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Quecksilberdampflampe.
Man hat versucht, Quecksilberdampflampen dadurch anzulassen, dass man in dem einen Schenkel eines zweischenkligen Rohres Quecksilber erhitzte und den Druck des sieh ausdehnenden Dampfes auf eine Säule flüssigen Quecksilbers wirken liess, deren Bewegung dann dazu diente, den Bogen herzustellen. Nach vorliegender Erfindung wird das quicksilber in einer engen Röhre mit erweitertem Ende oder Enden zur Aufnahme der Elektrode derart eingeschlossen, dass dasselbe in kaltem Zustande eine ununterbrochene Quecksilbersäule bildet, welche einen geschlossenen metallischen Kreis zwischen den Elektroden herstellt.
Zum Anlassen der Lampe wird diese Quecksilbersäule dann selbst dadurch unterbrochen bzw. in zwei Teile geteilt, dass eine lleizspule um einen zwischen den Elektroden liegenden Teil des engen Rohres gewickelt und das Quecksilber beim Einschalten der Spute
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der Quecksilbersäule selbst hervorgebracht und das dabei verdrängte Quecksjjher tritt in das erweiterte Ende des Rohres ein. Das negative Ende des Lampenrohres wird verteilhaft zweiteilig ausgebildet, in der Weise, dass von dem negativen Pole zwei parallele Räume aus-
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durch einen Hilfskontakt kurzgeschlossen wird, sobald das Quecksilber durch Bildung des Lichtbogens in den oberen Raum steigt.
Die Bewegung des Quecksilbers selbst bei Bildungs des Lichtbogens wird auf diese Weise zum Kurzschliessen der Heizspule benützt, so dass irc ; end- welche zusätzliche Schaltvorrichtungen nicht vorhanden sind.
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Fig. 2 zeigt schematisch eine abgeänderte Ausführungsform der Lampe, während Fig. 3 eine Anordnung zeigt, um das Rohr der Lampe zu biegen.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Quecksilberdampflape ist ein
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aus dem Rohre a nur eine geringe Steigung in der Höhe des Quecksilberspiegels hervorbringt. Der Strom wird den Elektroden durch Platindrähte d und e zugeführt, weiche luftdicht in die Enden des Glasrohres eingesetzt sind. Vorteilhaft bildet die obere Eb'ktrode die positive und die untere die negative Elektrode. Befindet sich die Lampe bei dieser Anordnung ausser Gebrauch und in kaltem Zustande, dann füllt das Quecksilber, infolge
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dabei einen metallischen Stromkreis zwischen den drähten fi und e.
Um nun eine Unterbrechung dieses metallischen Kreises in dem Rohre a hervorzubringen, wird das ilüssige
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nutzt, welche in Reihe mit dem Lampenstrotuo geschaltet wird, derart, dass die Spule beim Einschalten dieses Stromes erhitzt wird und dadurch das Quecksilber im Rohre a erhitzt, wodurch eine plötzliche Dampfbildung in dem Rohre eintritt, welche die Quecksilbersäulo unterbricht. Der dadurch hervorgebrachte Bogen vergrössert den Druck des Quecksilberlampfes, so dass sich die leuchtende Bahn des Dampfes sehne ! ! vergrössert, bis die ganze Länge des Rohres a leuchtend gemacht ist.
Vorsuche haben gezeigt, dass die Heizspule aus feinem Platindrahte bei einer Lampe von der dargestellten Form vorteilhaft auf eine grössere Länge um das Rohr gewickelt wird, beispielsweise über ein Drittel bis zur Hälfte der Rohrlänge. Die Zahl der Wicklungen kann dabei 60 oder mehr beitragen. Der Vorteil hievon ist, dass die Zeit zum Anheizen der Lampe auf ein Mindestmass beschränkt wird. Es erscheint vorteilhaft, die Heizspule an dem unteren Ende dichter zu wickeln als in dem oberen Teile, um die grössere Heizwirkung an dem unteren Ende, an welchem der Bogen gebildet werden soll, zu erhalten.
Die Verteilung der Heizspule auf eine grössere Länge hat den weiteren Vorteil, dass das Quecksilber auf eine grössere Länge erwärmt wird und, dass der Lichtbogen sich dadurch rascher ausdehnt, als dies sonst der Fall ist. Beim erstmaligen Anlassen einer Lampe erfordert die Lampe für gewöhnlich einen beträchtlich grösseren Strom, als den Arbeitsstrom.
Dieser Strom nimmt bei Verlängerung des Bogens rasch ab und die Heizspnie wird dadurch infolge der verminderten Stromstärke im wesentlichen untätig. Um die Heizspule jedoch während des Betriebes der Lampe ganz auszuschalten, wird vorteilhaft eine selbsttätige Unterbrechung des Stromes vorgesehen. Zu diesem Zwecke wird mit der positiven Leitung ein geeigneter Kontakt g verbunden, der in den oberen Teil des Gefässes b eingeführt wird. Die Heizspule ist dann zwischen der positiven Leitung d und dem äusseren Reihenwiderstande angeordnet, der für gewöhnlich bei Quecksilberdampflampen benützt wird.
Der Letztere ist dabei ebenfalls mit dem Kontakte 9 verbundeu. Wird bei dieser Anordnung das flüssige Quecksilber in den Behälter b getrieben, dann kommt es mit dem Kontakte 9 in Berührung und bringt dadurch einen Kurschluss hervor, welcher die Heizspule ausschaltet. Es ist ersichtlich, dass der Widerstand der Heizspule und des Reihenwiderstandes so proportioniert sein kann, dass der Anlassstrom nur wenig grösser sein braucht. als der Arbeitsstrom.
Das Gefäss b ist nach Fig. 1 so breit gemacht, dass der Spiegel des Quecksilbers bei Verdrängung desselben aus dem Rohre a nur wenig steigt, damit bei Verdrängung des Quecksilbers nur geringe Drucksteigerungon eintreten. Das untere die Elektrode e aufnehmende Gefäss wird vorteilhaft mit dem engen Rohre a durch ein U-Stück i verbunden.
Arbeitet die Lampe, dann strebt das Quecksilber in dem unteren Gefässe danach, das Quecksilber in dem engen Rohre a ungefähr auf gleichem Spiegel zu halten. Um dabei unzulässige Schwankungen des Quecksilbers in dem Rohre a zu vermeiden, ist letztnrl1s an der Verbindungssteelo mit dem Gefässe c bei h etwas eingeengt. Als praktisches Beispiel einer Lampe könnte das Rohr a etwa eine Länge von 35 cm mit einem inneren Durchmesser von etwa 4 cm besitzen. Die Grössenabmessungen hängen jedoch von dem Drucke in dem Rohre a ab, der. durch den Spiegel des Quecksilbers in dem Gefässe b bestimmt wird. Im allgemeinen wird die Länge des möglichen Lichtbogens für eine gegebene voltzahl um so kleiner, je grösser der Druck wird. Ein Rohr von den gegebenen Abmessungen eignet sich für einen Arbeitsstrom von 0'7 Amp. und 200 Volt.
Nach der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist das Lichtrohr a nahe an seinem negativen Ende in zwei sich wieder vereinigende Schenkel geteilt. Das Rohr a ist bei dieser Ausführungsform ferner an seinem oberen Ende b beständig erweitert, anstatt mit einem besonderen Gefässe versehen zu sein. Das Ende b muss dabei so gross sein, dass es mehr als den ganzen Quecksilberhrlhalt der Lampe aufnehmen kann. Der Überflüssige Raum dient dabei als Konensationsraum über der Quecksilbersäule und zu dem Zwecke, unzulässige Dampfdrücke zu vermeiden. Der Teil b des Rohres erstreckt sich über die positive Klemme d, welche vorteilhaft in einer kleinen Kammer m angeordnet ist.
Beim Arbeiten der Lampe ist eines der Zweigrohre l nahe dem negativen Ende von dem Bogen durchflossen, während das andere nur als Kondensationsraum wirkt, in welchem sich Quecksilber kondensiert, um von dort zu dem unteren Teile der Schleife zu fallen, wodurch der Quecksilberspiegel in den beiden Zweigen l konstant gehalten wird.
Der Lichtbogen wird zunächst in dem Teile des Rohres n gebildet, welcher oberhalb der Verbindung der Rohre l entfernt von dem negativen Ende liegt, beispielsweise bei p.
Es wird dies dadurch bewirkt, dass die Heizspule an diesem Teile dichter gewickelt wird.
Beim Einschalten des Stromes ist deshalb zunächst kein Kondensationsraum am negativen Ende vorhanden. Das Quecksilber wird daher von dem negativen Ende nach dem positiven Ende übertragen, bis ein genügender Kondensationsraum am unteren Ende gebildet wird, um eine weitere Übertragung des Quecksilbers nach dem oberen Ende zu verhindern.
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Die Erfindung kann ferner in mannigfache Weise abgeändert werden. So könnte die Heizspule beispielsweise in das Quecksilber des Rohres eingetaucht werden oder es könnte
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der beschriebenen Weise ist es vorteilhaft, den Draht auf das Rohr aufzuwickeln, solange dasselbe noch gerade ist. Beim Biegen des geraden Rohres in die gewünschte Form wird dasselbe dann vorteilhaft, wie in Fig. 3 durch die punktierten Linien q gezeigt, gegen die Flamme der Lampe und nicht, wie in Fig. 3 in den punktierten Linien t gezeigt, von der Flamme der Lampe weggebogen. Wird das Rohr gegen die Flamme der Lampe gebogen, dann wird der Draht in vollkommen gleichmässiger Weise auf dem Rohre befestigt, und kommt in einer Nut um das Rohr zu liegen. Zur Herstellung des Rohres wird vorteilhaft hartes Glas beispielsweise Jena-Glas verwendet.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die blosse Verwendung von Quecksilber allein ; es können auch andere Metalle zu dem Quecksilber zugesetzt werden, um verschiedene Farben des Lichtbogens zu erhalten. Auch beschränkt sich die Erfindung nicht auf die Verwendung niederer Drucke.
Es können, wenn gewünscht, auch höhere Drucke verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Quecksilberdampflampe mit Bildung des Lichtbogens durch eine Heizvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Quecksilber in einer engen Röhre mit erweiterten Enden zur Aufnahme der Elektroden derart eingeschlossen ist, dass dasselbe in kaltem Zustande eine ununterbrochene Quecksilbersäule bildet, welche zum Anlassen der Lampe mittels einer zwischen den Elektroden um die Röhre gelegten Heizspule in zwei Teile, einen oberen und einen unteren Teil zerlegt wird.