<Desc/Clms Page number 1>
Selbstzündende Bogenlampe für Metalldämpfe mit festen, zu Elektronenemission aktivierten
Elektroden.
Die Erfindung betrifft Bogenlampe, in welchen der elektrische Bogen in Dämpfen verdampffähiger Metalle brennt, z. B. in Dämpfen von Quecksilber, Kadmium u. dgl. Bei diesen Lampen machte bisher die Metallfüllung grosse Schwierigkeiten. Wenn die Füllung so gross ist, dass beim Betrieb ein Überschuss von Metall im Rohre bleibt, eignet sich die Lampe nicht für hohe Leistungen, da sich nach längerem Betriebe das Rohr so erwärmt, dass der Druck der Metalldämpfe zu hoch wird und die Lampe erlischt. Es wurden deshalb Röhren hergestellt, bei denen die Füllung derartig dosiert wurde, dass beim Betrieb das Metall nur in Dampfform im Rohre vorhanden war. Bei diesen Röhren macht das Abmessen der Füllung Schwierigkeiten sowie auch der Umstand, dass der gesamte Druck im Rohr sich nach längerem Betrieb ändert und dass ein solches Rohr auf Überheizung sehr empfindlich ist.
Es wurde vorgeschlagen, einen besonderen Speicher anzuordnen, in welchem sich das Metall in Überschuss befindet und welcher beheizt wurde, um den nötigen Dampfdruck zu erreichen. In diesem Falle ist jedoch die Schwierigkeit entstanden, dass bei dem Anzünden der Lampe alles in dem Rohre befindliche Metall in dem noch kalt bleibenden Speicher kondensiert wurde und das Anlaufen des Brenners eine lange Zeit beanspruchte.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird zwischen dem Speicher-und dem Lampengefäss ein aus einem Kapillarrohr und einem in dieses frei eingelegten Stück Metalldraht bestehendes Ventil vorgesehen, derart, dass die sich niederschlagenden Dämpfe des Metalls zwischen dem Draht und der Kapillarrohrwand sich anhäufen und durch Adhäsion den Durchgang schliessen, solange die Temperatur im Speichergefäss für die Entwicklung von Metalldämpfen zu gering ist. Die Sperrung dauert so lange, bis der Speicher und das Verbindungsrohr sich so weit erwärmt haben, dass das Metall in diesen verdampft. Das gemäss der Erfindung angeordnete Ventil wirkt zuverlässig, da es keine mechanischen Teile beinhaltet, sondern ausschliesslich durch Adhäsion wirkt und als weiterer Vorteil ist die einfache Herstellungsweise anzuführen.
Zur Erwärmung des Speichers kann eine selbständige äussere Wärmequelle benutzt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Lampe nach der Erfindung wird aber auch die eigene, beim Brennen entstehende Wärme des Rohres zur Erwärmung des Speichers benutzt, die entweder unmittelbar durch Strahlung oder auch durch besondere, wärmeleitende Mittel auf den Speicher übertragen wird. Durch bessere oder schlechtere Wärmeleitung kann man den Druck im Rohre und damit auch die Spannung und Leistung der Lampe nach Belieben einregeln und ihn ohne jede weitere Überwachung ständig einhalten. Bei der Einstellung regelt sich eine solche Lampe selbsttätig auf die Höchstleistung (in Watt), wobei die Charakteristik der Lampe stets negativ bleibt. Wird der Druck, bei dem die Leistung die maximale ist, überschritten, so sinkt die Leistung des Bogens, also auch die Temperatur des Rohres.
Damit vermindert sich aber wieder die Wärmeübertragung auf den Speicher und die Dämpfe beginnen zu kondensieren, bis der Druck wieder die der Höchstleistung entsprechende Höhe erreicht. Die Temperatur des Speichers ist ständig um einige hundert Grade niedriger als die des Rohres, und der Speicher wirkt so als Ausgleicher, so dass die Lampe gegenüber Änderungen des gesamten Druckes, welche z. B. durch Gasauslösen aus den Elektroden verursacht würden, stark unempfindlich ist,
<Desc/Clms Page number 2>
Eine ähnliche Wirkung des selbsttätigen Regelns kann such erzielt werden, indem man den
Speicher durch eine der Lampe vorgeschalteten Widerstand erwärmt, der um so weniger heizt, je grösser der Widerstand der Lampe ist.
Wenn die Lampe mit Höchstleistung brennt, schnürt sich der Bogen in ein schmales Band zusammen. Die Punktentladung auf den Elektroden bei einem solchen Brenner zerstört in kurzer Zeit die Elektroden. Zur Erzielung der dauernden Höchstleistungen der nach der Erfindung arbeitenden Lampen ist es deshalb vorteilhaft, eine besondere Form der Elektroden zu benutzen, die aus zwei ineinandergelegten Schüsseln besteht ; die so entstandene ringartige Lücke ist mit aktivierter Masse ausgeffillt und die innere Schüssel mit einer Spitze versehen, die die Punktentladung übernimmt und die unteren Teile der Elektroden schützt.
Eine beispielsweise Ausfiihrungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt, u. zw. zeigen : Fig. 1 und 2 eine erfindungsgemässe Bógenlampe in zwei zueinander senkrechten Längsschnitten, Fig. 3, 4 und 5 die Elektrode für Dauerhöchstleistung in zwei zueinander senkrechten Längsschnitten und einer Draufsicht.
Gemäss Fig. 1 ist 1 das U-oder V-förmig gebogene Entladungsrohr, das vorzugsweise aus schwer schmelzbarem Glas oder Quarz hergestellt ist und auf beiden Enden feste Elektroden 2,3 besitzt.
Der Speicher 4 enthält das Quecksilber 6 in flüssiger Form oder als festes Amalgam und ist annähernd in der Mitte zwischen den Enden des Rohres 1 angeordnet und oben durch das Kapillarrohr 5 mit der Biegung des Rohres 1 verbunden. In das Kapillarrohr ist frei ein Platindraht 7 (s. Fig. 2) eingeschoben.
Das Rohr 1 ist unter niedrigem Druck mit einem Zündgas, z. B. Argon, gefüllt. Die Quecksilberfüllung befindet sich teils im Rohr 1, teils im Speicher 4 und im Kapillarrohr 5.
Beim Anzünden entsteht zuerst eine Glimmentladung ; zugleich : beginnt aber das in dem Rohr 1 befindliche Quecksilber zu verdampfen, so. dass die Lampe bald auf Leistung kommt. Das in dem Kapillarrohr 5 kondensierte Quecksilber, schliesst die Verbindung zwischen dem Speicher und dem Rohr so lange, bis sich das Kapillarrohr und der Speicher genügend erwärmt haben. Dann beginnt auch das Quecksilber 6 im Speicher 5 zu verdampfen und ergänzt den Druck im Rohr 1 ; die Lampe erreicht nun dauernd ihre normale Leistung. Die Sperre im Kapillarrohr 5 ermöglicht also, dass die Lampe sehr schnell auf Leistung kommt, ohne dass die Wärmeaufnahmefähigkeit des Speichers den Zündvorgang merklich verzögert. Der Druck im Speicher 4 bestimmt nach der Erwärmung auch den Druck im Rohr 1.
Um dem Speicher 4 die erforderliche Wärmemenge zuzuführen, ist er aussen durch wärme- übertragende Mittel, z. B. Aluminiumbleche 8, mit den Enden des Rohres j ! verbunden. Beim Auslöschen der Lampen schlägt sich ein Teil der Quecksilberdämpfe in dem Speicher 4 und dem Kapillarrohr 5 und ein Teil im Entladungsrohr 1 selbst nieder. Versuche haben gezeigt, dass die Lampe sehr schnell etwa 70% und nach vier Minuten schon 90% ihrer Normalleistung erreicht.
Die in den Fig. 3,4 und 5 dargestellte Elektrode besteht aus der äusseren Schüssel 10 und der inneren Schüssel 11, zwischen denen sich die aktivierte Masse 14 befindet, sowie aus der Spitze 12 und dem Stromleiter 13.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Selbstzündende Bogenlampe für Metälldämpfe mit festen, zu Elektronenemission aktivierten Elektroden und einem Speicher für das verdampffähige Metall, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Speicher-und dem Lampengefäss ein aus einem Kapillarrohr und einem in dieses frei eingelegten Stück Metalldraht bestehendes Ventil vorgesehen ist, derart, dass die sich niederschlagenden Dämpfe des Metalls zwischen dem Draht und der Eapillarrohrwand sich anhäufen und durch Adhäsion den Durcl gang schliessen, solange die Temperatur im Speichergefäss für die Entwicklung von Metalldämpfen zu gering ist.