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Elektrische Glühlampe.
Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Glühlampe, in welcher durchsichtige, möglichst trübungsfreie, vorzugsweise im Spektralgebiete der auszusendenden Strahlen gefärbte Körper durch elektrischen Strom zum Leuchten gebracht werden.
Bei den bisher bekannten Inkandeszenzlampen kommen entweder undurchsichtige, metallische oder undurchsichtige, nicht metallische, z. B. oxydische Leuchtkörper zur Verwendung, deren Hauptstrahlung bei den gebräuchlichen Temperaturen zum grössten Teile in dem nicht sichtbaren Teilen des Spektrums liegt, wodurch der grösste Teil der aufgewendeten Energie zur Erzeugung von Strahlen uner- wünschter Wellenlänge verbraucht wird. Lampen nach der Erfindung dagegen zeigen eine reine oder fast reine Selektivstrahlung, welche umso ökonomischen ist, je weniger die verwendete Leuchtsubstanz im unerwünschten Teile des Spektrums absorbiert und infolgedessen auch emittiert.
Im Prinzip wäre es so möglich, eine absolut ökonomische Lampe zu schaffen, welche die gesamte aufgewendete elektrische Energie in Strahlung in gewünschter Wellenlänge, d. h. (von speziellen Fällen abgesehen, in welchen unsichtbares, z. B. ultraviolettes Licht erzeugt werden soll) in sichtbares Licht umsetzt.
Die in der Natur vorhandenen oder chemisch herstellbaren, durchsichtigen Körper kommen dem erstrebte Ideal nur mehr oder weniger nahe. da sie einerseits auch im unerwünschten Spektralgebiet absorbieren und daher auch emittieren, anderseits Trübungen, Einschlüsse u. dgl. enthalten, welche eine wenn auch schwache, der schwaizen Strahlung spektralähnliche Strahlung aussenden. Nichtsdestoweniger lassen sich Substanzen finden, welche bei genügender Temperaturbeständigkeit und genügender elektrischer Leitfähigkeit eine befriedigende Lichtausbeute ergeben, besonders dann, wenn diese Substanzen durch Zusatz geringer Mengen anders gefärbter Substanzen eine geeignete Färbung erhalten.
Die färbenden Substanzen müssen, um die Durchsichtigkeit nicht zu vernichten, in fester Lösung oder isomorpher Mischung oder endlich in hochdispersem, kolloidalem Zustand in der durchsichtigen Grundsubstanz vorhanden sein.
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solcher Körper ist z. B. das Zinkoxyd, welches schon bei Zimmertemperatur eine beträchtliche Leitfähigkeit besitzt und selbst in Form dünner Stäbchen bei geringen Spannungen einen erheblichen Strom passieren lässt. Diese Leitfähigkeit steigert sich noch automatisch ausserordentlich, wenn in indifferenter Atmosphäre oder im Vakuum durch das Stäbchen Strom gesandt wird. Nach der Erfindung kann man also durch Verwendung von Zinkoxyd als Leuchtkörper eine Glühlampe herstellen, welche ohne Heizvorrichtung sofort angeht. Farbige Beimischungen, z.
B. von Cadmiumoxyd, erhöhen die Leuchtwirkung.
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stellen. Doch handelte es sich um eine nicht durchsichtige Modifikation des Zinkoxyds.
Zum Unterschiede von den bisherigen Inkandeszenzlampen ist es für eine ökonomische Lichtwirkung beim Gegenstand der Erfindung nicht unbedingt nötig, besondels hohe Temperatur anzuwenden, da die Ökonomie der Lichtwirkung nicht auf der mit steigender Temperatur stattfindenden Verschiebung des Energiemaximums der Strahlung nach dem violetten Ende des Spektrums beruht.
Daher lassen sich Leuchtkörper für Lampen nach der Erfindung auch aus Substanzen herstellen, welche keinen besonders hohen Grad der Feuerbeständigkeit besitzen.
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Um Strukturänderungen des Leuchtkörpers durch die hohe Temperatur, welche die Durchsichtigkeit vermindern und so die Leuchtwirkung verändern würden, wie sie bei glasigen oder kleinkristallinischen Substanzen leicht auftreten, zu vermeiden, kann man nach der Erfindung den Leuehtkörper aus einem einzigen Kristall oder aus wenigen Kristallen herstellen, ähnlich wie dies in der GlÜhlampen-
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Wege, nötigenfalls auch durch Schmelzen in die gewünschte Form und befestigt sie zwischen beiden Stromziiführimgen.
Die Herstellung des zur Verwendung kommenden durchsichtigen Leuehtkorpers und die Art der Einbringung der färbenden Substanz, ferner die Auswahl der Stoffe für die durchsichtigen Leuchtkörper und färbenden Substanzen kann wie in der österreichischen Patentschrift Xr. 95479 angegeben, erfolgen. Fig. 1 zeigt schematisch eine Kristallampe 1 mit einem Leuchtkörper 2 in Form eines hexagonalen Prismas ; der Kristall kann natürlich auch zylindrisch abgeschliffen sein.
Wenn die leitende durchsichtige Grundsubstanz des Leuehtkörpers nicht oder nicht genügend gefärbt ist, und sich geeignete färbende Substanzen, welche in derselben gelöst werden können, nicht finden, kann man auch durchsichtige, gefärbte Substanzen von makroskopischen Dimensionen in die Grundsubstanz einbetten, derselben anlagern oder die Grundsubstanz damit überziehen. In diesem Falle brauchen die gefärbten und daher die Lichtausstrahlung übernehmenden Körper selbst den Strom nicht zu leiten, da die Stromleitung von der durchsichtigen Grundsubstanz übernommen wird.
Fig. 2 zeigt schematisch eine solche Lampe, bei welcher in die Oberfläche des leitenden, durch- sichtigen Grundkörpers 3, welcher zylindrische Form besitzt, gefärbte durchsichtige Kristalle 4 eingebettet sind. In derselben Grundsubstanz können bei einer und derselben Lampe verschieden gefärbte Substanzen eingebettet sein, welche dann, je nach ihrer Farbe, ein verschiedenes Licht ausstrahlen,
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durchsichtige Substanz, welche nicht oder wenig strahlt, mit einer gefärbten und daher gut emittierenden Substanz in guter wärmeleitender Verbindung stehen, so dass die leitende Substanz beim Durchgang des Stromes sich erwärmt und diese Wärme an die gefärbte Substanz abgibt, welche dann ihrerseits die aufgenommene Energie als Licht ausstrahlt.
Je nach den chemischen Eigenschaften der verwendeten Substanz kann der Leuchtkörper in der freien Luft, oder in abgeschlossenen, evakuierten oder mit geeignetem Gas gefüllten Gefässen zur Lieht- ausstrahlung gebracht werden. Die Verwendung des Leuchtkörpers in einer abgeschlossenen Glocke ist besonders in den Fällen angezeigt, wo wie beim Zinkoxyd, die Leitfähigkeit nach dem ersten Stromdurchgang in indifferenter Atmosphäre oder im Vakuum beträchtlich höhere Werte annimmt als an der Luft.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Glühlampe, dadurch gekennzeichnet, dass der stromdurchflossene Leuehtkörper aus einer oder mehreren durchsichtigen, möglichst trübungsfreien, vorzugsweise nur im Spektralgebiet der auszusendenden Strahlung gefärbten Substanzen besteht.
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Electric light bulb.
The subject of the invention is an electric incandescent lamp in which transparent, as far as possible free from turbidity, preferably colored in the spectral range of the rays to be emitted, are made to glow by electric current.
In the previously known incandescent lamps either opaque, metallic or opaque, non-metallic, z. B. Oxydic luminous bodies are used, the main radiation of which at the usual temperatures lies for the most part in the invisible parts of the spectrum, whereby the majority of the energy used is used to generate rays of undesired wavelengths. Lamps according to the invention, on the other hand, show pure or almost pure selective radiation, which is all the more economical the less the luminous substance used absorbs and consequently also emits in the undesired part of the spectrum.
In principle it would be possible to create an absolutely economical lamp that converts all of the electrical energy used into radiation at the desired wavelength, i.e. H. (apart from special cases in which invisible, e.g. ultraviolet light is to be generated) into visible light.
The transparent bodies that exist in nature or that can be chemically produced come only more or less close to the ideal that is striven for. because on the one hand they absorb and therefore also emit in the unwanted spectral region, on the other hand turbidity, inclusions and the like. The like. Which emit a radiation that is spectrally similar to the black radiation, albeit a weak one. Nonetheless, substances can be found which, with sufficient temperature resistance and sufficient electrical conductivity, give a satisfactory light yield, especially when these substances are given a suitable color by adding small amounts of differently colored substances.
In order not to destroy the transparency, the coloring substances must be present in a solid solution or an isomorphic mixture or, finally, in a highly dispersed, colloidal state in the transparent basic substance.
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such body is e.g. B. the zinc oxide, which has a considerable conductivity even at room temperature and even in the form of thin rods can pass a considerable current at low voltages. This conductivity increases automatically and extraordinarily when current is sent through the rod in an indifferent atmosphere or in a vacuum. According to the invention, by using zinc oxide as a luminous element, an incandescent lamp can be produced which comes on immediately without a heating device. Colored admixtures, e.g.
B. of cadmium oxide, increase the lighting effect.
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put. But it was a non-transparent modification of the zinc oxide.
In contrast to the previous incandescent lamps, it is not absolutely necessary for an economical lighting effect with the subject of the invention to use particularly high temperatures, since the economy of the lighting effect is not based on the shift in the energy maximum of the radiation towards the violet end of the spectrum with increasing temperature.
Luminous bodies for lamps according to the invention can therefore also be produced from substances which do not have a particularly high degree of fire resistance.
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In order to avoid structural changes of the luminous body due to the high temperature, which would reduce the transparency and thus change the luminous effect, as they easily occur with vitreous or small-crystalline substances, according to the invention, the luminous body can be made from a single crystal or from a few crystals, similar to this in the incandescent lamp
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Paths, if necessary also by melting them into the desired shape, and fasten them between the two current leads.
The manufacture of the transparent lamp body used and the type of introduction of the coloring substance, furthermore the selection of the substances for the transparent lamp bodies and coloring substances, can be carried out as in Austrian patent specification Xr. 95479 given. 1 shows schematically a crystal lamp 1 with a luminous body 2 in the form of a hexagonal prism; the crystal can of course also be ground cylindrically.
If the conductive, transparent basic substance of the body is not colored or insufficiently colored, and suitable coloring substances which can be dissolved in it cannot be found, transparent, colored substances of macroscopic dimensions can also be embedded in the basic substance, attached to it or the basic substance cover with it. In this case the colored bodies, which therefore take over the light emission, do not need to conduct the current themselves, since the current conductance is taken over by the transparent basic substance.
2 schematically shows such a lamp in which colored, transparent crystals 4 are embedded in the surface of the conductive, transparent base body 3, which has a cylindrical shape. In the same basic substance, different colored substances can be embedded in one and the same lamp, which then emit a different light depending on their color.
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transparent substance, which does not radiate or radiates very little, are in good heat-conducting connection with a colored and therefore emitting substance, so that the conductive substance heats up when the current passes through and this gives off this heat to the colored substance, which in turn acts as the absorbed energy Emits light.
Depending on the chemical properties of the substance used, the luminous element can be made to emit light in the open air, or in closed, evacuated or filled with suitable gas vessels. The use of the filament in a closed bell is particularly indicated in those cases where, as with zinc oxide, the conductivity after the first passage of current in an inert atmosphere or in a vacuum assumes considerably higher values than in air.
PATENT CLAIMS:
1. Electric incandescent lamp, characterized in that the current-carrying light body consists of one or more transparent substances that are as free from opacity as possible, preferably only colored in the spectral region of the radiation to be emitted.
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