<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung mit einer gasgefüllten elektrischen Entladungsröhre.
Es ist bekannt, in einer gasgefüllten elektrischen Entladungsröhre in der Nähe einer nicht von einem besonderen Heizstrom, sondern von der Entladung erhitzten Glühelektrode eine Hilfselektrode anzuordnen und letztere über einen Widerstand mit einer anderen Hauptelektrode zu verbinden. Die zwischen der Glühelektrode und der Hilfselektrode gebildete Hilfsentladungsbahn liegt dann zusammen mit dem erwähnten Widerstand parallel zu der Hauptentladungsbahn. Beim Inbetriebsetzen der Ent- ladungsröhre fliesst zuerst ein Hilfsstrom durch den Parallelstromzweig, so dass die Glühelektrode durch die Hilfsentladung geheizt wird und zu gleicher Zeit eine Menge Elektronen und Ionen innerhalb der
Röhre gebildet wird.
Hiedurch wird die Zündung der Hauptentladung erleichtert, so dass diese Zündung durch eine niedrigere Spannung bewirkt wird als beim Fehlen des Parallelstromzweiges mit Hilfsentladung.
Ist die Entladungsröhre mit zwei Glühelektroden versehen, so kann man in der Nähe jeder dieser
Hauptelektroden eine Hilfselektrode anordnen und jede Hilfselektrode über einen Widerstand mit der nicht benachbarten Hauptelektrode verbinden, so dass zwei parallel zu der Hauptentladungsbahn geschaltete, je eine Hilfsentladungsbahn und einen Widerstand enthaltende Stromzweige gebildet werden.
Es ist auch möglich, die beiden Hilfselektroden unter Zwischenschaltung eines Widerstandes miteinander zu verbinden, so dass ein von den beiden Hilfsentladungsbalmen und dem Widerstand gebildeter Parallelstromzweig entsteht.
Es ist weiter bekannt, in der Entladungsröhre einen einen genügenden Widerstand aufweisenden
Leiter anzuordnen, dessen Enden bis in die Nähe der Hauptelektroden reichen, so dass die Hilfsent- ladungsbahnen zwischen den Glühelektroden und den Enden dieses Leiters gebildet werden.
Die beschriebenen Vorrichtungen haben gemein, dass parallel zu der Hauptentladungsbahn ein
Stromzweig liegt, der eine an eine Glühelektrode ansetzende Hilfsentladungsbahn und einen die Stärke des durch den Parallelstromzweig fliessenden Stromes beschränkenden Widerstand enthält.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung dieser Art und bezweckt eine Verbesserung.
Die Erfindung ist nicht nur bei Entladungsröhren, die mit einem oder mehreren Gasen gefüllt sind, sondern auch bei solchen mit Dampffüllung oder mit einer Gas-Dampf-Füllung anwendbar.
Gemäss der Erfindung wird in dem Parallelstromzweig ein Widerstand mit einem grossen positiven
Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes verwendet. Es hat sieh herausgestellt, dass die Zündspannung der Hauptentladung um so niedriger ist, je geringer der Widerstand in dem Parallel- stromzweig und je grösser somit der Strom in diesem Zweig ist. Ein starker Strom in dem Parallel- stromzweig macht jedoch die Hauptentladung unter Umständen unruhig, was sich öfters durch Flimmern des von der Hauptentladung ausgesandten Lichtes kenntlich macht. Überdies bedeutet ein starker
Strom im Parallelstromzweig einen grossen Verlust während der ganzen Betriebsdauer der Vorrichtung, wodurch der Wirkungsgrad verringert wird.
Dadurch, dass der im Parallelstromzweig vorhandene Widerstand als ein Widerstand mit grossem positiven Temperaturkoeffizienten ausgebildet wird, kann der Strom in diesem Zweig beim Inbetriebsetzen der Entladungsröhre, wenn der Widerstand noch kalt ist, gross gewählt werden, wogegen beim normalen Betrieb der Röhre der Widerstand einen grösseren Wert annimmt, wodurch der Strom im
<Desc/Clms Page number 2>
Parallelstromzweig kleiner wird als bei der Zündung, was einen günstigen Einfluss auf das ruhige
Brennen der Hauptentladung hat, und die Verluste in diesem Stromzweig verringert.
Der Widerstand des Parallelstromzweiges kann derart ausgebildet werden, dass der Widerstands- wert beim normalen Betrieb wenigstens das 1'5fache des Anfangswertes ist. Vorzugsweise wird man i jedoch weitergehen und den Widerstandswert beim normalen Betrieb grösser als das 2-oder 3fache des Anfangswertes wählen.
Vorteilhafterweise wird man den Widerstand des Parallelstromzweiges innerhalb der Entladung- röhre oder so nahe an der Entladungsröhre anordnen, dass er auch von dieser Röhre erhitzt wird, wo- durch der Einfluss des positiven Temperaturkoeffizienten sehr gefördert wird. Die Erfindung ist denn auch von besonderem Interesse für Entladungsröhren, die beim Betrieb eine hohe Temperatur, z. B. höher als 2000 C, annehmen, vor allem für Hochdruck-Quecksilberdampf entladungsröhren und Ent- ladungsröhren mit Dampf schwerflüchtigen Metalles, z. B. Natriumdampflampen. In diesem Falle kann der Parallelwiderstand durch die Entladungsröhre auf hohe Temperatur gebracht werden, was eine beträchtliche Vergrösserung des Widerstandes zur Folge hat.
Derartige Entladungsröhren werden meistens von einem das Wärmeabgabevermögen der Ent- ladungsröhre verringernden Mantel umgeben, der in der Regel aus einer doppelwandigen, evakuierten
Hülle oder aus einer einwandigen, die Entladungsröhre völlig umschliessenden evakuierten Hülle besteht.
Bei Verwendung eines solchen Mantels kann der Widerstand des Parallelstromzweiges mit Vorteil innerhalb dieses Mantels angeordnet werden.
Die Erfindung wird im nachstehenden an Hand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeich- nung näher erläutert :
Die Fig. 1 und 2 veranschaulichen die Vorrichtung nach der Erfindung teilweise im Schnitt, in Vorder-und Seitenansicht.
Fig. 3 zeigt das Sehaltsehema dieser Vorrichtung.
Die abgebildete Vorrichtung enthält eine U-förmige, vornehmlich zur Lichtausstrahlung dienende
Entladungsröhre 1, die an den Enden mit Glühelektroden 2 bzw.. 3 und Hilfselektroden 4, bzw. 5 ver- sehen ist. Die Glühelektroden bestehen in bekannter Weise aus bifilar gewundenen und mit stark elektronenemittierendem Material überzogenen Drähten. Die beiden Stromzuführungsdrähte jeder Glühelektrode sind ausserhalb der Entladungsröhre 1 miteinander verbunden und zu einem gemeinsamen Stromzufühnungsdraht 6 bzw. 7 (Fig. 3) vereinigt, so dass die Glühelektroden ohne zusätzliche Strom- quelle von der Entladung selbst geheizt werden.
Die Hilfselektroden bestehen aus die Glühelektroden umgebenden Metallzylindern.
Die Entladungsröhre 1 ist mit Edelgas gefüllt, z. B. mit Neon unter einem Druck von 10 mm, und enthält überdies Natrium, dessen Dampf beim normalen Betrieb an dem Entladungsvorgang beteiligt ist und ein intensiv gelbes Licht ausstrahlt.
Zwecks Wärmeisolierung ist die Entladungsröhre 1 in die evakuierte Hülle 8 eingeschlossen, die mit einem nicht gezeichneten Sockel versehen wird, dessen beide Kontakte mit den Stromzuführungs- drähten 6 und 7 verbunden werden. Zwischen der Entladungsröhre und der Hülle 8 befindet sich ein zylindrischer Glasschirm 9, der am unteren Ende mit der Hülle 8 verschmolzen ist.
Die Entladungsröhre 1 ist mit Hilfe der Stromzuführungsdrähte an die Quetschstelle 10 der
Hülle 8 befestigt und durch die Spiralfeder 11 gegen den Schirm 9 und somit gegen die Hülle 8 federnd abgestützt. Diese Spiralfeder ist unter Zwischenlegung eines Glimmerplättehens 12 zwischen den beiden
EMI2.1
Die Hilfselektrode 4 ist über den Widerstand 18 mit dem Stromzuführungsdraht 7 der Glühelektrode ei verbunden. Ebenso steht die Hilfselektrode 6 über den Widerstand 14 mit der Glühelektrode 2 in Verbindung. In dieser Weise sind zwei parallel zu der zwischen den Glühelektroden 2 und 3 bestehenden Hauptentladungsbahn liegende Stromzweig gebildet.
Der eine Parallelstromzweig enthält den Widerstand 13 und die Hilfsentladungsbahn zwischen der Glühelektrode 2 und der Hilfselektrode 4, während der zweite Parallelstromzweig den Widerstand 14 und die zwischen der Glühelektrode. 3 und der Hilfselektrode 6 gebildete Hilfsentladungsbahn enthält.
Die Widerstände 18 und 14 bestehen aus auf Glimmerplättchen 15 bzw. 16 gewundenen Drähten aus einem Material mit grossem positivem Temperaturkoeffizienten, z. B. aus Eisen. Die Widerstände sind innerhalb der Hülle 8 angeordnet und werden beim Betrieb nicht nur von den sie durchfliessenden Strömen, sondern auch durch die von der Entladungsröhre entwickelte Wärme geheizt. Wenn die Vorrichtung durch Anschluss an eine Wechselstromquelle (unter Zwischenschaltung einer Vorschaltimpedanz) in Betrieb gesetzt wird, so sind die Widerstandsdrähte noch kalt und haben einen geringen Widerstand, so dass die Ströme durch die Parallelstromzweige verhältnismässig stark sind, was eine zuverlässige Aufheizung der Glühelektroden 8 und J und eine niedrige Zündspannung zur Folge hat.
Während des weiteren Betriebes werden die Widerstandsdrähte auf eine hohe Temperatur erhitzt, wodurch ihr Widerstand einen grösseren Wert annimmt. Die Widerstände sind nun so ausgebildet, dass die Ströme beim normalen Betrieb wesentlich geringer als bei der Zündung der Röhre sind, wodurch die Verluste in den Parallelstromzweigen verringert werden. Diese Verldeinerung der Parallelströme hat auch einen günstigen Einfluss auf das ruhige Brennen der Hauptentladung.
<Desc/Clms Page number 3>
Dies wird erreicht, ohne dass eine Umschaltung vorgenommen wird, was nötig sein würde, wenn in dem Parallelstromzweig ein Schalter aufgenommen sein würde, mit dessen Hilfe der Parallelstrom- zweig nach der Zündung der Hauptentladung abgeschaltet werden könnte.
Wenn die Widerstände geringe Abmessungen haben, können sie mit Vorteil zwischen den
Schenkeln der Entladungsröhre angeordnet werden. Es sind z. B. Widerstände benutzt worden, die aus einem dünnen Eisendraht bestanden, der auf einen emaillierten dünnen Kupferstab aufgewunden war. Diese Widerstände wurden mit Erfolg zwischen den Schenkeln der Röhre angeordnet, wo sie der Wärmeausstrahlung der Röhre gut ausgesetzt waren, ohne jedoch die Liéhtausstrahlung ernsthaft zu hindern.
Zur Illustration sei bemerkt, dass in einem bestimmten Fall die Widerstände derart ausgebildet wurden, dass ihr Widerstandswert in kaltem Zustand 1000 Ohm und während des normalen Betriebes 2500 Ohm betrug. Es stellte sich weiter heraus, dass, wenn ein Widerstand benutzt wurde, der auch in kaltem Zustand einen Widerstandswert von 2500 Ohm hatte, die Zündspannung um 23% höher war als bei Benutzung des Widerstandes mit dem Anfangswert von 1000 Ohm. Die Verwendung des erfindungsgemäss ausgebildeten Widerstandes bewirkte also bei gleichen Verlusten während des normalen Betriebes eine wesentlich niedrigere Zündspannung.
Wie schon oben bemerkt wurde, kann der Parallelstromzweig auch innerhalb der Entladungröhre liegen, wozu ein, gegebenenfalls in einem Glasröhrehen eingeschlossener, Widerstandsdraht derart innerhalb der Röhre angeordnet werden kann, dass seine freien Enden sich in der Nähe der Hauptelektroden befinden und die Hilfselektroden bilden. Dieser Widerstandsdraht wird dann erfindungsgemäss mit einem solchen positiven Temperaturkoeffizienten ausgebildet, dass der Widerstandswert beim normalen Betrieb der Röhre wesentlich grösser als der Anfangswert bei kaltem Draht ist. In diesem Falle, wenn also der Parallelstromzweig sich völlig innerhalb dir Entladungsröhre befindet, ist die Vorrichtung nach den Ansprüchen identisch mit der Entladungsröhre selbst.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Vorrichtung mit einer gasgefüllten elektrischen Entladungsröhre mit mindestens einer von der Entladung erhitzten Glühelektrode, wobei parallel zu der Hauptentladungsbahn ein Stromzweig liegt, der eine an diese Glühelektrode ansetzende Hilfsentladungsbahn und einen Widerstand enthält, der einen grossen positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand derart ausgebildet ist, dass sein Wert beim normalen Betrieb wenigstens 1'5mal, zweckmässig mehr als 2- oder 3mal grösser ist, als der Anfangswert (Widerstand im Moment der Zündung).