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HoehdruckmetalldampfcutladuMgsröhre.
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elektroden aus schwer schmelzbarem Metall zu versehen. Eine solche Elektrode ist dem Einfluss einer Hochdruckmetalldampfentladung, die sieh bekanntlich durch eine Einschnürung der Entladung von
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vermeiden, kann man dieser Elektrode in bekannter Weise eine Hilfsglühelektrode zuordnen, die mit stark elektronenemittierendem Material. z. B. Erdalkalioxyd, versehen ist. Diese Hauptelektrode und Hilfselektrode werden nun derart angeordnet, dass bei der Zündung die Entladung an der Hilfselektrode ansetzt, jedoch bei höher werdendem Dampfdruck auf die Hauptelektrode aus schwer schmelzbarem Metall übergeht.
Man hat dazu diese Hauptelektrode etwa mit Hilfe eines Stieles 1U der Hilfsglüh- elektrode befestigt und, von der Entladungsbahn aus gesehen, vor dieser Hilfselektrode angeordnet. so dass sie nach erfolgter Zündung durch die von der Hilfselektrode ausgehende Entladung geheizt wird. Der Augenblick des überspringen der Entladung von der Hi'fselektrode auf die Hauptelektrode soll nun durch geeignete Bemessung des Abstandes zwischen Hilfs- und Ha, uptelektrode eingestellt werden. Je kleiner dieser Abstand gewählt wird. um so länger wird es dauern, bevor die Entladung überspringt, d. h. um so höher wird der Dampfdruck beim Überspringen geworden sein.
Wird nun der für eine gewisse Länge der nützlichen Entladungsbahn notwendige Abstand der Hauptelektroden beibehalten und der Abstand der Hilfselektroden vergrössert, so wird dadurch die von der Hilfselektrode ausgehende Entladungsstrecke. die bei Inbetriebsetzen gezündet werden muss. vergrössert, was zu einer Erhöhung der Zündspannung führt. Überdies hat eine Vergrösserung des Abstandes zwischen Haupt-und Hilfselektrode den Nachteil, dass der Raum hinter der Hauptelektrode grösser wird, wodurch die Gefahr entsteht, dass dieser Raum beim Betrieb der Röhre eine zu niedrige Temperatur erhält.
Dieser Gefahr muss dann wieder durch besondere Massnahmen, wie wärmeisolierende Einkapselung des Rohrendes oder Erhitzung des Rohrendes durch Heizkörper, begegnet werden.
Gegenstand der Erfindung ist eine Hochdruckmetalldampfentladungsröhre mit mindestens.. einer robusten, aus schwer schmelzbarem Metall ohne einen leicht verdampfbaren Emissionsbelag bestehenden Hauptglühkathode und einer von der Entladungsbahn aus gesehen hinter dieser Hauptelektrode angeordneten, mit stark elektronenemittierendem Material versehenen Hilfsglühelektrode, die bei der Zündung der Röhre als Ansatzstelle der Entladung dient, welche jedoch bei höher werdendem
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zu beseitigen.
Gemäss der Erfindung wird in die Stromzuführungsleitung zur Hilfselektrode ein Widerstand eingeschaltet, während die Hauptelektrode unmittelbar oder über eine Vorschaltimpedanz an die Hauptentladungsbahn angeschlossen ist. Der Widerstand liegt somit zwischen dem Stromzufiihrungsdraht der Hauptelektrode und dem Stromzuführungsdraht der Hilfselektrode.
Bei Weehselstrombetrieb wird die Röhre mit zwei solchen Elektrodensätzen versehen ; bei Gleichstrom genügt ein einziger solcher Elektrodensatz, der als Kathode benutzt wird. während die Anode anders konstruiert sein kann.
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Bei der Zündung der Röhre setzt die Entladung zuerst an der Hilfselektrode an (die von einem besonderen Heizstrom oder zweckmässiger durch die Entladung geheizt wird), so dass der Strom über den Widerstand fliesst. Die Röhre erwärmt sieh, wodurch der Dampfdruck und der Spannungsgradient (Spannungsabfall je Längeneinheit der Entladungsstreeke) steigen. Wenn der Strom mit kleinerem
Spannungsverlust über die Hauptelektrode fliessen kann, hat die Entladung die Möglichkeit, von der Hilfselektrode auf die Hauptele1. -trode überzugehen. Die Zeitspanne zwischen der Zündung und diesem Übergang kann durch Einstellung der Grösse des Widerstandes geregelt werden und kann derart eingestellt werden, dass die Hilfselektrode im Niederdruekgebiet und die Hauptelektrode im Hochdruckgebiet der Entladung den Strom führt.
Die Einstellung des Widerstandes kann nach Abschmelzen des Entladungsraumes vorgenommen werden. Auch kann die erwähnte Zeitspanne nach Fertigstellen der Röhre geändert werden, ohne dass im Innern der Röhre etwas geändert zu werden braucht. Der Abstand zwischen der Haupt-und Hilfselektrode kann unabhängig von der erwünschten Zeitspanne zwischen Zündung und Übergehen der Entladung so gewählt werden, wie es mit Hinsicht auf die Zündspannung und Erwärmung der Röhre am günstigsten ist.
Die sichere und schnelle Aufheizung der Hauptelektrode kann noch dadurch gefördert werden, dass von der Entladungsbahn aus gesehen vor der Hauptelektrode ein mit einer Öffnung versehener Schirm angeordnet wird, der die von der Hilfselektrode ausgehende Entladung zusanimendrängt und längs der Hauptelektrode führt. Dieser Schirm fängt auch einen grossen Teil der von den Elektroden zerstäubten Materialteilchen auf.
Die Zeichnung stellt beispielsweise eine Entladungsröhre gemäss der Erfindung dar.
Fig. 1 gibt einen Längsschnitt dieser Röhre wieder, Fig. 2 zeigt perspektivisch eine Hauptelektrode dieser Röhre.
Die abgebildete, aus Quarz bestehende und zum Aussenden von sichtbarem Licht oder ultravioletten Strahlen geeignete Entladungsröhre 1 ist zylinderförmig und enthält an jedem Ende eine in der Rohrachse angeordnete wendelförmige Hilfselektrode 2, die mit einem Gemisch von Barium- und Strontiumoxyd bedeckt ist. Vor jeder Elektrode 2 befindet sieh eine Hauptelektrode 3 aus Wolframdraht. Diese besteht aus einem ungefähr kreisringförmigen Teil 4 (Fig. 2), dessen Ebene ungefähr senkrecht zur Rohrachse steht, und einem in der Rohrachse liegenden geradlinigen Teil 5. Die Röhre enthält weiter zwei Quarzschirme 6, die je eine zentrale Öffnung 7 aufweisen, welche sich in kurzem Abstand vor dem Elektrodenteil 5 befindet.
Um einen guten Ausgleich des Gas-und Dampfdruckes im mittleren Röhrenteil und in den Rohrenden zu erleichtern, können die Schirme 6 an ihren Rändern noch eine oder mehrere Öffnungen aufweisen.
Zwischen dem Stromzuführungsdraht 9 jeder Elektrode 3 und dem Stromzuführungsdraht'S jeder Hilfselektrode 2 ist ausserhalb des Entladungsraumes ein Widerstand 10 geschaltet. Zweckmässig wird dieser Widerstand im Sockel angeordnet, so dass die fertige Entladungsröhre nur zwei Kontakte zum Anschluss an die Speiseleitung aufweist.
Die Röhre kann beispielsweise, wie in der Zeichnung gestrichelt angegeben ist, über eine Vorschaltdrosselspule 11 an eine Wechselstromquelle 12 angeschlossen werden.
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Quecksilbersäule, versehen und enthält überdies eine Menge Quecksilber, die zweckmässig derart dosiert wird, dass sie bereits gänzlich verdampft ist, bevor die Röhre ihre normale Betriebstemperatur erreicht hat, so dass der Queeksilberdampf beim Betrieb ungesättigt ist und der Dampfdruck sich bei Schwankungen der Speisespannung oder bei Änderungen der Abkühlungsverhältnisse nur wenig ändert. Der Dampfdruck bei normalem Betrieb kann auch in anderer Weise konstant gehalten werden.
Beim Inbetriebsetzen fliesst der Strom zuerst über die Hilfselektroden 2. Die von diesen Hilf.- elektroden ausgehende Entladung wird von den Schirmen 6 zusammengedrängt und an den Elektrodenteilen 5 entlang geführt, welche dadurch von der Entladung aufgeheizt werden. Wenn der Dampfdruck (und somit der Gradient) einen genügend hohen Wert erreicht hat und die Elektrodenteile 5 auf eine genügend hohe Temperatur gebracht sind, geht die Entladung von den Hilfselektroden 2 auf die Hauptelektroden 3 über, wobei die Entladung vornehmlich an den Enden der Elektrodenteile 5 angreift.
Im normalen Betrieb führen die Hilfselektroden 2 keinen oder nur einen vernachlässigbaren geringen Strom. Die Zeitspanne zwischen der Zündung und dem Übergang der Entladung hängt von der Grösse der Widerstände 10 ab.
In einer bestimmten Röhre war der gegenseitige Abstand der Elektrodenteile 5 etwa 18 CM und der Abstand zwischen den Hilfselektroden ungefähr 19 CM, während die Widerstände 10 eine Grösse von 5 Ohm hatten und die Stromstärke der Röhre nach Erreichung des normalen Betriebszustandes 4.5 Amp. betrug. Die Brennspannung der Entladung kurz nach der Zündung war etwa 20 Volt, wogegen die Brennspannung im normalen Betriebszustand 120 Volt war, während sie in dem Augenblick. in dem die Entladung von den Hilfselektroden auf die Hauptelektroden überging, ungefähr 40 Volt betrug.
In der abgebildeten Röhre werden die Hilfselektroden durch die Entladung geheizt, selbstverständlich ist es auch möglich, diese Hilfselektroden durch einen besonderen Heizstrom zu erwärmen. der, nachdem die Entladung auf die Hauptelektroden übergegangen ist, abgeschaltet werden kann.
Diese Ausbildung ist jedoch nicht so einfach wie die abgebildete.