Elektrische Entladungsröhre. Um das Flimmern des von einer gas gefüllten, mit Wechselstrom betriebenen elektrischen Entla:dung.sröhre ausgestrahlten Lichtes zu verringern, hat man bereits vor geschlagen, diese Röhre mit einer Glüh- kathode und mit drei unweit voneinander angeordneten Anoden zu versehen und sie mit Dreiphasenwechselstrom zu betreiben. Die Anoden werden in diesem Fall an die drei Phasenleiter und die Kathode an die Nulleiter einer Drehstromquelle angeschlos sen.
Würde man bei einer derartigen Entla dungsröhre die Lichtstärke dadurch zu erhöhen suchen, dass man der Gasfüllung zu die sem Zweck bekannte schwerflüchtige Metall dämpfe, z. B. Natriumdampf, hinzusetzte. so würde der Nachteil auftreten, dass sich während des Betriebes der Metalldampf nach der stets als Kathode wirkenden Glühelek- trode bewegen würde, wodurch nach einiger Zeit in der Nähe der Anode keine Beteili gung des Metalldampfes an der Entladung mehr stattfinden würde.
Unter schwerflüch tigen Metallen sind hier jene Metalle zu ver stehen, deren Dampfdruck bei einer Tempe ratur von 200' C nur einen Bruchteil eines mm beträgt, zum Beispiel Natrium, Lithiüm, Kalium, Rubidium, Magnesium, Zink, Cad mium. Die Bewegung zur Kathode des schwerflüchtigen Dampfes tritt insbesondere bei den stark elektropositiven Metalldämp fen, z. B. Natrium auf.
Eine derartige Entladungsröhre würde ferner den Nachteil aufweisen, dass .durch das Vorhandensein des Metalldampfes sehr leicht ein Überschlag zwischen den Anoden auftreten könnte.
Die Erfindung hat den Zweck, eine Ent ladungsröhre zu schaffen, -die mit Diei- phasenwechselstrom betrieben werden kann, Dämpfe schwerflüchtiger Metalle enthält und derart - gebaut ist, dass nicht nur die obenerwähnten Nachteile vermieden, sondern auch noch weitere Vorteile erzielt werden, wodurch die Entladungsröhre sich vorzüg- lieh zur Verwendung zu Beleuchtungs zwecken eignet.
Die erfindungsgemässe Entladungsröhre. enthält ausser einer Gasfüllung den Dampf eines schwerflüchtigen Metalles und sie ist aus drei je an einem Ende mit einer eine Glühkathode umfassenden Stromzuführung versehenen und am andern Ende miteinander in Verbindung stehenden, gleichen Schenkeln aufgebaut, die derart angeordnet sind, dass je der die beiden andern wirksam und in glei cher Weise bestrahlt. Da in dieser Röhre keine durch einen kurzen Entladungsweg vonein ander getrennte Anoden vorhanden sind, kann ein unerwünschter Überschlag zwischen den Anoden nicht auftreten.
Trotz dem Um stande, dass jede Glühelektrode den Elek troden der beiden andern Phasen gegenüber insgesamt während zweidrittel der Betriebs dauer negativ ist, und daher längs als wäh rend der Hälfte der Periode stromführend sein kann, tritt keine unerwünschte Bewe gung des elektropositiven Metalldampfes nach einer der Elektroden auf, und zwar in folge .des Umstandes, dass jede Glühelektrode wechselweise ein positives und ein negatives Potential in bezug auf jede der beiden andern Elektroden erhält und die Röhre einen ganz symmetrischen Bau hat,
so dass jede Glüh- elektrode dieselbe Aufgabe erfüllt. Die gegenseitige Bestrahlung der Schenkel ver- ringert .den Wärmeverlust, was die Entwick lung und Aufrechterhaltung des erforder lichen Metalldampfdruckes erleichtert und zur Vermeidung der obenerwähnten uner wünschten Bewegung .dieses Metalles bei trägt.
Ausserdem ermöglicht die erwähnte Anordnung der Schenkel die Ausbildung einer sehr gedrängten Lichtquelle grosser Intensität; sie ist besonders vorteilhaft, wenn die vom Metalldampf ausgesandten, sichtbaren Lichtstrahlen Resonanzstrahlen enthalten, wie dies bei mehreren der oben erwähnten, schwerflüchtigen, elektroposi tiven Metallen, z. B. bei Natrium, Lithium, Kalium und Rubidium, der Fall ist. Beim Betrieb der Entladungsröhre kommen Augen blicke vor, in denen in einem der Schenkel die Entladung aussetzt, was zum Flimmern des ausgesandten Lichtes Anlass gibt.
Da die drei Schenkel in bezug aufeinander nicht in einer Ebene, sondern einander wirksam und in gleicher Weise bestrahlend angeord net sind, beispielsweise gemäss den Kanten eines Prismas, trifft ein grosser Teil .der Resonanzstrahlen, die in den beiden Schen keln erzeugt werden, in denen die Ent ladung stattfindet, .den dritten Schenkel, in dem in .diesem Augenblick keine Entladung auftritt.
Diese Resonanzstrahlen werden von den in diesem dritten Schenkel vorhandenen Metalldampfmolekülen absorbiert, wodurch diese angeregt werden und beim Rückfall in den Grundzustand Licht ausstrahlen, so.dass obgleich in diesem dritten Schenkel zeit weise im Augenblick keine Entladung auf tritt, er doch an der Lichtausstrahlung teil nimmt. Das Flimmern des ausgesandten Lichtes ist infolgedessen verringert.
Man hat bereits vorgeschlagen, eine gas gefüllte und mit kalten Elektroden versehene Entladungsröhre aus drei in einer Ebene an geordneten Schenkeln aufzubauen. Es han delt sich hier jedoch um Hochspannungsent- ladungsröhren, die sich zu allgemeinen Be leuchtungszwecken nicht eigneten, während die vorliegende sich hierzu gut ausbilden lässt, und bei .denen weder von dem Vorhandensein von Dämpfen schwerflüchtiger elektroposi tiver Metalle noch von der oben angegebenen gegenseitigen Anordnung der Schenkel die Rede war.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstan des, durch Fig. 1 in einer Ansicht und durch Fig. 2 in einem Schnitt nach der Linie <I>I1</I> 1I in Fig. 1. .
. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, besteht die Entladungsröhre aus drei paral lelen Schenkeln 1, 2 und ä, -die am untern Ende ineinander übergehen. Jeder Schenkel ist am obern Ende mit einem Elektroden- System versehen, -das aus einer Glühelektrode und einer zylindrischen, niederen Anöde "o besteht. Die Glühelektroden können mit Hilfe von Heiztransformatoren geheizt wer den. Es ist jedoch auch möglich, die Glüh- elektroden .durch .die Entladung auf die er forderlichen Temperaturen zu bringen.
Die Elektroden 4 und 5 sind, .entweder inner halb oder ausserhalb der Röhre, miteinander leitendiverbunden. Wieinsbesondereraus Fig.2 hervorgeht, sind die drei Schenkel in bezug aufeinander derart angeordnet, dass ihre Ach sen die Kanten eines gleichseitigen Prismas darstellen, und zwar in kurzem Abstand von einander. Der Zwischenraum zwischen den Schenkeln beträgt z. B. nur einige mm, während der Durchmesser der Schenkel z. B. 20 mm sein kann. Die Röhre enthält eine Edelgasmenge und ausserdem eine Menge Natrium, dessen Dampf bei dem Durchgang der Entladung ein intensives Licht von gelber Farbe aussendet.
Die Wärmeabgabe der Entladungsröhre kann dadurch hintan gehalten werden, dass die Röhre von einer doppelwandigen Hülle 6 umgeben und der Raum zwischen den beiden Wänden der Hülle derart entlüftet wird, dass die Wärme abgabe erheblich herabgesetzt wird.
Es hat sich ergeben, dass in dieser Röhre keine unerwünschte Bewegung des Metall dampfes nach einer der Elektroden stattfin det und dass das Flimmern des erzeugten Lichtes, das gerade bei Glühkathod.enent- ladungsröhren grosser Lichtstärke sehr stö rend sein kann, sehr gering ist.
Unter Umständen kann es zweckmässig sein, jeden Schenkel der Entladungsröhre in zwei parallele Stücke zusammenzufalten, so dass die ganze Röhre in diesem Fall sechs parallele Stücke aufweist.
Electric discharge tube. In order to reduce the flickering of the light emitted by a gas-filled, alternating current operated electrical discharge tube, it has already been proposed to equip this tube with a hot cathode and with three anodes arranged not far from one another and to supply it with three-phase alternating current operate. In this case, the anodes are connected to the three phase conductors and the cathode to the neutral conductor of a three-phase current source.
If you were looking to increase the light intensity in such a discharge tube by vapors of the gas filling for this purpose known low-volatility metal, eg. B. sodium vapor added. the disadvantage would arise that during operation the metal vapor would move after the glow electrode, which always acts as a cathode, so that after some time the metal vapor would no longer participate in the discharge near the anode.
Low-volatility metals are those metals whose vapor pressure is only a fraction of a mm at a temperature of 200 ° C, for example sodium, lithium, potassium, rubidium, magnesium, zinc, cadmium. The movement to the cathode of the non-volatile vapor occurs in particular with the highly electropositive Metalldämp fen, z. B. sodium on.
Such a discharge tube would also have the disadvantage that a flashover between the anodes could very easily occur due to the presence of the metal vapor.
The invention has the purpose of creating a discharge tube that can be operated with phase alternating current, contains vapors of low-volatility metals and is constructed in such a way that not only the above-mentioned disadvantages are avoided, but also other advantages are achieved, whereby the Discharge tube is particularly suitable for use for lighting purposes.
The discharge tube according to the invention. contains, in addition to a gas filling, the vapor of a non-volatile metal and it is made up of three equal legs, each provided with a hot cathode at one end and connected to one another at the other end, which are arranged in such a way that the other two are effective and irradiated in the same way. Since there are no anodes separated from one another by a short discharge path in this tube, undesired flashover between the anodes cannot occur.
Despite the fact that each glow electrode is negative compared to the electrodes of the other two phases for a total of two-thirds of the operating time and can therefore be live for more than half of the period, there is no undesired movement of the electropositive metal vapor after one of the Electrodes, as a result of the fact that each glow electrode alternately receives a positive and a negative potential in relation to each of the other two electrodes and the tube has a completely symmetrical construction,
so that each glow electrode fulfills the same task. The mutual irradiation of the legs reduces the heat loss, which facilitates the development and maintenance of the required metal vapor pressure and contributes to avoiding the above-mentioned undesired movement of this metal.
In addition, the aforementioned arrangement of the legs enables the formation of a very compact light source of great intensity; it is particularly advantageous if the visible light rays emitted by the metal vapor contain resonance rays, as is the case with several of the above-mentioned, low-volatility, electroposi tive metals such. B. with sodium, lithium, potassium and rubidium, is the case. When operating the discharge tube, there are moments in which the discharge stops in one of the legs, which gives rise to the flickering of the emitted light.
Since the three legs are not in one plane with respect to each other, but each other effective and in the same way irradiating angeord net, for example according to the edges of a prism, meets a large part .der resonance beams that are generated in the two legs angles in which the discharge takes place, .the third leg, in which no discharge occurs at that moment.
These resonance rays are absorbed by the metal vapor molecules present in this third limb, which stimulates them and emits light when they return to the ground state, so that although there is temporarily no discharge in this third limb, it nevertheless takes part in the light emission . The flicker of the emitted light is reduced as a result.
It has already been proposed to build a gas-filled discharge tube provided with cold electrodes from three legs arranged in one plane. However, we are dealing here with high-voltage discharge tubes which are not suitable for general lighting purposes, while the present one can be well designed for this purpose, and which are neither affected by the presence of vapors of non-volatile electropositive metals nor by the mutual arrangement given above the thigh was mentioned.
The drawing illustrates an exemplary embodiment of the subject matter of the invention, through FIG. 1 in a view and through FIG. 2 in a section along the line <I> I1 </I> 1I in FIG.
. As can be seen from the drawing, the discharge tube consists of three paral lelen legs 1, 2 and ä, -which merge into one another at the lower end. Each leg is provided with an electrode system at the upper end, which consists of a glow electrode and a cylindrical, lower anode "o. The glow electrodes can be heated with the aid of heating transformers. However, it is also possible to use the glow electrodes. to bring the discharge to the required temperatures by.
The electrodes 4 and 5 are conductively connected to one another, either inside or outside the tube. As can be seen in particular from FIG. 2, the three legs are arranged in relation to one another in such a way that their axes represent the edges of an equilateral prism, specifically at a short distance from one another. The space between the legs is z. B. only a few mm, while the diameter of the legs z. B. can be 20 mm. The tube contains a quantity of noble gas and also a quantity of sodium, the vapor of which emits an intense light of yellow color when the discharge passes through.
The heat dissipation of the discharge tube can be prevented in that the tube is surrounded by a double-walled envelope 6 and the space between the two walls of the envelope is vented in such a way that the heat dissipation is considerably reduced.
It has been shown that in this tube there is no undesired movement of the metal vapor towards one of the electrodes and that the flickering of the light generated, which can be very disruptive in hot cathode discharge tubes with high light intensity, is very low.
Under certain circumstances it can be useful to fold each leg of the discharge tube together into two parallel pieces, so that in this case the entire tube has six parallel pieces.