten Stromkreis 57 zwischen den Elektroden 45 und 51 und einem Arbeitsstromkreis 58. Schwingungen 
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 Erzielung einer genÜgenden Lebensdauer nur mit verhältnismässig kleiner   Stromdichte betrieben   werden. Demgegenüber arbeiten die neuen Vorrichtungen mit einer hohen   Stromdichte, ohne   dass es zu einer übermässigen Erwärmung kommt und sonstige Nachteile von   Bedeutung   entstehen. So kann z. B. bei Anwendung einer Alkalimetallkathode und heisser Anode eine 
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 bei   220   Volt betrieben werden. Selbst bei dieser verhältnismässig hohen Stromdiechte hat die Röhre eine Lebensdauer von 3000 bis 7000 Stunden. 



   Benutzt man Neongas und eine Quecksilberhilfselektrode in der angeogebenen Weise. so kann man die Farben des Lichtes von Neonrot über Weiss bis zur charakteristischen Quecksilberfarbe spielen lassen. Die Wirkung der Röhre gemäss der Erfinung ist ausserordentlich hoch. So ergeben Neongas mit Quecksilderdampf ein weisses Licht bei   nur ungefähr     0-2 Watt   pro sphärischer Kerzenstärke. Entsprechend dieser hohen Wirkung ist die erzeugte Wärme gering. 
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Die Erfindung lässt sich in der verschiedensten Weise abändern und anwenden. Die vorstehenden   Ausführungen   sollen nur das Wesen der Erfindung an einigen   Beispiele) ; zeigen.  

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Eine gasgefüllte elektrische Entladungsvorrichtung. deren ausgestrahltes Licht durch Zuführung eines verdampfbaren Stoffes mit anderem Spektrum, z. B. von Meta) ldämpfen. ver- ändert werden kann, gekennzeichnet durch Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet. z. B. zwischen Hauptanode und Kathode bzw. zwischen Hilfsanode und Kathode geschaltete regulierbare Wider- EMI4.4

   6. Elektrische Entladungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des aus dem Behälter freigemachten Dampfes in einem Bestimmten Ausmasse variiert werden kann, z. B. mit Hilfe eines einstellbaren Widerstandes in Verbindung mit der Hilfselektrode oder Heizspule, so dass bei Verwendung von Neongas und Queck-silberdampf die Vorrichtung nach Wunsch orangerote, blaues oder weisses Licht in verschiedenen Nuancen ausstrahlt. EMI4.5 solche Bemessung der vorzugsweise von einem dünnen Nickelzylinder gebildeten Anode. dass sie durch die Entladung auf Rotglut erwärmt wird.

   8. Elektrische Entladungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet, durch ein Kathodenmetall mit kleinem Kathodenfall, z. B. Natrium, Kalium, Rubildum, Gaesium oder Legierungen dieser Metalle, vorzugsweise eine Legierung von 90% Kalium und 10% Casesium.

   9. Elektyrische Entladungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass (He Kathode in einem Behälter angeordnet ist, der weiter ist als die Entladungsröhre und in den die letztere ein Stück weit von oben hineingeführt ist.

   10. Elektrische Entladungsvorrichtung anch Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Oxydkathode.

   11. Elektrische Entladungsvorrichtung nach Anspruch 4 bis 10. dadurch gekennxeichueL dass die Hilfselektrode als Anode geschaltet und in der Nähe der Hauptanode angeordnet ist. EMI4.6 <Desc/Clms Page number 5>

   13. Elektrische Entladungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 11. dadurch gekennzeichnet, dass sowohl zwischen die Hauptanode und die Kathode als auch zwischen die Hilfsanode und die Kathode ein besonders gespeister Abstimmkreis geschaltet ist. derart, dass innerhalb weiter Grenzen veränderliche Schwingungen von gleichbleibender Wellenlänge und Amplitude erzeugt werden können. EMI5.1