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Elektrische Entladungsröhre mit Metalldaml, Uüllung.
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stehung einer Bogenentladung nur 25-30 Volt ist, so dass 170-190 Volt in dem vorgeschalteten
Widerstand verbraucht werden müssen. Wenn man die Bogenentladung zum Aussenden von Licht- strahlen verwendet, so ist es erwünscht, dass ein möglichst grosser Prozentsatz der verwendeten Gesamt- energiemenge in der Entladung aufgenommen wird. Da aber, wie durch das angefÜhrte Beispiel gezeigt wurde, ein grosser Teil der Energie in der vorgeschalteten Impedanz verlorengeht, ist der Wirkungsgrad solcher Entladungsröhren im allgemeinen unzureichend.
Die Erfindung, die sieh auf eine elektrische Entladungsröhre mit verdampfbarem, zweckmässig aus Quecksilber bestehenden Metallbodenkörper bezieht, bezweckt eine Verbesserung einer solchen zum
Aussenden von Liehtstrahlen geeigneten Röhre.
Die erfindungsgemässe Entladungsröhre ist gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung und
Gestalt der Elektroden und der Entladungsröhre, dass die Entladung zunächst in einer Geraden zwischen den Elektroden erfolgen kann und dann durch ständige Verdampfung des Metallbodenkörpers als ein- geschnürte Bogenentladung in einer nach oben gekrümmten Linie mit einer Länge von wenigstens dem 1-25 fachen der gegenseitigen Entfernung der Elektroden erfolgt.
Eine Anordnung der Elektroden in der Entladungsröhre derart, dass die Entladung zunächst in einer Geraden zwischen den Elektroden erfolgen kann, hat zur Folge, dass die Zündspannung der Ent- ladung möglichst niedrig ist. Es sei bemerkt, dass die Entladung nach der Einschaltung der Entladung- röhre meist nicht ausschliesslich in einer Geraden stattfinden wird, da die Entladungserseheinungen mehr oder weniger in der ganzen Röhre auftreten. Die Zündspannung ist aber unter anderm durch die gegen- seitige Entfernung der Elektroden bedingt. Die Bauanordnung der Entladungsröhre ist derart, dass die Temperatur und infolgedessen der Metalldampfdruck nach dem Einschalten immer ansteigen, und demzufolge fängt die Entlasdung an, sich einzuschnüren, d. h. dass die Entladungsstrecke ziemlich scharf begrenzt wird.
Es hat sich gezeigt, dass bei ständiger Verdampfung des Metallbodenkörpers die Bogen- entladung nicht mehr in einer Geraden, sondern in einer gekrümmten Linie zwischen den Elektroden erfolgt. Die Entladungsstrecke ist bestrebt, sieh immer mehr zu vergrössern, so dass die Entladung wie ein ziemlich scharf begrenzter Bogen den Raum zwischen den Elektroden überbrückt. In der Röhre ist, u. zw. durch eine geeignete Anordnung der Elektroden, für die Bogenentladung die Gelegenheit gegeben, sich auszuwölben.
Beim Einschnüren der Entladung und beim Längerwerden der Entladungsstrecke wird die
Spannung zwischen den Elektroden immer höher, so dass die Bogenspannung einen bedeutenden Prozent- satz der Zündspannung zu bilden anfängt, wodurch der Wirkungsgrad der Entladungsröhre auf eine bisher noch nicht erreichte Höhe gesteigert wird. Man hat festgestellt, dass sich der erzielte Vorteil
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bereits klar zeigt, wenn die Länge der eingeschnürten Bogenentladung das 1'25 fache der gegenseitigen Entfernung der Elektroden beträgt. Eine erhebliche Verbesserung des Wirkungsgrades wird erzielt, wenn die gegenseitige Entfernung der Elektroden grösser als 1 cm gemacht wird, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, dass die Entladung die Gestalt eines ziemlich langen Bogens aufweist.
Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn man Oxydkathoden verwendet, die durch einen besonderen Strom oder aber durch die Entladung selbst erhitzt werden. Die Zündspannung der Entladung ist bei Verwendung dieser Kathoden sehr niedrig.
Die Verdampfung des Metallbodenkörpers kann auf verschiedene Weise gefördert werden. Es
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sehr wirksam ist. Hiedurch wird nämlich der Wärmeverlust der Entladungsröhre herabgesetzt.
In dieser Hülle wird dann unterhalb des verdampfbaren Metallbodenkörpers ein Heizkörper angeordnet werden. Dieser Heizkörper kann gegebenenfalls derart bemessen werden, dass er gleichzeitig sichtbare Strahlen aussendet. Weiter ist es möglich, den Körper in Reihe mit der Entladungsstrecke zu schalten, so dass er als Vorschaltwiderstand dient. Der Heizkörper wird vorzugsweise in der'Xähe des Teiles der Entladungsröhre angeordnet, in dem das Metall sich befindet, das den Dampf erzeugt, in dem die Entladung erfolgt.
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kugelförmig gestalteten Entladungsgefässes und auch dicht am Rand des verdampfbaren Metallbodenkörpers anzuordnen. Die Kugelform des Entladungsgefässes hat den Vorteil, dass die Wand leicht eine gleichmässige Temperatur annimmt.
Die gleichmässige Temperaturverteilung kann auch dadurch gefördert werden, dass die Hülle, welche das Entladungsgefäss umgibt, mit indifferentem Gase, vorzugsweise unter geringem Druck, gefüllt wird.
Die Zündspannung kann ferner dadurch herabgesetzt werden, dass das den Metalldampf erzeugende Metall mit einem Stromzuführungsleiter in Berührung gebracht wird, der über einen Widerstand mit einer der Elektroden verbunden wird. Die hiedurch erzielte Verringerung der Zündspannung erhöht ihrerseits den Prozentsatz der zugeführten Gesamtenergie, die in der Entladung aufgenommen wird.
Die erfindungsgemässe Entladungsröhre eignet s. eh insbesondere zur Erzeugung von ultravioletten Strahlen. Zu diesem Zweck kann die Röhrenwand und auch die die Röhre gegebenenfalls umschliessende Hülle wenigstens teilweise aus für ultraviolette Strahlen durchlässigem Material hergestellt werden.
In der Zeichnung ist eine Entladungsröhre nach der Erfindung beispielsweise dargestellt. Die Fig. 1 und 2 sind zwei verschiedene Ansichten, und Fig. 3 ist ein Schaltbild der Entladungsröhre.
Die dargestellte Entladungsröhre weist eine kugelförmige Hülle J ? auf, in der zwei Elektroden 2 und 3 angeordnet sind. Diese Elektroden bestehen aus einem schraubenlinienförmig gewundenen Draht, der mit einem Stoff von grosser Emissionsfähigkeit, z. B. B@riumoxyd, überzogen ist. Die Elektroden.' und. sind mit je zwei Poldrähten versehen, die mit 4 bezeichnet sind. Diese Poldrähte der Elektroden'2 und sind durch Arme 5 der Entladungsrohre- ? geführt und in die Enden 6 dieser Arme eingeschmolzen. Die Arme 5 sind auch an den Stellen 7 verschlossen, so dass das Innere des Kolbens 1 nicht mit dem Innern der Arme 5 in Verbindung steht.
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In der Entladungsröhre 1 ist neben dem Quecksilber auch noch eine Gasmenge enthalten, z. B. ein Edelgas, wie Argon. Der Druck dieses Gases kann z. B. bei Umgebungstemperatur 0#1-20 mm sein.
An der Unterseite des Kolbens ist ein Glasstab 10 angeschmolzen, der mit einem Wulst 11 versehen ist, in dem auf die bei Glühlampen allgemein übliche Weise radial angeordnete Glühdrahtträger angeordnet sind, die den schraubenförmig gewundenen Heizkörper 12 tragen.
Die Entladungsröhre 1 ist von der Hülle 13 umgeben, die ein Tellerröhrehen 14 mit einer Quetsch- stelle 15 aufweist. Die Entladungsröhre 1 ist mittels des Stützdrahtes 16 und verschiedener Strom-
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der durch die Quetschtelle 15 nach aussen geführt ist, und mit dem Stromzuführungsdraht 20 in. Verbindung steht, der seinerseits mit dem kontaktteil'1 des Edisonsoekcls verbunden ist, mit dem die Hülle 13 ausgestattet ist. Der zentrale Kontaktteil : Z2 dieses Sockels steht durch den Stromzuführungs-
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ist teilweise von einem Glasrohr 24 umgeben und ebenfalls durch die Quetschstelle 15 gefÜhrt. In dem Telleröhrchen 14 ist ein Widerstand, M untergebracht, der in Fig. 1 nur schematisch dargestellt ist und z.
B. eine Grösse von 1000 bis 10.000 Ohm hat. Dieser Widerstand ist einerseits mit dem Strom- zuführungsleiter 9 und anderseits mit dem Stromzuführungsleiter 17 des Heizdrahtes 1 : 2 verbunden.
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drähten befestigt ist.
Der Raum zwischen der Entladungsrohre und der Hülle 13 ist mit einem in bezug auf den Glühkörpcr 12 inerten Gas oder Gasgemisch gefüllt.
Wenn die Entladungsröhre an ein WcehseLtromnetz normaler Spannung, z. B. von 220 Volt, angeschlossen wird, so wird zwischen den Elektroden 2 und 3 eine Glimmentladung herbeigeführt, welche diese Elektroden erwärmt. Wenn die Elektroden auf eine derart hohe Temperatur erhitzt sind, dass sie thermioniseh Elektronen zu emittieren anfangen, so nimmt die Entladung den Charakter einer Bogenentladung an. Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, ist der Heizkörper 12 in Reihe mit der Entladung geschaltet, so dass dieser Glühkörper durch den Entladungsstrom erhitzt wird. Hiedureh wird die Entlrdungsröhre 1 erhitzt, so dass der Queeksilberdampfdruck in der Entladungsröhre steigt.
Selbst- verständlich trägt auch die durch die Entladung selbst entwickelte Wärme zur Entstehung eines hohen
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durch die gestrichelten Linien 28 angegeben ist.
Die Spannung zwischen den Elektroden 2 und : 3 nimmt stark zu. Messungen haben z. B. ergeben, dass die Bogenspannung der Entladungsröhre, deren Zündspannung 140 Volt und deren Bogenspannung gleich nach der Bogenbildung 20 Volt betrug, bis zu 90 Volt anstieg. Der Quecksilberdampfdruck entsprach dabei einer Temperatur von 300 bis 3200 C. Der Abstand zwischen den Elektroden war ungefähr 2'5 cm, während der gekrümmte Bogen eine Länge von mehr als 5 cm hatte.
Es ist ersichtlich, dass durch den Umstand, dass die Entladung zunächst in einer Geraden zwischen den Elektroden erfolgen kann, eine möglichst niedrige Zündspannung erreicht wird, während der Umstand, dass die Röhre derart ausgebildet ist, dass die Bogenentladung nach der Zündung eine viel grössere Länge haben kann, eine Bogenspannung herbeiführt, die einen ziemlich grossen Bruchteil der Zündspannung b. ldet. Die durch die Entladung ausgesandte Lichtmenge und der Wirkungsgrad der Enthdungsröhre werden hiedurch wesentlich gesteigert.
Es ist ersichtlich, dass die Elektroden 2 und 3 nicht immer so angeordnet zu sein brauchen, dass eine Entladung genau in einer Geraden zwischen diesen Elektroden möglich ist. Es ist auch möglich, diese Entladungsstrecke etwrs von einer Geraden abweichen zu lassen, z. B. dadurch, dass zwischen den Elektroden 2 und J ein Schirm oder eine Hilfselektrode angeordnet wjrd, ohne dass von dem Erfindungsgedanken abgewichen wird.
Wenn man die Entladungsröhre zum Aussenden von ultraviolettem Licht zu verwenden wünscht, in werden die Wand der Entladungsröhre 1 und die Hülle M aus einem Material hergestellt, das für ultraviolette Strahlen durchlässig ist. Der Glühkörper 12 sendet neben Wärmestrahlen auch sichtbare Strahlen aus, so dass das ausgesandte Licht aus Quecksilberlicht und den durch den Glühdraht 12 aus- gcsandten Strahlen zusammengesetzt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Entladungsröhre mit verdampfbarem, zweckmässig aus Quecksilber bestehendem Mctallbodenkörper, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung und Gestalt der Elektroden und der Entladungsröhren, dass die Entladung zunächst in einer geraden Linie zwischen den Elektroden erfolgen kann und dann durch ständige Verdampfung des Metallbodenkörpers als eingeschnürte, nach oben gekrümmte Bogenentladung mit einer Länge von wenigstens dem 1#25fachen des gegenseitigen Abstandes der Elektroden erfolgt.