Elektrische Entladungsröhre. Die Erfindung bezieht sich auf eine elek trische Entladungsröhre, die geradlinige Teile aufweist, welche durch einen gekrümm ten Teil miteinander verbunden sind und die eine Füllung aufweist, welche Dampf min destens eines schwer flüchtigen Metalles, zum Beispiel Natrium-, Kalium-, Rubidium-, Kadmium-, Magnesium-, Thallium-, Zink dampf (das sind Metalldämpfe, deren Druck bei einer Temperatur von 200 C nur einen Bruchteil eines Millimeters beträgt) enthält.
Damit der Metalldampf in der Röhre einen genügenden Druck erhält, ist es erfor derlich, die Röhre beim Betrieb auf hohe Temperatur zu bringen, wobei der Dampf druck durch die niedrigste Temperatur der Röhre bestimmt wird. Im Falle einer Röhre, die geradlinige Teile aufweist, welche durch einen gekrümmten Teil miteinander verbun den sind, zum Beispiel im Falle einer U-för- mig gebogenen Röhre, nimmt gewöhnlich .der gekrümmte Teil die niedrigste Temperatur an.
Diese Temperatur muss so hoch gewählt werden, dass der Dampfdruck den für den Betrieb benötigten Wert erreicht. Der übrige Teil der Röhre erhält jedoch eine noch höhere Temperatur. Diese höhere Temperatur kann dem Erweichungspunkt des Glases, aus dem die Röhre normalerweise hergestellt wird, nahe kommen, so dass entweder die Wand dem Aussendruck nicht mehr recht gewachsen ist oder höher schmelzenden und daher auch schwieriger zu bearbeitenden Glassorten (falls solche überhaupt vorhanden sind) in Verwendung ,genommen werden müssen..
Auch ist die Wärme, welche die gerad linigen Teile der Röhre auf eine höhere Tem peratur als den gekrümmten Teil zu bringen hat, was die Erzeugung .des benötigten Dampfdruckes betrifft, als nutzlos verbraucht zu erachten, wodurch der Wirkungsgrad heruntergedrückt wird.
Erfindungsgemäss wird nun der innere Querschnitt des gekrümmten Teils der Ent- ladungsröhre kleiner als jener der gerad linigen Teile gemacht. Infolge der Krüm mung .der Röhre wird nämlich die dortige Wärmeabgabe vergrössert, wodurch der ge krümmte Teil eine niedrigere Temperatur als die geradlinigen Teile annehmen würde.
Da durch nun, dass dem gekrümmten Teil ein kleinerer lichter Querschnitt gegeben wird, wird der Spannungsgradient und somit die in dem gekrümmten Teil entwickelte Wärme erhöht, das heisst die Wärmeentwicklung,der Röhre wird auf einfache Weise der Wärme abgabe der Röhrenwand angepasst. Die zum Erhitzen der Röhrenwand verbrauchte Energie wird also möglichst nutzbringend angewendet, wodurch der Wirkungsgrad der Röhre gesteigert und eine Überhitzung der geradlinigen Teile der Röhre vermieden wird.
Durch Berechnung oder durch einige ein fache Versuche kann in jedem vorkommen den Falle der günstigste innere Querschnitt des gekrümmten Teils ermittelt werden. Die günstigste Bauart wird erhalten, wenn .dieser Querschnitt gerade so gross genommen wird, dass der gekrümmte Teil die gleiche Tempe ratur wie die geradlinigen Röhrenteile an nimmt.
Es lässt sich jedoch bereits ein erheb licher Teil dieses Effektes dadurch erreichen, dass man dem verjüngten Teil einen Quer- schnitt gibt, der etwas von dem :günstigsten Wert abweicht. In den meisten Fällen wird der :Querschnitt des gekrümmten Röhrenteils um mindestens 10 % kleiner als der Quer schnitt der geradlinigen Teile gemacht.
Die Zeichnung veranschaulicht ein zur Aussenduug von Lichtstrahlen dienendes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes.
Die dargestellte Röhre hat zwei gerad linige Teile 1 und 2, die durch einen ge krümmten Teil 3 miteinander verbunden sind. In den obern Enden der Teile 1 und 2 sind Elektroden angeordnet, und zwar eine,Glüh- kathode 4 und eine zylindrische Anode 5. Der Stromzuführungsdraht dieser Anode kann inner- oder ausserhalb der Röhre mit einem der Stromzuführungsdrähte der Glüh- kathode verbunden sein.
Der innere Quer- schnitt des Teils 3 ist erheblich kleiner als jener der Teile 1 und 2 der Röhre. Beträgt der innere Durchmesser der geradlinigen Teile 1 und 2 zum Beispiel 20 mm, so kann der innere Durchmesser des gekrümmten Teils 3 zum Beispiel 10 mm betragen. Der Spannungsgradient ist in dem Teil 3 infolge dessen grösser als in den geradlinigen Teilen der Röhre, so dass in dem erstgenannten Teil eine grössere Energiemenge per Längeneinheit aufgenommen wird, als in dem übrigen Teil der Röhre. Die Wärmeabgabe des Teils 3 ist jedoch auch grösser als die der Teile 1 und 2.
Der Querschnitt des gekrümmten Teils kann also derart gewählt werden, dass die Tempe ratur in diesem Teile derjenigen in dem übrigen Teil der Röhre gleich wird.
Die Röhre enthält Edelgas und ein oder mehrere schwerflüchtige Metalle, wie Na trium, Kalium, Rubidium, Magnesium, Thal- lium, Zink, deren Dampfdruck bei einer Tem peratur von 200 C nur einen Bruchteil eines Millimeters beträgt. Der Metalldampf nimmt an der in der Röhre stattfindenden Ent ladung teil, was nicht immer darin zu be stehen braucht, dass der Metalldampf einen Teil .des Stromes trägt. Es ist unter bestimm ten Verhältnissen auch möglich, dass die Metalldampfmoleküle, ohne sich an dem Stromtransport zu beteiligen, lediglich an geregt werden und Licht ausstrahlen.
Infolge der gleichmässigen Temperatur der Röhren wand wird der erforderliche Dampfdruck auf sehr günstige Weise erhalten, was in erheb lichem Masse zur Steigerung des Wirkungs grades der Entladungsröhre beiträgt.
Electric discharge tube. The invention relates to an electric discharge tube, which has rectilinear parts which are connected to one another by a curved part and which has a filling which steam min least a low-volatility metal, for example sodium, potassium, rubidium, Contains cadmium, magnesium, thallium, zinc vapor (these are metal vapors with a pressure of only a fraction of a millimeter at a temperature of 200 C).
In order for the metal vapor in the tube to have a sufficient pressure, it is necessary to bring the tube to a high temperature during operation, the vapor pressure being determined by the lowest temperature of the tube. In the case of a tube which has rectilinear parts which are connected to one another by a curved part, for example in the case of a U-shaped bent tube, the curved part usually assumes the lowest temperature.
This temperature must be selected so high that the steam pressure reaches the value required for operation. The remaining part of the tube, however, receives an even higher temperature. This higher temperature can come close to the softening point of the glass from which the tube is normally made, so that either the wall is no longer able to cope with the external pressure or glass types with a higher melting point and therefore more difficult to work with (if they exist at all) in Use, must be taken ..
Also, the heat, which the straight-lined parts of the tube has to bring to a higher temperature than the curved part, is to be regarded as uselessly consumed in terms of generating the required vapor pressure, whereby the efficiency is reduced.
According to the invention, the inner cross section of the curved part of the discharge tube is now made smaller than that of the straight-line parts. As a result of the curvature of the tube, the heat dissipation there is increased, so that the curved part would assume a lower temperature than the straight parts.
Since the curved part now has a smaller clear cross-section, the stress gradient and thus the heat developed in the curved part is increased, i.e. the heat development, the tube is easily adapted to the heat output of the tube wall. The energy used to heat the tube wall is therefore used as effectively as possible, which increases the efficiency of the tube and prevents overheating of the linear parts of the tube.
The most favorable inner cross-section of the curved part can be determined in each case by calculation or by a few simple tests. The most favorable design is obtained if this cross section is taken just so large that the curved part assumes the same temperature as the straight tube parts.
However, a considerable part of this effect can already be achieved by giving the tapered part a cross section that deviates slightly from the most favorable value. In most cases: the cross-section of the curved tube part is made at least 10% smaller than the cross-section of the straight-line parts.
The drawing illustrates an exemplary embodiment of the subject of the invention serving for the transmission of light rays.
The tube shown has two rectilinear parts 1 and 2, which are connected by a curved part 3 together. Electrodes are arranged in the upper ends of parts 1 and 2, namely a hot cathode 4 and a cylindrical anode 5. The power supply wire of this anode can be connected to one of the power supply wires of the hot cathode inside or outside the tube.
The inner cross-section of part 3 is considerably smaller than that of parts 1 and 2 of the tube. If the inner diameter of the rectilinear parts 1 and 2 is, for example, 20 mm, the inner diameter of the curved part 3 can be, for example, 10 mm. As a result, the voltage gradient in part 3 is greater than in the straight parts of the tube, so that a greater amount of energy per unit of length is absorbed in the first-mentioned part than in the remaining part of the tube. However, the heat dissipation of part 3 is also greater than that of parts 1 and 2.
The cross-section of the curved part can therefore be chosen such that the temperature in this part becomes the same as that in the remaining part of the tube.
The tube contains noble gas and one or more non-volatile metals such as sodium, potassium, rubidium, magnesium, thal- lium and zinc, whose vapor pressure is only a fraction of a millimeter at a temperature of 200 ° C. The metal vapor takes part in the discharge taking place in the tube, which does not always have to be that the metal vapor carries part of the current. Under certain conditions it is also possible that the metal vapor molecules, without participating in the current transport, are merely excited and emit light.
As a result of the uniform temperature of the tubes wall, the required vapor pressure is obtained in a very favorable manner, which contributes to a considerable extent to increase the efficiency of the discharge tube.