Geschlossene Netalldampflampe. Bei offenen Quecksilberdampf lampen, das heisst bei Quecksilberdampflampen, deren Elektrodenmetall mit der Aussenluft in Ver bindung steht (vergleiche den in der Abb. ja dargestellten Längsschnitt und den in der Abb. 1b wiedergegebenen QuersrAnitt einer solchen Lampe), ist es bekannt, den Lam penkörper 1', der symme@tris,ch gestaltet ist, mit einer, seinen mittleren Teil der Länge nach in zwei Hälften teilenden Scheidewand 2' zu versehen,,
so d@ass Wärme von dem Ano denquecksilber durch Wärmeleitung und, wie angenommen wurde. auch von der Ano denseite des Lichtbogens durch Wärmestrah lung auf das Kathodenquecksilber überge hen kann. Offene Metallda.mpflampen bedür fen, schon zur Herstellung der erforderli chen Abdichtungs-- und Druckhöhe verhält nismässig grosser Elektrodenmetallmengen 3' 4'.
Wie stets bei dem Aufeinanderwirken von Körpern von untereinander verschie Jener Temperatur suchen sowohl das Ano denmetall, da es im Betriebe wärmer als das Kathodenmetall wird, als auch tler heisse, den Lichtbogen bildende Metalldampf ihre Wärme an das kältere Kathoclenmetall abzu geben.
Da dieses Bestreben unter sonst un gleichen Umständen bei dem Metalldampf des Lichtbogens wegen seiner hohen Tem peratur und der mit seiner absoluten Tem peratur rasch ansteigenden Energiemenge der von ihm ausgehenden Wärmestrahlung grösser als bei dem Wärme merklich nur durch Leitung abzugeben fähigen Anoden metall ist, sucht der Metalldampf des Licht bogens, abgesehen von der durch ihn in sei ner Längsrichtung stattfindenden @'@rärmelei- tung zum Kathodenmetall,
in solchen 31e- talldampflampen mit. Scheidewand auch an der Wä-rmeübertrabgung auf das Kathoden metall durch die Scheidewand hindurch in so weitgehendem Masse teilzunehmen, als die Menge des vorhandenen Anodenmetalles es ihm ermöglicht. Ist.
wie bei den offenen Quecksilberdampflampen, die Elektrodenine tallmenge gross, so kann demnach, da dabei der das Wandern von Elektrodenmetall mit- telst Verdampfung (an der Anode) und Kon densation (an der Kathode) begrenzende Wärmeausgleich in der Hauptsache bereits durch die mittelst Wärmeleitung erfolgende Wärmeabgabe des Anodenmetalls, erfolgt,
der Metalldampf des Lichtbogens leinen hinreichend grossen i#Tiveauunterschied der Elektrodeilmeta.llmengen beiderseits der Scheidewand verursachen, um seine Heizwir kung auf dem Wege durch die Scheidewand hindurch merklich ausüben zu können.
Gemäss der Erfindung erfolgt im Gegen- satz hierzu bei geschlossenen Met,illdainlli'- l-ampen mit Längsscheidewand, das heisst bei Metalldampfla.mpen mit Längsscheidewand. deren Elektrodenmetall mit der Aussenluft nicht in Verbindung steht, die Wä.rineüber- tra.g-ung durch die Scheidewand auf das Ka thodenmetall mindestens zum wesentlichen Teil durch den Metalldampf des Lichtbo gens.
Hierzu kann der Füllungsgrad. das ist das Verhältnis der Elektrodenmetallinenge zum Rauminhalt der Lampe. an der Anoden seite, oder an dieser und auch an der Katho denseite, so klein gewählt -,werden. dass auch bei symmetrischem Lampenkörper der Me talldampf des Lichtbogens einen Hinreichend grossen -Unterschied .in der Grösse der Bertili-- rungsflächen der beiden Elektrodenmetall- mengen mit der Scheidewand zu verursachen vermag.
um seinerseits mindestens einen we sentlichen Teil der durch die Scheidewand hindurch stattfindenden Wärmeübertragung- übernehmen zu können.
Infolge der im vorstehenden Absatz 2 er wähnten bekannten wärmeenergetischen Tat sachen lässt es sich bei der neuen Lanip-- leicht erreichen,, da.ss die Wärmeübertragung auf das Kathodenmetall seitens des Anoden metalls völlig in den Hintergrund im Ver gleich zu der Wärmeübertragung seitens des den I:ichtbogeii bildenden Metalldampfes durch dir- Scheidewand hindurch. tritt.
Eine beispielsweise Ausführungsform der neuen Meta.lldampflampe ist in der Abb. 1 in Vorderansicht und Grundriss. in der Abb. 2 in Seitenansicht. liebst Grundriss, schenia- tisch dargestellt.
Die Lampe besteht aus einem, vorzugs weise lotrecht stehenden, zylindrischen Leuchtrohr. zwechinässig aus Quarz, das an: obern Ende zugeschmolzen ist und ani un- tei-z Ende von cinein Boden abgeschlossen wird, durch welchen die beiden Elektroden- zuführungsdrähte, zum Beispiel aus M'olf- ram,
hindurchragen. Die Drähte sind zwecks Abdichtung in je einem an den Lampenbo den angeschmolzenen 0.ua.rzka.pillarrohr ge führt. Das Leuchtrohr wird durch eine sei nen ganzen Innenraum mit Ausnahme des obern Endes durchziehende Wand aus Quarz in zwei Längshälften zgeteilt, welchen je eine Elektrode zugeordnet. ist. Die Scheidewand ist, mit Leuchtrohrwand und -boden allseitig. mit Ausnahme ihres obern Endes, verschmol zen.
Vorteilhaft befinden sich. wie aus den Abbildungen ersichtlich, .beide Elektroden einführungen an derselben Seite der Lani- penwandung nahe an dieser. Der untere Teil jeder der beiden Leuchtrohrhälften dient als Polgefäss für (las.
Elektrodenmetall, bei spielsweise Quecksilber. Die Ziindung er folgt, wie aus der Abb. 8 hervorgeht. durch Kippen in Richtung des Pfeils, derart, dliss das Quecksilber beider Polgefässe zu beiden Seiten längs der Sicheidewand fliesst und sich an deren freier Kante vereinigt.
Die seil - liche Lage der 7atfiihrungsdr#ihte sichert die Aufrechterhaltung des Kontaktes beins Kippen auch bei geringer Quecksilberfül- lung.
Nach erfolgter Zündung wird die Lampe wieder aufgerichtet. Nach wenigen Minuten stellt sich ein stationärer Zustand ein, bei dem wie in den Abb-. 1. und 2 angedeutet. zwischen Anode und Kathode ein 'Niveau- unterschied sich bildet,. so dass der von der Anode ausgehende Liclitbomen (striclipunl,- tiert dargestellt) auf der Strecke a. bis b dicht an dem Kathodenquecksilber vorbei streicht und so. dieses erhitzt.
Der stationäre Betriebszustand der neuen Lampe kann besonders schnell erreicht wer den, wenn man durch geeignete Acllsialver- dreh.ung der Lampe beim Kippen oder durch entsprechende Gestaltung der Soheidew and dafür sorgt, dass schon durch das Kippen eir Niveauunterschied entstellt.
Wie aus den Abbildungen hervorgeht:, brennt im norma len Betriebszustande der 1-kiriipe der Lieht- bogen nahe der Leuchtrohrachse lieht: zu bei den Seiten der Scheidewand; infolgedessen wird die Aussenwandung der Lampe, im Ga gensatz zu den bekannten Lampen, bei wel chen die Aussenwand so stark erwärmt wird.
dass es Schwierigkeiten macht, sie hinrei chend zu kühlen. nicht, oder doch nur in verna.chlässigbarem Masse erwärmt.
Am Umkehrpunkt des Liehtbogens kann die Kante der an sich dünnen Scheidewand gegen eine unzulässige Überhitzung dadurch geschützt: werden, dass diese Kante verdiekt wird oder eine besondere Schutzauflage aus einem schwer schmelzbaren Metall, zum Beispiel Wolfram, erhält. Die Lampe kann nicht nur in lotrechter. sondern auch in geneigter Lage betrieben werden. Sie kann an Stelle des Quecksilbers aizeli ein anderes Metall oder eine der bekannten CTasfüllungen aufweisen.
Um mit einem Minimum an Elektroden metall auszukommen, kann man ferner den Querschnitt des Kathodenraumes im Bereich des Kathodenmetallspiegels kleiner als den Querschnitt des Anodenraumes im BPreieb des Anodenmeta.llspiegels machen oder beziehungsweise und das Fassungsvermö gen des Kathodenraumes dadurch klein hal ten, dass man ihm eine nach unten sich ver- jingende Gestalt gibt, etwa. durch Schrägfüh rung der Scheidewand an ihrem untern Ende gegen den Kathodenraum hin (Fig. 14).
Die Lampe bedarf keiner besonderen Kühlungsvorrichtung und kann unhe- s -chrä,nkte Zeit betrieben werden. Es ist je -loeb ohne weiteres möglich, die Lampe mit einer Flüssigkeitskühlung zu versehen, wozu sich besonders die zylindrische Form des Leuchtrohres gut eignet.
Das Kühlmittel wird dann zweckmässig zunächst um die bei den Elektrodenzuführungskapillaren zuin Boden. des Leuchtrohres und sodann durch einen das Leuchtrohr umgebenden Kühlman tel aus beliebigem Material geführt, wobei dafür Sorge getragen werden muss, dass keine unerwünschte Kondensation von Metall dampf auf der Innenseite des Leuchtrohres stattfindet.
Die Lampe eignet sich für alle Zwecke, bei welchen die physikalischen, chemischen oder therapeutischen Wirkungen der vom Metallichtbogen ausgehenden Strahlen nutz bar gemacht werden, zum Beispiel zur Be strahlung von Flüssigkeiten zwecks Sterili sierung oder Vitaminisierung, wobei jene Flüssigkeiten gleichzeitig als Kühlmittel die nen können: ferner zur Ozonisierung, als Quelle für ultraviolettes Licht, wobei die sichtbaren Strahlen in bekannter Weise durch geeignete, zum Beispiel zylindrische und mit dem Leuchtrohr gleichachsige Fil tergläser oder Flüssigkeitsmäntel zurückge halten werden können, zur Erzeugung von Flu ores,zenzerscheinungen usw.
Die beschriebene Lampe kann, wie der Versuch bestätigt, lange Zeit (mehrere tau send Stunden) hindurch ununterbrochen be trieben werden, ohne dass ihre elektrischen Betriebsbedingungen und ihre Strahlungsab gabe sieb merklich ändern.
Die beschriebene Lampe weist ferner fol gende Vorteile auf Ihre Bauart ist einfach und wohlfeil und die erforderliche Elektrodenmetallmenge so gering, dass die betriebsfertige Lampe ohne Bruchgefahr transportiert werden kann. während anderseits die Evakuie rung durch die Kleinheit des zu evaluieren- den Raumes wesentlich erleichtert wird. Der Wirkungsgrad ist infolge der Vermeidung grosser Metallmengen und der damit verbun denen Wärmeverluste günstig.
Die Ein brenndauer kann innerhalb weiter Grenzen verändert werden, welche diejenigen der be- kannten Metalldampflampen wesentlich über schreiten. Die Lampe brennt ruhig und si cher sowohl bei Niederdruck. als auch bei Hochdruclz und ist gegenüber Belastungs. schwankungen unempfindlich. Ihre gedrun- Icene Form, insbesondere die Rohrform, er möglicht eine nach allen Richtungen grosse Strahlungsintensität ohne störende Schatten bildung.
Das Leuchtrohr kann beliebig gestaltet .:ein. obgleich die Rohrform vorzuziehen ist. Auch Rohre von beliebig gekrümmter Form können Verwendung finden. Bei Verwen dung von Flüssigkeitskühlung kann der Kühlmantel des Leuchtrohres derart ausge bildet sein, dass an einer bestimmten Stelle der oberhalb der Anode befindlichen Leucht- rohrwa.ndung, vorzugsweise in der Nähe des Scheitels. der Metalldampf sich kondensiert und zur Anode zurüokfliesst. Hierdurch kann ebenfalls -die Metallwanderung zur Kathode verhindert werden.
Will man die neue Lampe so ausbilden, class sie mit Wechselstrom betrieben werden kann, so kommt es darauf an, die Gefahr von Kurzschluss zwischen den mindesten zwei Anoden zu vermeiden.
Zu diesem Zweck kann die neue Lampe so ausgebildet werden, dass beim Kippen le diglich das Metall aus einem einzigen Ano- d'enraum längs der fliesst., um sich mit dem in gleicher Richtung fliessen den Kathodenmetall am Ende der Sch-eide- wa.nd unter Kurzschlussbildung züi vereini- Pcn. Die arndern Anodenräume werden mit einer Stauvorrichtung versehen, welche das Ausfliessen .des Quecksilbers verhindert.
Bei der Ausbildung und Anordnung dieser Stauvorrichtung ist es von Wichtigkeit, dass wenigstens der Metalldampf des einen von den Lichtbogen in den Anodenräumen die gemeinsame kältere Ka thode so hoch erhitzen kann, dass eine Me- - tallwanderung vermieden wird. Besonders vorteilhaft ist aber eine Anordnung, bei welcher sämtliche Anodenräume unmittelbar an den gemeinsamen Kathodenraum angren zen. Mau kann aber das Ausfliessen des.
Me tallen an den Anodenräumen zwar zulassen, aber durch geeignete Wehre am obern Teil des Kathodenraumes ein Zusammenfliessen verhindern. Diese -)'hehre können in Form von innen aufgesetzten Längsrippen oder zweelk- mässig gestalteten Einbuchtungen des Leuchtrohres ausgebildet sein.
Bei der neuen 9Techs-elstromlampe kann das am einen Ende geschlossene und zweek- mä.ssig zYlindrische Leuchtrohr durch eine Längsscheidewand bis nahe an seinen Schei tel in zwei ungleiche Kammern unterteilt sein. deren. kleinere als Kathodenraum dient. Di.e grössere Kammer dient zur Aufnahme der Anoden und der Stauvorichtungen. Leuchtrohr, Zwischenwand, Stauvorrichtuu- gen und Wehre werden zweckmässig aus Quarzglas hergestellt und miteinander ver schmolzen.
Die Abb. :3. d und 5 zeigen in schemati sCher Darstellung eine Ausführungsform (lm, Lampe für Wechselstrom in Vorderan sicht bezw. in Seitenansicla nebst Grundriss und in wagrechter Kippstellung (wobei in gestrichelten Linien das Niveau des Katho- denmetalles veranschaulicht ist).
Der Lampenkörper c enthält ausser der Scheidewand d die Stauvorrichtung e. Von den Stromzuführungen<I>f.</I> g und h, dient J für die Kathode. f/ und<I>h</I> für die beiden Anaden:.
Die Abb. 6, 7 und 8 zeigen je in Seiten ansieht und Grund\riss drei andere Ausfüli- rin gsformen der Wechselstromlampe. Wie in der Abb. 7 und 8 im Grundriss bei angedeutet ist, können in diesen nach beiden Seiten kippbaren Ausführungsformen die Stromzuführungen auf dem Boden des Pol gefässes in solcher Riehtunr entlang geführt werden. dass beim Kippen stets der Kontakt mit dem Elektrodenmetall aufrecht erhalten bleibt.
Die Abb. 9 und 10 zeigen im Grurndriss bezw. im Querschnitt längs der Oberkante der Scheidewände eine. Ausführungsform der Wechselstromlampe mit Längswehr im Ka thodenraum. wobei zwei Anodenräume sym- metrisch zu diesem und durch parallele Scheidewände von ihm getrennt, angeordnet sind.
Die Abb. 11, 12 und 13 zeigen ini Grundriss bezw. in zwei Querschnitten eine andere Ausführungsform der Wechselstrom lampe mit Längswehr im Kathodenraum. Kathodenraum und,) Anodenräume sind durch sternförmig zusammenlaufende Scheidewände voneinander getrennt.
Bei den Ausführungsformen nach den Abb. 9 bis 13 wird, wenn die Lampe uni ihre Längsachse entsprechend gedreht ist (vergleiche die Abb. 1.0a und 10b, welche die Lampe nach der Abbildung<B>10</B> in der Kipp stellung im Längs- und Querschnitt darstel len, sowie die Abb. 12a und 12b, welche die Lampe nach der Abb. 12 in der Kippstel lung im Längs- und Querschnitt #viedergrs- ben), beim Kippen Kurzschluss zwischen den AnoAen durch besondere Wehre k verhindert,
die beispielsweise in Gestalt von Einbueli- tungen des Leuchtrohres oder von aufgesetz ten Rippen oder dergleichen in der Katho denkammer, vorzugsweise an deren oberem Ende, ausgeführt sein können. Beim Kippen entsteht: dann zwischen der Kathode und je der Anode Kurzschluss. Mit welcher Anode die Zündung erfolgt, hängt von der Rich tung und Grösse der jeweiligen Weeliselspan- nung ab.
Die Scheidewände zwischen dein Anoden räumen brauchen bei diesen Ausführungs formen nicht so hoch wie die Kathoden wände geführt zu werden; der Wechselstrom lichtbogen durchläuft dann mit dem grössten Teil seiner Länge stets denselben Weg und biegt erst kurz oberhalb der niedrigen Ano denscheidewand zu der jeweiligen Anofle ab.
Zur Erleichterung des Überganges der Entladung von der Zündanode auf das in der Sta.uvorrzchtung befindliche Metall kann die Wand der letzteren in bekannter Weise mit Löchern oder Durchbrechungen versehen sein, die so klein sind, dass ein Austritt des flüssigen Metalles, dank seiner grossen Ober flächenspannung nicht möglich ist. Die Wechselstromlampe kann auch mit. Gleichstrom betrieben werden, wozu etwa die Anoden von aussen miteinander verbunden und gemeinsam an die positiven Klemmen der Gleichstromquelle angelegt werden.
Ist die Lampe mit Flüssigkeitskühlung versehen oder kommt sie aus sonstigen Grün den, etwa zwecks Sterilisation einer Flüssig keit, durch die von der Lampe ausgehenden Strahlen mit Flüssigkeit in Berührung, so kann die Einrichtung auch so getroffen wer- ,den, dass die den Temperaturunterschied der Elektrodenmeta.llmengen vermindernde Wir kung .des den Lichtbogen bildenden Metall dampfes durch die Kühlwirkung der Flüs sigkeit noch unterstützt.
Dies kann, wie es in einem Ausführungs beispiel in der Abb. 14 im Längsschnitt schematisch dargestellt ist, dadurch erreicht werden, dass die Lampe, wie es an sich be kannt ist, mit einem wärmeisolierenden Man tel, beispielsweise einer die Lampenwandung verstärkenden Quarzschicht 1 versehen wird, die jedoch nicht nur, wie bei bekannten Lam pen, das Leuchtrohr umhüllt, sondern in den Bereich der Elektrodenmetallmengen herab reicht.
Die Kühlflüssigkeit oder dis zwecks Ste- rilisation oder dergleichen zu bestrahlende Flüssigkeit, die, wie in dem Ausführungs beispiel (Abb. 14), durch die Bohrung 2, 8 des hohlen Drehzapfens 4 des Trägers, der Lampe, durch das Gefäss 5 und .durch den Zwischenraum 6 zwischen der Lampe und dem Gehäuse 7 hindurch- und mittelst des Stutzens 8 abgeleitet wird, vermag dann nur die nicht von dem Mantel 9 bedeckten Teile der Elektrodenmetallmengen zu küh len, während das von dem Mantel bedeckte Elektrodenmetall ungekühlt bleibt und sich deshalb mehr erwärmt,
als das durch die Flüssigkeit gekühlte Elektroden-, etwa das Anodenmetall. Der auf diese Weise bewirkte Temperaturausgleich lässt sich verschieden wirksam gestalten, je nach dem Masse, in welchem das Elektrodenmetall durch den Mantel 9 vor der kühlenden Wirkung der Flüssigkeit bewahrt bezw. ihr ausgesetzt wird, also je nachdem, wie weit der Kühl mantel 9 den vom Elektrodenmetall erfüllten Teil der Lampe bedeckt oder auch, bei go- gebener Bedeckung der Lampe durch den Mantel, je nach dem Füllungsgral dci- Lampe.
Die Lampe lässt sich mit einem minde stens das Leuchtrohr vor unerwünschter Abkühlung schützenden, wärmeisolierenden Mantel umgeben, auch zu einer vorteilhaften Quelle nur ultravioletten Lichtes ausbilden, wie es in zwei Ausführungsbeispielen in den Abb. 15 und 16 im Längsschnitt schematisch dargestellt ist.
Das von dem wärmeisolierenden Man tel 10 umgebene Leuchtrohr 11 der zylin drischen Lampe ist im Abstand durch ein der Form des Leuchtrohres entsprechendes Filterrohr 12 umhüllt, das, wie beispiels weise das Schwarzuviolglas, sichtbare Strah len ganz oder fast völlig abhält und ultra violette Strahlen hindurchlässt. Zwecks Küh lung des gegen hohe Temperaturen empfind lichen Filterrohres kann dieses, wie die Abb. 15 und 16 es zeigen, entweder auf seiner Innenseite (Abh. 15) oder auf seiner Au ssenseite (Abb. 16) durch strömende Kühl flüssigkeit bespült werden.
Wegen der von der neuen Lampe infclge der Art ihrer Lichtbogenführung erzeugten bedeutenden Flächenhelligkeit und der, mit Ausnahme der Unterseite, nach allea Rich tungen ausgehenden ultravioletten Strahlung von grosser Intensität und Reichweite, eignet sich die so ausgestattete Lampe auch beson ders gut zur Erzeugung von Fluoreszenz effekten unter solchen örtlichen Verhältnis sen, unter denen bisher an die Anwendung ultravioletter Bestrahlung nicht gedacht werden konnte, so etwa für Schaufenster, zur Bestrahlung von Reklameflächen und dergleichen.
Die Kühlflüssigkeit kann, wie es in manchen Fällen erwünscht ist, auch ihrerseits durch entsprechende Beimengun gen dazu verwendet werden, um Strahlenfil- terwirkung auszuüben.