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Elektrische Entladungsröhre.
Die Erfindung bezieht sieh auf eine elektrische Entladungsröhre, die geradlinige Teile aufweist, welche durch einen gekrümmten Teil miteinander verbunden sind, und die eine Füllung aufweist, welche durch den Dampf eines schwer flüchtigen Metalles, z. B. Natrium-, Kalium-, Rubidium-, Kadmium-, Magnesium-, Thallium-, Zinkdampf (das sind Metalldämpfe, deren Druck bei einer Temperatur von 200 C nur einen Bruchteil eines Millimeters beträgt) gebildet wird.
Damit der Metalldampf in der Röhre einen genügenden Druck erhält, ist es erforderlich, die Röhre beim Betrieb auf hohe Temperatur zu bringen, wobei der Dampfdruck durch die niedrigste Temperatur der Röhre bestimmt wird. Im Falle einer Röhre, die geradlinige Teile aufweist, welche durch einen gekrümmten Teil miteinander verbunden sind, z. B. im Falle einer U-förmig gebogenen Röhre, nimmt gewöhnlich der gekrümmte Teil die niedrigste Temperatur an. Diese Temperatur muss so hoch gewählt werden, dass der Dampfdruck den für den Betrieb benötigten Wert erreicht. Der übrige Teil der Röhre erhält jedoch eine noch höhere Temperatur.
Diese höhere Temperatur kann dem Erweichungspunkt des Glases, aus dem die Röhre normalerweise hergestellt wird, nahekommen, so dass entweder die Wand dem Aussendruck nicht mehr recht gewachsen ist oder höher schmelzende und daher auch schwieriger zu bearbeitende Glassorten (falls solche überhaupt vorhanden sind) in Verwendung genommen werden müssen.
Auch ist die Wärme, welche die geradlinigen Teile der Röhre auf eine höhere Temperatur als den gekrümmten Teil zu bringen hat, was die Erzeugung des benötigten Dampfdruckes betrifft, als nutzlos verbraucht zu erachten, wodurch der Wirkungsgrad heruntergedrückt wird.
Erfindungsgemäss wird nun der innere Querschnitt des gekrümmten Teiles der Entladungsröhre kleiner als jener der geradlinigen Teile gemacht. Infolge der Krümmung der Röhre wird nämlich die dortige Wärmeabgeabe vergrössert, wodurch der gekrümmte Teil eine niedrigere Temperatur als die geradlinigen Teile annehmen würde. Dadurch nun, dass dem gekrümmten Teil ein kleinerer lichter Querschnitt gegeben wird, wird der Spannungsgradient und somit die in dem gekrümmten Teil entwickelt Wärme erhöht, d. h. die Wärmeentwicklung der Röhre wird auf einfache Weise der Wärmeabgabe der Röhrenwand angepasst.
Die zum Erhitzen der Röhrenwand verbrauchte Energie wird also möglichst nutzbringend angewendet, wodurch der Wirkungsgrad der Röhre gesteigert und eine Überhitzung der geradlinigen Teile der Röhre vermieden wird.
Durch Berechnung oder durch einige einfache Versuche kann in jedem vorkommenden Falle der günstigste innere Querschnitt des gekrümmten Teiles ermittelt werden. Die günstigste Bauart wird erhalten, wenn dieser Querschnitt gerade so gross genommen wird, dass der gekrümmte Teil die gleiche Temperatur wie die geradlinigen Röhrenteil ! annimmt. Es lässt sich jedoch bereits ein erheblicher Teil dieses Effektes dadurch erzielen, dass man dem verjüngten Teil einen Querschnitt gibt, der etwas von dem günstigsten Wert abweicht. In den meisten Fällen wird der Querschnitt des gekrümmten Röhrenteiles um mindestens 10" kleiner als der Querschnitt der geradlinigen Teile gemacht.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der eine erfindungsgemässe, zur Aussendung von Lichtstrahlen dienende Entladungsröhre beispielsweise dargestellt ist.
Die dargestellte Röhre hat zwei geradlinige Teile 1 und 2, die durch einen gekrümmten Teil. 3 miteinander verbunden sind. In den oberen Enden der Teile 1 und 2 sind Elektroden angeordnet, u. zw.
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inner-und ausserhalb der Röhre mit einem der Stromzuführungsdrähte der Glühkathode verbunden sein. Der innere Querschnitt des Teiles 3 ist erheblich kleiner als jener der Teile 1 und 2 der Röhre.
Beträgt der innere Durchmesser der geradlinigen Teile 1 und 2 z. B. 20 wm, so kann der innere Durchmesser des gekrümmten Teiles 3 z. B. 10 mm betragen. Der Spannungsgradient ist in dem Teil J infolgedessen grösser als in den geradlinigen Teilen der Röhre, so dass in dem erstgenannten Teil eine grössere Energiemenge je Längseinheit aufgenommen wird, als in dem übrigen Teil der Röhre. Die Wärmeabgabe des Teiles 3 ist jedoch auch grösser als die der Teile 1 und 2. Der Querschnitt des gekrümmten Teiles kann also derart gewählt werden, dass die Temperatur in diesem Teile derjenigen in dem übrigen Teil der Röhre gleich wird.
Die Röhre enthält Edelgas und eine oder mehrere schwerflüchtige Metalle, wie Natrium, Kalium, Rubidium, Magnesium, Thallium, Zink, deren Dampfdruck bei einer Temperatur von 200 C nur einen Bruchteil eines Millimeters beträgt. Der Metalldampf nimmt an der in der Röhre stattfindenden Entladung teil, was nicht immer darin zu bestehen braucht, dass der Metalldampf einen Teil des Stromes trägt. Es ist unter bestimmten Verhältnissen auch möglich, dass die Metalldampfmoleküle, ohne sich an dem Stromtransport zu beteiligen, lediglich angeregt werden und Licht ausstrahlen. Infolge der gleichmässigen Temperatur der Röhrenwand wird der erforderliche Dampfdruck auf sehr günstige Weise erhalten, was in erheblichem Masse zur Steigerung des Wirkungsgrades der Entladungsröhre beiträgt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Entladungsröhre, die durch einen gekrümmten Teil miteinander verbundene geradlinige Teile aufweist und mit einer Füllung versehen ist, die aus dem Dampf eines schwer- flüchtigen Metalls, wie Natrium, Kalium, Rubidium, Kadmium, Magnesium, Thallium, Zink, besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Querschnitt des gekrümmten Teiles kleiner als jener der geradlinigen Teile der Röhre ist.