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Elektrische Entladungsröhre.
Im Patenter. 134016 wurde bereits vorgeschlagen, elektrische Entladungsröhren mit Metall- dampffüllung, insbesondere Röhren mit Dämpfen eines verhältnismässig schwerflüchtigen Metalls, wie Natrium, mit einer doppelwandigen Hülle zu umgeben und den Raum zwischen den Wänden dieser
Hülle zu entlüften. Dieser die Röhre umgebende luftleere Raum bildet einen wärmeisolierenden Mantel, der das Erreichen einer hohen Temperatur und eines hinreichenden Dampfdruckes in der Entladungs- röhre erleichtert.
Es wurde beim Betrieb dieser Entladungsröhren festgestellt, dass Änderungen in dem Zustand der Umgebung, z. B. eine Temperaturabnahme, im allgemeinen einen starken Einfluss auf den Dampf- druck in der Entladungsröhre haben. So verursacht eine Abnahme der Umgebungstemperatur, Regen oder starker Wind eine Verringerung des Dampfdruckes. Dieser Einfluss auf den Dampfdruek ist sehr unerwünscht, da infolgedessen erhebliche Änderungen in den Eigenschaften der Entladungsröhre, z. B. in der Intensität des erzeugten Lichtes oder in dem Wirkungsgrad der Entladungsröhre, herbeigeführt werden.
Die Erfindung hat den Zweck, diese Übelstände zu vermeiden und die Entladungsröhre von Änderungen des Zustandes der Umgebung weniger abhängig zu machen.
Die Röhre und die doppelwandige Hülle werden erfindungsgemäss derart gebaut, dass beim Betrieb der dem Sockelende gegenüberliegende Teil der Wand des Entladungsraumes die niedrigste in diesem
Raum herrschende Temperatur erhält. Die bisher bekannten Röhren waren derart gebaut, dass sich die kälteste Stelle des Entladungsraumes auf der Soekelseite befand. Der Dampfdruck in der Röhre wurde also durch die Temperatur dieser kältesten Stelle bestimmt. Änderungen der Umgebungstemperatur führten auch starke Änderungen der Temperatur dieser kältesten Stelle und daher des Dampfdruckes herbei.
Es wurde nun gefunden, dass, wenn dafür Sorge getragen wird, die kälteste, den Dampfdruck bestimmende Stelle des Entladungsraumes sich auf dem dem Sockelende gegenüberliegenden Teil der Wand des Entladungsraumes befindet, die durch bestimmte Änderungen der Umgebungstemperatur herbeigeführten Änderungen der Temperatur der kältesten Stelle kleiner sind, als wenn der dem Sockel zugekehrte Teil der Wand des Entladungsraumes die kälteste Stelle bildet.
Diese geringere Empfindlichkeit der Temperatur des dem Sockelende gegenüberliegenden Teiles der Wand des Entladungsraumes gegen Änderungen in dem Zustand der Umgebung ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass die Wärme dieses Wandteiles nach Übertragung auf die Innenwand der Hülle im wesentlichen durch Strahlung abgeleitet wird. Die Wärme des Sockelendes der Wand der Entladungsröhre hingegen wird in die Aussenumgebung grossenteils durch Leitung übertragen.
Versuche und Berechnung haben dargelegt, dass, wenn an einer gewissen Stelle eine bestimmte Wärmemenge entwickelt wird, diese von dieser Stelle von höherer Temperatur zu einer Stelle niedrigerer Temperatur abgeleitet wird und dass, wenn diese niedrigere Temperatur Schwankungen ausgesetzt ist, die Änderungen
Erstes Zusatzpatent Nr. 137801 ; zweites Zusatzpatent Nr. 139fJfJ8 ; drittes Zusatzpatent Nr. 140010j viertes Zusatzpatent Nr. 140665.
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in der höheren Temperatur kleiner sind, wenn die Wärmeübertragung durch Strahlung als wenn sie durch Leitung erfolgt.
Dieser Umstand ist bei der vorliegenden Erfindung in der Weise ausgenutzt, dass die Entladungsröhre und die Hülle derart gebaut werden, dass sich die kälteste Stelle des Entladungsraumes dort befindet, wo die Wärme so viel wie möglich durch Strahlung an die Aussenumgebung abgegeben wird. Die Erfindung ist aber an irgendeine theoretische Erklärung des durch sie erzielten günstigen Effektes nicht gebunden.
Es stehen verschiedene Mittel zur Verfügung, um die kälteste Stelle des Entladungsraumes mit dem dem Sockelende gegenüberliegenden Teil der Wand zusammenfallen zu lassen. Eines dieser Mittel besteht darin, dass der Abstand zwischen dem Sockelende der Wand des Entladungsraumes und der diesem benachbarten Elektrode kleiner als der Abstand zwischen dem gegenüberliegenden Ende der Wand des Entladungsraumes und der diesem Ende benachbarten Elektrode gemacht wird. Es kann auch der dem Sockelende gegenüberliegende Teil des Entladungsraumes ein wenig ausgestülpt werden, was eine örtliche Erhöhung der Wärmeabgabe zur Folge hat. Es kann ferner die Wärmeausstrahlung des der kältesten Stelle gegenüberliegenden Teiles der Innenwand der Hülle, z. B. dadurch vergrössert werden, dass dieser Wandteil schwarz oder rauh gemacht wird.
Die Wärmeausstrahlung dieses Wandteiles kann auch dadurch gesteigert werden, dass der gegenüberliegende Teil der Aussenwand der Hülle
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eine solche Länge gegeben werden, dass sie weiter als das Sockelende der Entladungsröhre vorspringt.
Auch kann der Sockel der Röhre länger gemacht werden oder, wenn in der Entladungsröhre der Ent- ladungsraum und ein am Sockelende befindlicher Teil voneinander getrennt sind, kann der letztgenannte
Teil der Entladungsröhre verlängert werden.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt sind.
In Fig. 1 bezeichnet 1 eine zur Ausstrahlung von Licht dienende kolbenartige elektrische Entladungsröhre. Diese Röhre ist durch den Schirm 2, der z. B. aus Glimmer, Glas oder Chromeisen besteht, in zwei Teile unterteilt, nämlich in einen Entladungsraum 3 und einen Raum 4, durch den die Stromzuführungsdrähte der Elektroden geführt sind. Diese beiden Räume stehen mittels eines langen, engen Röhrchens (in Fig. 1 nicht dargestellt) miteinander in Verbindung, so dass beide Räume gleichzeitig entlüftet werden können.
Innerhalb des Entladungsraumes 3 befinden sich eine Glühkathode 5 und zwei ringförmige Anoden 6 und 7. Es tritt beim Betrieb zwischen der Glühkathode und den Anoden eine Bogenentladung ohne positive Säule auf. Die Stromzuführungsdrähte dieser Elektroden sind von isolierenden Röhrchen umgeben und durch den Schirm 2 hindurch nach der Quetsehstelle 8 geführt. Der Abstand zwischen der Anode 6 und dem Schirm 2 ist kleiner als der Abstand zwischen der Anode 7 und dem Ende der Röhre. Es wird daher während des Betriebes in der Nähe des Schirmes 2 mehr Wärme entwickelt als in dem gegenüberliegenden Teil des Entladungsraumes. Die Röhre enthält eine Gasmenge, z. B. Neon, unter einem Druck von einigen Millimetern, und in dem Entladungsraum ist eine Menge eines schwerflüchtigen Metalls, z. B.
Natrium, vorhanden, dessen Dampf beim Betrieb an der Lichtausstrahlung intensiv teilnimmt. Es können anstatt des genannten Metalls auch andere schwerflüchtige Metalle zur Anwendung kommen, z. B. Kadmium, Thallium, Magnesium, Lithium, d. h. Metalle, deren Dampfdruck bei 200 C nur einen Bruchteil eines Millimeters beträgt.
Die Entladungsröhre 1 ist von der doppelwandigen Hülle 9 umgeben, wobei der Raum zwischen den Wänden dieser Hülle entlüftet ist. Es ist an dieser Hülle ein Ring 10 festgekittet, der an der Fassung 11 befestigt ist. Diese Fassung trägt auch die Entladungsröhre 1, die mit einem Sockel 12 versehen ist.
Zwischen der Hülle 9 und der Röhre 1 befindet sich der Asbestring 1. 3..
Der Röhrenteil 4 sowie die Hülle 9 sind ziemlich lang gemacht, um die Wärmeabgabe des an den Schirm 2 grenzenden Teiles des Entladungsraumes zu verringern. Wie bereits bemerkt wurde, befindet sich die Anode 6 in der Nähe des Schirmes 2, während der Abstand zwischen der Anode 7 und dem Unterende der Röhre verhältnismässig gross ist. Diese Bauart hat zur Folge, dass der dem Schirm 2 gegen- überliegende Teil des Entladungsraumes, d. h. das Ende der Entladungsröhre, beim Betrieb die kälteste Stelle dieses Raumes bildet, so dass diese Stelle den Druck des Metalldampfes in dem Entladungsraum bestimmt. Es wurde gefunden, dass bei einer Änderung des Zustandes der Aussenumgebung die Temperatur dieser kältesten Stelle sich weniger als die des Schirmes 2 ändert.
Die in Fig. 2 dargestellte Entladungsröhre 14 zeigt eine der Röhre 1 entsprechende Bauart. Diese Röhre ist gleichfalls von einer doppelwandigen Hülle 15 umgeben. Die Wärmeabgabe des oberen Endes des Entladungsraumes kann dadurch herabgesetzt werden, dass in dem Teil 4 der Entladungsröhre Glaswolle angeordnet wird. Es kann zwischen dem Röhrenende 4 und der Hülle 15 gleichfalls Glaswolle vorgesehen werden. Das untere Ende 16 der Aussenwand der Hülle ist kugelartig erweitert, was eine Vergrösserung der Wärmeausstrahlung des unteren Teiles 17 der Innenwand zur Folge hat. Dieser Teil 17 kann zu diesem Zweck schwarz oder rauh gemacht werden. Das untere Ende der Röhre 14 nimmt auch hier während des Betriebes die niedrigste im Entladungsraum herrschende Temperatur an.