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Elektrische, flüssigkeitsgekühlte Hochdruckmetalldampfentladungslampe.
Die Erfindung bezieht sich auf in Kühlflüssigkeit untergebrachte elektrische Hochdruckmetall- dampfentladungslampen, insbesondere Quecksilberdampflampen, mit einem Betriebsdruck von mehr als 10 Atmosphären. Diese flüssigkeitsgekühlten Hoch-und Hochstdruckdampflampen besitzen eine hohe Lichtausbeute und insbesondere eine für Projektions-und Seheinwerferzwecke vorteilhafte, ausser- ordentlich hohe Leuchtdichte.
Beim Betrieb dieser Brennspannungen von 100 bis 1000 Volt aufweisenden Lampen hat sich jedoch herausgestellt, dass bei den in der Regel verwendeten Kühlflüssigkeiten, insbesondere bei der Verwendung von Kühlwasser, die ebenfalls von der Kühlflüssigkeit umspülten Stromzuführungsdrähte insbesondere in Nähe der Einschmelzstelle des Entladungsgefässes infolge von Elektrolyseerscheinungen angegriffen und oft schon nach kurzer Betriebszeit zerstört werden.
Ausgehend von der Erkenntnis, dass der durch eine Elektrolyse bedingte Stromverlust nur verschwindend gering und die Elektrolyse nur dann schädlich ist, wenn sie an den verhältnismässig dünnen Stromzuführungsdrähten auftritt, werden nach der Erfindung die aus den Rohrenden hervortretenden Stromzuführungen gegenüber der Kühlflüssigkeit durch auf die Rohrenden dicht aufgesetzte, mit den Stromzuführungen elektrisch verbundene Metallkappen abgeschirmt.
Bei einer derartigen Abdeckung der Stromzuführungsdrähte und der Rohrenden ist eine Beschädigung der empfindlichen Stromzuführungsdrähte durch die Elektrolyse unmöglich, da das Kühlwasser mit den Stromzuführungsdrähten nicht in Berührung kommt. Es ist aber ausserdem auch eine Überhitzung der Einschmelzstelle des Lampengefässes vermieden, da die Metallkappen mit grosser Oberfläche mit dem Kühlwasser in Verbindung stehen und eine kräftige Wärmeableitung von den Rohrenden und den Einschmelzstellen ermöglichen. Die Grösse dieser Wärmeableitung kann durch eine entsprechende Wahl von mehr oder weniger stark wärmeableitenden, das Innere der Metallkappe ausfüllenden Stoffen leicht verändert und der Bauart der Entladungsröhre angepasst werden.
Ist die beim Betrieb der Lampe im Elektrodengefäss auftretende Wärmeentwicklung besonders gross, so empfiehlt es sich, die auf das Rohrende aufzusteckenden Metallkappen als massive Metallkörper auszubilden oder die hohl ausgebildeten, zweckmässig dickwandig ausgeführten Metallkappen mit einem gut wärmeleitenden Metall, z. B. Blei, auszufüllen. Auch lassen sich die Wärmeableitungsverhältnisse an den Rohrenden und damit die Betriebstemperatur der Elektrodengefässe und insbesondere ihrer Einschmelzstellen in gewissem Masse dadurch einstellen, dass man die Metallkappen mehr oder weniger weit auf die Elektrodengefässe aufschiebt.
In einzelnen Fällen wird es zweckmässig sein, den Ringschlitz zwischen der Metallkappe und dem Elektrodengefäss mit geeigneten Dichtungsstoffen abzuschliessen, um mit Sicherheit eine Berührung der Kühlflüssigkeit mit den im Innern der Metallkappe befindlichen Stromzuführungsdrähten zu verhindern.
Die bei der neuen Lampe an der Oberfläche der Metallkappen auftretende Elektrolyse bedeutet keinen Nachteil, da die geringfügige elektrolytische Metallabtragung in bezug auf die grosse Masse der Metallkappen belanglos ist.
Es besteht aber sogar die Möglichkeit, bei der neuen, mit Metallkappen versehenen Hochdrucklampe die Elektrolyse weitgehend zu verhindern. Dies wird dadurch erreicht, dass die beispielsweise aus Kupfer bestehenden Metallkappen bis auf die zur Stromübertragung unerlässlichen blanken Flächen mit einem dünnen Isolierüberzug versehen werden, der beispielsweise aus einem Lacküberzug oder
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einer Glasemaille bestehen kann. Dieser Isolierüberzug führt zu keiner schädlichen Überhitzung der Einschmelzstelle, weil zur Wärmeableitung eine ausserordentlich grosse Oberfläche zur Verfügung steht.
Die Metallkappe stellt sozusagen einen ausserordentlich vergrösserten Stromzuführungsdraht dar, der infolge seiner grossen Oberfläche nunmehr ohne wesentliche Beeinträchtigung der Wärmeableitung durch eine Isolierschicht abgedeckt werden kann.
Ein weiterer Vorteil der neuen Hochdrucklampe liegt endlich darin, dass sie bequem zwischen Haltefedern eingespannt und jederzeit ohne Schwierigkeit ausgewechselt werden kann.
Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine nach der Erfindung ausgebildete Quecksilberhochdruckdampflampe im Schnitt in grösserem Massstabe dargestellt.
In die beiden Enden der röhrenförmigen Entladungslampe 1, die aus Quarz oder einem hochschmelzenden Glas besteht und einen Innendurchmesser von etwa 6 mrrt aufweist, sind die aus Wolfram bestehenden Stromzuführungsdrähte 2 dicht eingeschmolzen, die zu den Elektroden 3 von üblicher Bauart führen. Die Stromzuführungsdrähte 2 endigen im Innern der auf die Rohrenden aufgesetzten Metallkappen 4, die mit einem gut wärmeleitenden Metall 5, vorzugsweise einem Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, beispielsweise Blei, ausgefüllt sind. Für die Kappen 4 wird zweckmässig Kupfer oder ein anderes Metall gewählt, bei dem die Elektrolyse nur in geringem Masse auftritt. Die zylindrischen Metallkappen 4 erstrecken sich über die Enden des Entladungsgefässes, etwa bis in Höhe der Elektroden 3.
Um einen besonders guten Sitz der Metallkappen 4 zu erzielen, sind die Enden des Entladungsrohres mit Einschnürungen 6 versehen, die von dem im Innern der Kappen 4 untergebrachten Metall ausgefüllt sind. Die Enden des Entladungsgefässes 1 sind so gestaltet und die Metallkappen 4 so ausgebildet, dass sich beim Betrieb der in einer Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, untergebrachten Hochdrucklampe in den Elektrodengefässen eine ebenso hohe oder gegebenenfalls auch eine etwas höhere Temperatur einstellt als am Mittelteil des Entladungsgefässes und dass die äusseren Teile der Einschmelzstellen infolge der Wärmeableitung durch die Metallkappen 4 hindurch auf einer niedrigeren Temperatur gehalten werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische, röhrenförmige Hochdruckmetalldampfentladungslampe, insbesondere Queeksilberhochdrucklampe, für mehr als 10 Atmosphären Druck, die in einer Kühlflüssigkeit untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrenden und die von diesen vortretenden Stromzuführungen gegenüber der Kühlflüssigkeit durch auf die Rohrenden dicht aufgesetzte, mit den Stromzuführungen elektrisch verbundene Metallkappen (4) abgeschirmt sind.