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Elektrische Entladungsröhre.
Es ist bekannt, elektrische Entladungsröhren mit Metalldampf zur Lichtaussendung zu verwenden.
Neuerlich sind insbesondere den Dampf von verhältnismässig schwerflüchtigen Metallen, d. h. Metallen, deren Dampfdruck bei einer Temperatur von 2000 C kleiner als l MM ist, z. B. Natrium, Cadmium,
Thallium oder Magnesium, enthaltende Entladungsröhren in den Vordergrund getreten. Zur Entwicklung eines hohen Metalldampfdruckes hat man diese Entladnngsröhren bereits in eine zweite Hülle eingeschlossen und dabei den Raum zwischen der Entladungsröhre und der zweiten Hülle evakuiert. Dieser evakuierte Raum hat eine wärmeisolierende Wirkung, durch welche die Wärmeabgabe der Entladungsröhre verringert und die Erzielung des erforderlichen Metalldampfdruckes erlpichtert wird.
Im Patent Nr. 134016 wurde vorgeschlagen. die erwähnte zweite Hülle, welche die Entladungsröhre ganz umschliesst und mit dieser Röhre ein Ganzes bildet, durch eine doppelwandige Hülle zu ersetzen und dabei den Raum zwischen den Wänden der Hülle zu evakuieren. Dieser evakuierte Raum zwischen den Wänden der Hülle übt dann eine gleiche Isolierwirkung aus wie der evakuierte Raum zwischen der Entladungsrohre und der vorerwähnten, diese Röhre ganz umschliessenden Hülle.
Die Verwendung einer doppelwandigen Hülle hat den Vorteil, dass sie mit der Entladungsröhre nicht ein Ganzes zu bilden braucht, da die Hülle und die Röhre aus zwei gesonderten, unabhängig voneinander zu handhabenden Gegenständen bestehen, was bei der Herstellung, dem Transport und der Auswechslung, bei Bruch usw. von grosser Bedeutung ist. Ausserdem wird der Vorzug erzielt, dass die Temperatur der Wand der Entladungsröhre durch die zwischen der Röhre und der Hülle vorhandene Luft vergleichmässigt wird.
Es hat sich gezeigt, dass die Temperatur des Entladungsraumes und infolgedessen der Metalldampfdruck stark durch Temperaturschwankungen der Hülle beeinflusst werden können, die z. B. durch Änderungen der Umgebung, z. B. durch Temperaturänderungen oder durch die Hülle treffenden Regen oder Wind, herbeigeführt werden.
Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen und die Entladungsröhren weniger vom Zustand der Umgebung abhängig zu machen. Gemäss der Erfindung wird zu diesem Zweck in dem evakuierten Raum, der die Entladungsröhre umschliesst und nicht mit dem eigentlichen Entladungsraum in Verbindung stehen darf, ein Stoff angebracht, der bei Temperatursteigerung Gas oder Dampf ent- wickelt, wobei das Gas oder der Dampf bei Temperaturabnahme wieder in den festen oder flüssigen Zustand zurückkehrt.
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röhre, die von einer doppelwandigen Hülle umschlossen ist, wobei der Raum zwischen den Wänden der Hülle evakuiert ist. Die innere, d. h. an die Entladungsröhre grenzende Wand der Hülle erhält ihre Wärme von der Entladungsröhre durch Vermittlung der Luft (Leitung, Konvektion).
Diese innere Wand überträgt namentlich durch Strahlung ihre Wärme auf die Aussenwand der Hülle. Wenn die Temperatur dieser Aussenwand durch eine Steigerung der Umgebungstemperatur zunimmt, so nimmt die von der inneren Wand zu der äusseren Wand gestrahlte Wärmemenge anfangs ab, was zu einer Temperatursteigerung der Entladungsröhre und des Dampfdruckes führen würde. Wenn sich nunmehr in der Hülle auf der äusseren Wand ein ein Gas oder einen Dampf entwickelnder Stoff befindet, so erfolgt auch eine Wärmeübertragung durch dieses Gas (Dampf).
Wenn dieser Stoff die Eigenschaft hat. in dem Masse,
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als die Temperatur der Umgebung und infolgedessen der Aussenwand wächst, mehr Gas oder Dampf zu entwickeln, so wird diese Wärmeübertragung bei steigender Temperatur der Aussenwand grösser. Hiedurch wird die Verringerung der Wärmestrahlung mehr oder weniger ausgeglichen, so dass die Temperatur und der Dampfdruck der Entladungsröhre von der Temperatur der Aussenwand und der Umgebung weniger abhängig werden.
Den in den evakuierten Raum einzuführenden Stoff kann man je nach den Umständen wählen. wobei darauf geachtet werden soll, dass bei den Temperaturen, die dieser Stoff während des Betriebes der Entladungsröhre erhält, das entwickelte Gas (Dampf) die für die beabsichtigte Wirkung günstigen Drücke annimmt. Im allgemeinen soll dafür Sorge getragen werden, dass der Druck des Gases oder des Dampfes unterhalb der Grenze bleibt, oberhalb welcher Druckänderungen keine Änderungen in der übertragenen Wärme mehr verursachen.
Man kann z. B. Quecksilber als dampfliefernden Stoff benutzen. Der Quecksilberdampf hängt dabei von der Temperatur der Aussenwand der Hülle ab, so dass z. B. bei Zunahme der Temperatur dieser Aussenwand der Quecksilberdampfdruek und infolgedessen die Wärmeübertragung durch den Quecksilberdampf zunimmt. Wenn hingegen die Temperatur der Aussenwand sinkt, so nimmt der Queeksilberdampfdruck ab, da ein Teil des Dampfes kondensiert und in den flüssigen Zustand zurückkehrt.
Andere in Betracht kommende Stoffe, die eine Dampfatmosphäre liefern, sind z. B. hochsiedende Öle, Quecksilberbromid (HgBr2)'Bromnaphthalin.
Man kann auch dissozierende Stoffe verwenden, die dabei ein Gas oder einen Dampf liefern. So dissoziiert z. B. Natriumborfluorid (NaBF4) in Natriumfluorid (NaF) und Borfluorid (BF3). Die erstgenannten sind feste Stoffe, während der letztgenannte Stoff dampfförmig ist. Die Reaktion ist reversibel, so dass zu jeder Temperatur ein bestimmter Druck des Borfluoric1s gehört. Ein anderer dissoziieren-
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S. 1362).
Wenn der Druck des entwickelten Gases (Dampfes) bei der Temperatur, welche die Aussenwand der Hülle annimmt, zu gering ist, so kann man den verwendeten Stoff an einem andern Punkt im evakuierten Raum anbringen. Dieser Punkt soll dabei derart gewählt werden, dass sich die Temperatur an dieser Stelle bei Änderung der Temperatur der Aussenwand hinreichend änderr, um die erforderliche Änderung im Gasdruck (Dampfdruck) herbeizuführen.
Im Patent Nr....... (Patent anmeldung A 5170-30) ist z. B. vorgeschlagen worden, zwischen den Wänden der Hülle einen Schirm anzuordnen. Dieser Schirm nimmt beim Betrieb der Entladungröhre eine höhere Temperatur als die Aussenwand der Hülle an. Wenn man als gasliefernden Stoff z. B.
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Börnstein, Physikalisch-Chemische Tabellen, erster Ergänzungsband 1927, S. 769), benutzen würde, so könnte dieser Stoff auf dem genannten Schirm angebracht werden. Dieser Stoff eignet sich nämlich nicht zum Aufbringen auf die Aussenwand der Hülle, da der Druck der Kohlensäure bei den gewöhnlich auftretenden Temperaturen dieser Aussenwand zu niedrig ist.
Wenn die verwendete Substanz nicht flüssig, sondern fest ist, empfiehlt es sich, sie über eine grosse Oberfläche zu verbreiten, wodurch die Gleichgewichtseinstellung bei Temperaturschwankungen beschleunigt wird. Wenn der Stoff dabei in den Weg der austretenden Lichtstrahlen gelangt, so wird er zweckmässig in Form einer dünnen, für Licht durchlässigen Schicht angebracht.
Die Erfindung hat auch den Vorteil, dass die zur Entwicklung des erforderlichen Dampfdruckes in der Entladungsröhre benötigte Zeit verringert wird. Bei der Inbetriebsetzung ist nämlich der Druck des Gases (Dampfes) im evakuierten Raum sehr gering, so dass die Wärmeübertragung durch dieses Gas (Dampf) gering ist. Erst wenn dieser Druck unter dem Einfluss der Heizung der Aussenwand des evakuierten Raumes zu wachsen anfängt, so beginnt dieses Gas (Dampf) sich mehr an der Wärmeabfuhr zu beteiligen.
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weniger empfindlich ist.
Wenn die Entladungsröhre nicht von einer doppelwandigen, sondern von einer einwandigen Hülle umgeben ist, so spielt diese Hülle die gleiche Rolle wie die Aussenwand der doppelwandigen Hülle, und wird die Substanz im zwischen der Wand der Entladungsröhre und der Hülle gebildeten evakuierten Raum angebracht.
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Die dargestellte Entladungsröhre 1 enthält eine von der Seite gesehene sehraubenlinienförmig gewickelte Kathode 2 und zwei Anoden 3 und 4. Der eigentliche Entladungsraum ist vom oberen Ende der Röhre durch einen Schirm 5 getrennt, der verhindert, dass der im Entladungsraum befindliche Metalldampf in das obere Ende der Röhre vordringt. Der Entladungsraum enthält nämlich neben einer Menge
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Zur Erleichterung der Entwicklung des erforderlichen Natriumdampfdruckes ist die Rohre mit einer doppelwandigen Hülle 6 umgeben, wobei der Raum zwischen den Wänden dieser Hülle evakuiert ist.
Sowohl die Entladungsröhre 2 als auch die Hülle 6 können mit einem Sockel ausgestattet sein, mit dem sie an einer Fassung befestigt werden können. Dabei kann dafür Sorge getragen werden, dass der Raum zwischen der Röhre und der Hülle an der oberen Seite abgeschlossen wird. Auf diese Weise ist die Entladungsröhre von einem evakuierten Raum umgeben, der nicht mit dem Entladungsraum in Verbindung steht und in dem keine Entladung stattfindet. Im evakuierten Raum ist eine Menge flüssiges Quecksilber 7 vorhanden. Dieses Quecksilber entwickelt im Raum Quecksilberdampf, dessen Druck von der Temperatur der Aussenwand 8 der Hülle abhängig ist.
Die Wärmeübertragung durch diesen Quecksilberdampf von der Innenwand 9 zur Aussenwand 8 ist unter anderm vom Quecksilberdampfdruck und infolgedessen von der Temperatur der Aussenwand abhängig. Daneben findet auch eine Wärme- übertragung durch Strahlung statt. Bei Zunahme der Temperatur der Aussenwand nimmt die Wärme- übertragung durch den Queeksilberdampf zu, hingegen nimmt die Wärmestrahlung ab. Dies hat zur Folge, dass die Temperatur der Entladungsröhre unabhängiger von der Temperatur der Wand 8 ist als bei Abwesenheit des Quecksilbers in der Hülle.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Entladungsröhre mit Metalldampffüllung, die von einem nicht mit dem Entladungsraum der Röhre in Verbindung stehenden, evakuierten Raum umschlossen ist, wobei in diesem Raum weder eine Entladung stattfindet, noch eine sonstige Wärmequelle enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich in diesem evakuierten Raum ein Stoff befindet, der bei Temperatursteigerung ein Gas oder einen Dampf entwickelt, wobei das Gas oder der Dampf bei Temperaturabnahme wieder in den festen oder flüssigen Zustand zurückkehrt.
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