Elektrische Tageslichtlampe. Als elektrische Tageslichtlampen werden meist hochbelastete, gasgefüllte Glühlampen mit vorgeschaltetem Blaufilter oder aber auch elektrische Leuchtröhren benutzt, die eine Füllung aus Kohlensäure oder eine Füllung aus Kohlensäure und Edelgas besitzen. Letzt genannte Leuchtröhren geben zwar ein dem Tageslicht weit mehr angenähertes Licht als die ersterwähnten Glühlampen mit Filter, jedoch haben sie den Nachteil einer schlech teren Ökonomie und auch den, dass ein sicherer Betrieb nur mit ständiger Kohlensäurenach- speisung möglich ist. Dies erschwert jedoch die Herstellung und den Betrieb derartiger Lichtquellen.
Erfindungsgemäss werden diese Nachteile vermieden, wenn als Tageslichtlampe eine elektrische Leuchtröhre mit einer Füllung aus einem die Zündung erleichternden Edelgas und mindestens einem Alkalimetall mit einer Ordnungszahl von mindestens 37 verwendet wird, und deren Strombelastung so gewählt werden kann; dass sich im Betriebszustand der Röhre eine 150 C übersteigende Tempe ratur und ein Alkalimetalldampfdruck von mehr als 0,02 mm ausbildet. Das im Röhren innern unterzubringende Alkalimetall kann aus Cäsium oder Rubidium bestehen.
Der Dampfdruck der als Füllungsbestandteil ver wendbaren beiden Alkalimetalle ist bei nor maler Röhrentemperatur aufwärts bis etwa 100 C nur wenige Tausendstel Millimeter. Bei elektrischer Anregung der unter derar tigen Drücken stehenden Cäsium- oder Rubi- diumdämpfe stellt sich die bekannte spektrale Färbung dieser Alkalimetalldämpfe ein, also Blau für Cäsium und Rotviolett für Rubidium. Die erfindungsgemäss beschaffenen Leucht röhren besitzen jedoch im Gegensatz hierzu bei den oben angegebenen Röhrentemperaturen und Drücken eine weisse Lichtausstrahlung von dem Tageslicht ungemein nahekommen der Zusammensetzung, und zwar deswegen,
weil bei diesen Röhrentemperaturen und Drük- ken sowohl eine beträchtliche Verbreiterung und Verstärkung der bei niedrigeren Drücken nur schwach vorhandenen Spektrallinien, als auch eine kontinuierliche Ausfüllung der zwischen diesen Linien liegenden Spektral bereiche eintritt, so dass die austretende Strahlung über alle Wellenlängen gleichmässig verteilt ist.
Elektrische Tageslichtlampen der ange gebenen Art bedürfen keinerlei Nachspeisung, da weder das in ihnen vorhandene Alkali metall, noch die Edelgasgrundfüllung durch die Entladungsvorgänge oder durch Absorption zerstäubten Elektrodenteile vorzeitig aufge braucht werden. Gegenüber Kohlensäureent- ladungsröhren besitzen sie ferner eine gün stigere Ökonomie, die bei einer Röhrentem peratur von etwa 400' C sogar etwa doppelt so günstig wie bei einer Kohlensäureentla- dungsröhre ist.
Ein besonderer Vorteil der neuen Tageslichtlampen liegt aber noch darin, dass sie im ultraroten Teile des Spektrums, nämlich zwischen<B>3,6A</B> und<B>0,8ss</B> sehr starke Emissionslinien besitzen, wodurch die Lampe gleichzeitig im hohen Masse Wärmestrahlen aussendet und so dem Sonnenlicht noch wei tergehend angenähert wird.
Um den erforderlichen hohen Dampfdruck aufrechtzuerhalten, werden die als Tageslicht lampen zu verwendenden Leuchtröhren zweck mässig mit Glühelektroden ausgestattet und ausserdem an den die Elektroden einschlie ssenden Rohrenden mit Wärmeschutzmänteln versehen. Es kann aber auch zum gleichen Zwecke die Röhre doppelwandig ausgeführt werden, wobei dann der Zwischenraum zweck mässig weitgehend entlüftet wird.
Zur Herstellung der Röhre verwendet man zweckmässig ein oberhalb 500 C eiweichendes, tonerdehaltiges Borosilikatglas, welches weni ger als 50 % Kieselsäure enthält und infolge dessen vom Cäsium- oder Rubidiumdampf nicht angegriffen wird.
Da Cäsiumdampf und Rubidiumdampf gleiche Drücke bei fast gleichen Temperaturen besitzen und bei den angegebenen Tempera turen und Drücken auch weitgehend in der Entladungsfarbe übereinstimmen, so kann die als Tageslichtlampe zu verwendende Leucht röhre gegebenenfalls auch ausser einer Edel gasgrundfüllung ein Gemisch von Rubidium- dampf und Cäsiumdampf enthalten.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der neuen Tageslichtlampe in Ansicht, zum Teil im Schnitt, dargestellt.
Die neue Tageslichtlampe besteht aus einer Glasröhre 1, die mit einem Edelgas von einigen Millimetern Druck, etwa Argon oder Neon, gefüllt ist. An jedem Rohrende ist eine Glühelektrode vorgesehen, die je aus einem von einer Heizdrahtwendel 2 umschlos senen Stab 3 aus elektronenemittierenden Stoffen, insbesondere Oxyden der Erdalkali metalle, bestehen. Die Heizdrahtwendeln um schliessen diese Stäbe 3 sehr dicht, so dass sie unmittelbar von den Heizdrahtwendeln getragen werden. Diese werden ihrerseits je von zwei Stromzuführungen 4, 5 getragen, die durch die Fussrohre 6 der Röhre 1 luft dicht hindurchgeführt sind. An je einer der beiden Stromzuführungen 4, 5 ist der Haupt betriebsstrom angelegt.
In bekannter Weise werden zuerst die Heizdrahtwendeln unter Strom gesetzt; bis die stabförmigen Elektro den 3 genügend Elektronen in die Entladungs bahn gesandt haben. Darauf wird dann die Röhre unter Anlegen des Betriebsstromes an je eine der beiden Stromzuführungen gezündet. Im Innern der Röhre befindet sich als Boden körper oder metallischer Beschlag etwas Cäsium oder Rubidium, wie punktiert bei 7 angedeutet.
Die Rohrenden sind mit Wärine- schutzmänteln 8, etwa aus Asbest, umschlossen, damit keine schädliche Kondensation des im Betriebszustande der Röhre verdampfenden Cäsiums oder Rubidiums in den Rohrenden eintreten kann. Der gesamte Cäsium- oder Rubidiumvorrat wird somit stets zwischen den beiden Glühelektroden innerhalb der eigentlichen Entladungsbahn gehalten.
Die Glühelektroden können mannigfach andere Gestalt erhalten und auch so aus gebildet sein, dass sie sich durch den Ent ladungsvorgang selbst aufheizen.
Electric daylight lamp. As electric daylight lamps, heavily loaded, gas-filled incandescent lamps with an upstream blue filter or electric fluorescent tubes that have a filling of carbonic acid or a filling of carbonic acid and noble gas are used. The last-mentioned fluorescent tubes give a light that is much closer to daylight than the first-mentioned incandescent lamps with filters, but they have the disadvantage of poorer economy and also the fact that safe operation is only possible with constant carbonation. However, this complicates the production and operation of such light sources.
According to the invention, these disadvantages are avoided if the daylight lamp used is an electric fluorescent tube with a filling of a noble gas which facilitates ignition and at least one alkali metal with an atomic number of at least 37, and the current load can be selected in this way; that in the operating state of the tube a temperature exceeding 150 C and an alkali metal vapor pressure of more than 0.02 mm develops. The alkali metal to be accommodated inside the tube can consist of cesium or rubidium.
The vapor pressure of the two alkali metals that can be used as a filling component is only a few thousandths of a millimeter at normal tube temperature up to around 100 C. When the cesium or rubidium vapors are electrically excited under such pressures, the well-known spectral color of these alkali metal vapors is set, i.e. blue for cesium and red-violet for rubidium. In contrast to this, however, the fluorescent tubes provided according to the invention have a white light emission from the daylight coming very close to the composition at the tube temperatures and pressures given above, namely,
because at these tube temperatures and pressures there is a considerable broadening and strengthening of the spectral lines that are only weakly present at lower pressures, as well as a continuous filling of the spectral ranges between these lines, so that the emerging radiation is evenly distributed over all wavelengths.
Electric daylight lamps of the specified type do not require any replenishment, as neither the alkali metal present in them nor the inert gas basic filling are used up prematurely by the discharge processes or by absorption of atomized electrode parts. Compared to carbon dioxide discharge tubes, they are also more economical, which at a tube temperature of about 400 ° C. is even about twice as favorable as with a carbon dioxide discharge tube.
A particular advantage of the new daylight lamps is that they have very strong emission lines in the ultra-red part of the spectrum, namely between <B> 3.6A </B> and <B> 0.8ss </B>, which makes the lamp at the same time emits heat rays to a large extent and thus comes closer to sunlight.
In order to maintain the required high vapor pressure, the fluorescent tubes to be used as daylight lamps are expediently equipped with glow electrodes and also provided with heat protective jackets at the tube ends enclosing the electrodes. But it can also be designed double-walled for the same purpose, in which case the intermediate space is expediently largely vented.
To manufacture the tube, it is advisable to use an alumina-containing borosilicate glass which softens above 500 C and which contains less than 50% silica and as a result is not attacked by cesium or rubidium vapor.
Since cesium vapor and rubidium vapor have the same pressures at almost the same temperatures and at the specified temperatures and pressures also largely correspond in the discharge color, the fluorescent tube to be used as a daylight lamp can also contain a mixture of rubidium vapor and cesium vapor in addition to a noble gas base .
In the drawing, an execution example of the new daylight lamp is shown in view, partly in section.
The new daylight lamp consists of a glass tube 1 which is filled with an inert gas at a pressure of a few millimeters, such as argon or neon. At each end of the tube a glow electrode is provided, each of which consists of a rod 3 enclosed by a heating wire coil 2 and made of electron-emitting materials, in particular alkaline earth oxides. The heating wire coils close these rods 3 very tightly so that they are carried directly by the heating wire coils. These in turn are each carried by two power supply lines 4, 5, which are passed through the base tubes 6 of the tube 1 in an air-tight manner. The main operating current is applied to each of the two power supply lines 4, 5.
In a known manner, the heating wire coils are first energized; until the rod-shaped electrons 3 have sent enough electrons into the discharge path. The tube is then ignited by applying the operating current to one of the two power supply lines. Inside the tube there is some cesium or rubidium as a base or metal fitting, as indicated by dotted lines at 7.
The pipe ends are enclosed with heat protection jackets 8, for example made of asbestos, so that no harmful condensation of the cesium or rubidium that evaporates in the operating state of the pipe can occur in the pipe ends. The entire cesium or rubidium supply is therefore always kept between the two glow electrodes within the actual discharge path.
The glow electrodes can be given a variety of different shapes and can also be designed in such a way that they heat themselves up through the discharge process.