Elektrische Entladungsvorrichtung. Die Erfindung betrifft eine elektrische Entladungsvorrichtung, in der ein Metall dampf enthalten ist, der an dem benützten Vorgang teilnimmt. Der Metalldampf braucht nicht immer einen Teil des Entladungs stromes zu tragen; es ist beispielsweise mög lich, dass der Metalldampf nur so am Vor gang beteiligt ist, dass er, ohne einen Teil des Entladungsstromes zu tragen, Licht aus strahlt. Es ist in vielen Fällen wünschens wert, den Druck dieses Metalldampfes hoch zu halten, zu welchem Zweck oft besondere Mittel verwendet werden müssen. Es ist zum Beispiel .schon vorgeschlagen worden, eine Entladungsröhre in einer geschlossenen Glas hülle einzuschliessen und den Raum zwischen der Entladungsröhre und der Hülle zu ent lüften.
Hierdurch wird die Wärmeabgabe der Entladungsröhre verkleinert, so dass diese eine höhere Temperatur annimmt, was eine Erhöhung des Druckes des in der Ent ladungsröhre vorhandenen Metalldampfes mit sieh bringt. Die Temperaturverteilung einer in dieser Weise in eine Glashülle eingeschlossenen Ent ladungsröhre ist im allgemeinen ungleich mässig. Der Druck des Metalldampfes hängt von der niedrigsten in der Röhre herrschen den Temperatur ab, so dass die Energie, welche verwendet wird, um die wärmeren Teile der Röhre über diese tiefste Tempera tur zu bringen, keinen Wert hat für das Er reichen des benötigten Metalldampfdruckes.
'Cberdies ist der Dampfdruck sehr empfind lich für Veränderungen der Temperatur der Umgebung und ist die Herstellung einer Vor richtung, bestehend aus einer Entladungs- röhre, die in eine Hülle eingeschlossen ist und somit mit dieser eine Einheit bildet, nicht einfach; besonders die Herstellung dieses Er zeugnisses auf maschinellem Wege gibt zu vielen Schwierigkeiten Anlass. Ausserdem bil den die Entladungsröhre und die Hülle eine Einheit, so dass im Falle eines Bruches der Entladungsröhre auch die Hülle unbrauch bar wird.
Nach der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch vermieden, dass das Entladungsgefäss, in dem ein an dem benützten Vorgang beteiligter Metall dampf enthalten ist, mit einer selbständigen Hülle umgeben wird, die eine Doppelwand besitzt, wobei der zwischen den die Doppel wand bildenden Wänden liegende, geschlos sene Raum entlüftet ist und zwischen dem Entladungsgefäss und der Hülle Luft vor handen ist. Der erwähnte geschlossene Raum braucht nicht ganz entlüftet zu sein, und es ist auch möglich, diesen Raum mit einem die Wärme schlecht leitenden Gas unter geringem Druck zu füllen. Unter entlüftetem Raum wird nämlich ein Raum verstanden, in dem der Gasdruck niedriger als der Atmosphären druck ist, das heisst ein zum Teil oder völlig entlüfteter Raum.
Im letzteren Fall weist der Raum ein sogenanntes Hochvakuum auf.
Die Wärmeisolierung durch eine Hülle von der besprochenen Beschaffenheit erweist sich als sehr gross, so dass das Entladungs gefäss bei gegebener Energiezufuhr eine hohe mittlere Temperatur mit relativ geringen Ab weichungen vom Mittel, und infolgedessen der Metalldampf in dieser Röhre einen hohen Druck annimmt. Das Vorhandensein von Luft zwischen dem Entladungsgefäss und der Hülle erweist sich als sehr vorteilhaft. Diese Luft beschleunigt den Ausgleich der Tempe raturen in der Wand des Entladungsgefässes, indem sie Wärme von den heisseren Stellen der Röhrenwand den weniger warmen Stellen zuführt, ohne dass die Wärmeabgabe nach aussen durch die Luftzirkulation unzulässig vermehrt würde.
Das Entladungsgefäss und die Hülle mit Doppelwand sind ganz von einander getrennt und können je für sich hergestellt werden, was die Herstellung vereinfacht, und im Falle eines Bruches der Entladungsröhre oder der Hülle braucht nur der schadhafte Teil ersetzt zu werden, was bei den schon vor geschlagenen Bauarten, bei denen die Ent ladungsröhre und die diese Röhre ganz um gebende Hülle eine Einheit bilden, nicht möglich ist. Die Erfindung ergibt daher auch eine wesentliche Ersparnis nicht nur an Her stellungskosten, sondern auch an Betriebs kosten der Entladungsröhre.
Es ist empfehlenswert, die Hülle auf einer Seite geschlossen auszuführen, so dass sie die Form der beim Gebrauch flüssiger Gase be kannten Vakuumgläser, sogenannter Dewar- gefässe, besitzen kann. Ist die Hülle auf einer Seite geschlossen, so werden nämlich störende Strömungen in der Luft zwischen der Ent ladungsröhre und der Hülle vermieden, was die Wärmeisolierung günstig beeinflusst. Zweckmässig ordnet man die Hülle derart an, dass sich das geschlossene Ende oberhalb des Entladungsgefässes befindet. Die zwischen dem Entladungsgefäss und der Hülle vor handene warme Luft kann in diesem Fall nicht nach oben entweichen.
Der Raum zwischen dem Entladungsge fäss und der Hülle ist vorteilhaft abgedichtet, so dass der Wärmeverlust noch mehr be schränkt wird. Zu diesem Zweck kann man zum Beispiel einen wärmebeständigen Stoff, wie Asbest, verwenden. Eine sehr zweck mässige und auf einfache Weise anzubrin gende Abdichtung kann mit Hilfe eines Rin ges aus wärmebeständigem Stoff mit einem federnden Kern erzielt werden. Dieser Ring kann auf einfache Weise auf das Entladungs gefäss aufgeschoben werden und bewirkt zu folge seiner Federwirkung eine gute Abdich tung. Beim Gebrauch eines solchen Ringes ist vorteilhaft eine ringförmige Einbuchtung in der Wand des Entladungsgefässes vorge sehen, in welcher der Ring gelagert ist, der dadurch eine sehr bestimmte feste Stellung erhält.
Eine andere einfache Abdichtung des Raumes zwischen dem Entladungsgefäss und der Hülle wird erzielt, wenn man dem Sockel der Entladungsröhre solche Abmes sungen gibt, dass sie an der Hülle anliegt.
Wird die Entladung mit Hilfe eines Transformators betätigt und ist die Hülle einseitig geschlossen, so ordnet man diesen Transformator zweckmässig unterhalb des offenen Endes der Hülle an. Die im Trans formator entwickelte Wärme unterstützt in diesem Fall die Erhitzung der das Ent ladungsgefäss umgebenden Luftmenge.
In manchen Fällen wird ein Widerstand mit der Entladungsbahn in Reihe geschaltet. Dieser Widerstand kann in diesem Fall in dem Raum zwischen dem Entladungsgefäss und der Hülle mit Doppelwandung-angeord- net werden, wo er die Erhöhung der Tempe ratur des Entladungsgefässes unterstützt. Die Anordnung des Widerstandes ist dabei ein fach und nahezu keine von diesem Wider stand entwickelte Wärme wird nutzlos aus gestrahlt.
Oft ist es empfehlenswert, den Widerstand auf dem Ende des Entladungs gefässes anzubringen, durch das Stromzufüh- rungsdrähte nach aussen geführt. sind; denn in diesem Ende ist die Temperatur oft. nied riger als im übrigen Teil der Entladungs röhre, was eine unerwünschte Kondensation des Metalldampfes in dem in Frage kommen den Ende des Entladungsgefässes zur Folge l@cl)en kann. Durch Anordnung des Wider standes in der Nähe dieses Röhrenendes kann nun dieser Nachteil auf einfache Weise be hoben werden.
Ein Teil der Wandung der Hülle kann mit. einer reflektierenden Metallschicht über zogen werden, so dass auf einfache Weise eine Konzentration der von der Entladung er zeugten Lichtstrahlen erzielt werden kann und die Wärmeausstrahlung gleichzeitig ver ringert wird. Die reflektierende Schicht kann auch derart ausgebildet werden, dass wenig stens ein Teil der sichtbaren, von der Ent ladung erzeugten Strahlen durchgelassen wird, während wenigstens ein Teil der un sichtbaren, besonders der infraroten Strahlen zurückgeworfen wird. Erfolgt die Entladung zum Beispiel in Natriumdampf, so wird die die Wärmestrahlen reflektierende Schicht zweckmässig aus einer dünnen Kupferschicht hergestellt.
Diese lässt gelbe Natriumstrahlen zu einem grossen Teil durch, während die infraroten Strahlen zurückgeworfen werden, was eine erhöhte Temperatur der Entladungs röhre zur Folge hat.
In den entlüfteten Raum rings um das Entladungsgefäss können auch Elektroden angeordnet sein, mit deren Hilfe in der Füllung dieses Raumes eine Entladung her beigeführt werden kann. Die von dieser Ent ladung ausgesandten Lichtstrahlen können in diesem Fall zur Ergänzung des im Haupt entladungsgefäss erzeugten Lichtes verwen det werden.
Die Zeichnung veranschaulieht einige Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung.
In Fig. 1 ist 1 eine zur Lichtaussendung dienende Entladungsröhre, in deren Ent ladungsgefäss sieh eine schraubenlinienförmig gewundene Kathode 2 und zwei Anoden 3 befinden. Die Axe der schraubenlinienförmig gewundenen Kathode befindet sich senkrecht zur Zeichnungsebene. Die Entladungsröhre enthält eine Menge Natrium, dessen Dampf an der Lichtaussendung beteiligt ist, und die Röhre enthält gleichzeitig eine Edelgas menge. Die Röhre ist mit einem Sockel 4 aus gestattet, an dem sich die Kontaktstifte 5 für die Elektroden befinden.
Die Entladungs röhre wird von der nach Art eines Bajonett verschlusses gebauten Fassung 6 getragen. Am Sockel 4 befinden sich zwei Stifte 7, die in bekannter Weise in. Führungen der Bajo- nettfassung 6 aufruhen. Den verschiedenen Kontaktstiften wird Strom mittelst federn der Kontaktglieder -8 zugeführt, die in die Fassung eingelassen sind.
Die Entladungsröhre 1 ist mit einer Hülle 9 mit,@oppelwa.ndung umgeben. Der Raum 10 zwischen diesen Wänden ist entlüftet. Hierdurch wird die Wärmeabgabe des von der Hülle 9 umgebenen Raumes, in dem die Entladungsröhre 1 angeordnet ist, sehr ge ring, was zur Folge hat, dass die in der Ent ladungsröhre 1 durch die Entladung ent wickelte Wärme in diesem Raume einge schlossen bleibt, so dass die Entladungsröhre 1 eine hohe Temperatur annimmt. Der in der Entladungsröhre befindliche Natriumdampf nimmt infolgedessen einen hohen Druck an.
Die Hülle 9: ist am obern Teil mit einem aufgekitteten Sockel 11 versehen, der mit zwei Stiften 12 ausgestattet ist. Dies ermög licht die Befestigung der Hülle 9 an dem Zylinder 13 der Fassung. Auch dieser Zylin der 13 ist als Bajonettfassung ausgebildet, so dass die Hülle 9 in einfacher Weise an der Fassung befestigt werden kann.
Die Entladungsröhre 1 und die Hülle 9 können für sich hergestellt werden, was ein facher ist, als die Herstellung einer Entla dungsröhre mit einer diese Röhre völlig um gebenden und mit ihr eine Einheit bildenden Hülle. Ferner ist es möglich, die Entladungs röhre und die Hülle für sich zu ersetzen, was zum Beispiel beim Gebrauch sehr vorteilhaft ist.
Es kommt nämlich oft vor, dass nur die Hülle oder nur die Entladungsröhre beschä digt wird. Wenn die Entladungsröhre und die Hülle eine untrennbare Einheit bilden würden, so müsste man diese Einheit ersetzen, während es jetzt möglich ist, nur den schad haften Teil durch einen neuen Teil zu er setzen.
In Fig. 2! ist eine Entladungsröhre 1 dar gestellt, die der in Fig. 1 dargestellten Ent ladungsröhre entspricht. Die Entladungsröhre ist jedoch derart angeordnet, dass sich die Kontaktglieder am untern Ende befinden. Diese Kontaktglieder sind in Kontaktbüehsen gesteckt, die in die Röhrenfassung 14 einge lassen sind. Auch die Hülle 9 ist gegen die Anordnung nach Fig. 1 um<B>MG'</B> versetzt, so dass sich das offene Ende der Hülle auf der untern Seite befindet.
Die Hülle ist mit einem Sockel 15 versehen, der beispielsweise aus Kunstharz besteht und etwas anders gebaut ist als der .Sockel 11 nach Fig. 1; denn dieser Sockel 1.5 ist nicht mit für eine Bajonettfas- sung geeigneten Stiften versehen, sondern umgreift den Röhrenfuss 14 und ruht auf einem Rande 16 auf.
Unterhalb der Röhrenfassung 14 befindet sich ein Transformator 17. Dieser Transfor mator liefert den Glühstrom für die Glüh- kathode und den Strom für die Entladung zwischen den Anoden und der Kathode. Die in. dem Transformator erwärmte Luft wird zunächst ansteigen und die Erhitzung des Raumes zwischen der Hülle 9 und der Ent ladungsröhre 1 beschleunigen und später da- durch unterstützen, dass sie unter diesem Raum ein warmes Luftkissen bildet.
Gewünschtenfalls kann oberhalb der Hülle 9 ein Reflektor angeordnet werden, der an dem Kasten, in dem der Transformator 17 enthalten ist, oder an dem unterhalb des Transformators befindlichen Teil 18 befestigt wird. Dieser Teil 118 kann beispielsweise aus einem Laternenpfahl bestehen und in diesem Fall eignet sich die dargestellte Anlage be sonders gut zum Beleuchten von Wegen.
In Fig. 3 ist eine Entladungsröhre 19 dar gestellt, die eine längliche Form hat und mit zwei Glühkathoden 20 und 21 und mit zwei Anoden 22 und 23 versehen ist. Die Anode 22 steht mit einem der Stromzuführungsdrähte der Kathode 24? in Verbindung; ebenso ist die Anode 23 mit einem der Stromzuleitungs drähte der Glühkathode 21 verbunden. Wird die Entladungsröhre mit Wechselstrom be trieben, so geht der Strom wechselweise zwi schen der Glühkathode 2:, und der Anode 23 und zwischen der Glühkathode 21 und der Anode 2,2 über.
Auch diese Entladungsröhre 19 ist mit einer Hülle 9 mit Doppelwandung versehen. Die linke Hälfte der von der Entladungs röhre abgewendeten Seite der Innenwand der Hülle ist mit einer reflektierenden Metall schicht 24 überzogen. Von dieser reflektie rendAn Metallschicht werden alle von der Entladungsröhre 19 erzeuäten Lichtstrahlen nach rechts reflektiert, so dass in dieser Rich- tung ein besonders intensives Lichtbündel er reicht wird.
Nicht nur die Lichtstrahlen. son dern auch die Wärmestrahlen werden von der Schicht 2.4 zurückgeworfen. Diese Wärme strahlen treffen zu einem grossen Teil wieder die Entladungsröhre 19 und unterstützen die Erwärmung derselben. Die Innenwand der Hülle 9 wird in der Regel teilweise infolge der Wärmeleitung durch die Luft zwischen der Entladungsröhre und der Hülle eine ziem lich hohe Temperatur annehmen. Indem die Innenwand dieser Hülle auf der von der Ent ladungsröhre abgewendeten Seite mit einer spiegelnden Schicht überzogen ist, ist die Wärmeausstrahlung dieser Wand nur gering. Das Anbringen der reflektierenden Schicht auf der erwähnten Seite der Hüllenwand hat ausserdem den Vorteil, dass der Reflektor gegen Beschädigungen gesichert ist.
Es ist auch möglich, die Wand der Hülle 9 mit einer dünnen Kupferschicht zu über ziehen. Diese Schicht lässt die von der Ent ladungsröhre 19 ausgesandten gelben Na triumstrahlen zu einem grossen Teil durch, während die Wärmestrahlen reflektiert wer den. Diese reflektierten Wärmestrahlen tref fen die Entladungsröhre 19, was auf die Er reichung eines hohen Natriumdruckes in die ser Entladungsröhre einen guten E:influss aus übt.
Um das obere Ende der Entladungsröhre ist ein Widerstandsdraht 25 gewickelt. Dieser Widerstand kann mit der Entladungsröhre in Reihe geschaltet sein und erhöht die Tem peratur im obern Ende der Entladungsröhre, so dass eine Kondensation von Natriumdampf in diesem Teil verhütet wird.
Das obere Ende der Hülle 9 ist mit einer Asbestmenge 26 abgedichtet. Die Entladungs röhre<B>1,9</B> und die Hülle 9 können jede für sich aufgehängt werden.
Auch in Fig. 4 ist die Entladungsröhre 27 wieder mit einer Hülle 9 umgeben. Im untern Ende der Röhre befindet sich ein Quetsch fuss<B>28,</B> an dem die in der Figur nicht dar gestellten Elektroden befestigt sind. In die Röhre ist ein Schirm 29 aus Glimmer einge lassen, der sich bis an den Rand der Ent ladungsröhre erstreckt und ' in der untern Seite einer Einbuchtung 30 in der Wand der Entladungsröhre anliegt. Der Schirm 29 hat den Zweck, zusammen mit der Einbuchtung 30 das untere Ende der Entladungsröhre von dem obern, Natriumdampf enthaltenden Teil ab zuschliessen.
Dieser Dampf kann infolge dessen nicht bis in den untern Teil der Ent ladungsröhre durchdringen, der während des Betriebes eine niedrigere Temperatur als der eigentliche Entladungsraum annehmen wird. Hierdurch wird eine unerwünschte Konden sation des Natriumdampfes in diesem untern Teil der Röhre vermieden. An der .Stelle der Einbuchtung 30 ist die Entladungsröhre 27 mit einem Ring um geben, der aus einer Metallfeder 31 besteht, die mit wärmebeständigem Stoff, zweck inässig Asbest, 32, umgeben ist. Die Feder 31 (Fig. 5) besteht aus einem schraubenförmig gewundenen, in die Form eines Toroids, das heisst eines zylindrischen Ringes, gebogenen Metalldraht.
Diese Feder ist mit Asbest um sponnen, wodurch der Überzug 32 entstanden ist. Der so gebildete Ring schliesst den Raum zwischen der Entladungsröhre und der ent lüfteten Hülle ab, so dass der Wärmeverlust der Entladungsröhre noch mehr vermindert wird. Der beschriebene Ring kann dabei auf sehr einfache Weise zwischen die Ent ladungsröhre und die Hülle gebracht werden und die Federwirkung dieses Ringes be wirkt stets eine gute Abdichtung.
Beim Beispiel nach Fig. 6 wird diese Ab dichtung dadurch erreicht, dass dem Sockel 33 der Entladungsröhre 34 ein solcher Durch messer gegeben ist, dass er an der Innen wand der Hülle 9 anliegt. Auch auf diese Weise wird eine einfache Abdichtung er halten.
In dem Raum zwischen den beiden Wän den der Hülle 9 nach Fig. 6 sind zwei Elek troden 35 und 3,6 angeordnet und in diesem Raum ist eine Neonmenge beispielsweise un ter einem Druck von einigen mm, einge bracht. Die Elektroden 35 und 36 sind mit. Stromzuführungsdrähten 37 und 38 versehen, so dass in dieser Neonfüllung eine elektrische Entladung herbeigeführt werden kann. Die von dieser Entladung ausgesandten Strahlen können sich dann mit dem Licht vermischen, das von der Entladungsröhre 34 erzeugt wer den kann, so dass die Farbe des Lichtes durch die roten Neonstrahlen geändert werden kann.