Elektrische Entladungsvorrichtung. Im Hauptpatent Nr. 167945 wurde be reits vorgeschlagen, elektrische Entladungs röhren mit Metalldampffüllung, insbesondere Röhren mit Dämpfen eines verhältnismässig schwerflüchtigen Metalles, wie Natrium, mit einer doppelwandigen Hülle zu umgeben, und den Raum zwischen den Wänden dieser Hülle zu entlüften. Dieser die Röhre um gebende, luftleere Raum bildet einen wärme isolierenden Mantel, der das Erreichen einer hohen Temperatur und eines hinreichen den Dampfdruckes in der Entladungsröhre erleichtert.
Es wurde beim Betrieb solcher Ent ladungsvorrichtungen festgestellt, dass Ände rungen in dem Zustand der Umgebung, zum Beispiel eine Temperaturabnahme, im all gemeinen einen starken Einfluss auf den Dampfdruck in der Entladungsröhre haben. So verursacht eine Abnahme der Umgebungs temperatur, Regenfall oder starker Wind, eine Verringerung des Dampfdruckes. Dieser Einfluss auf den Dampfdruck ist sehr uner- wünscht, da infolgedessen erhebliche Ände rungen in den Eigenschaften der Entladungs röhre, zum Beispiel in der Intensität des erzeugten Lichtes oder in dem Wirkungsrad der Entladungsröhre, herbeigeführt werden.
Die Erfindung hat den Zweck, diese Übelstände zu vermeiden und die Ent ladungsröhre von Änderungen in dem Zu stand der Umgebung weniger abhängig zu machen.
Die Röhre und die doppelwandige Hülle werden erfindungsgemäss derart gebaut, dass beim Betrieb der dem Sockelende gegenüber liegende Teil der Wand des Entladungs raumes die niedrigste in diesem Raum herrschende Temperatur erhält. Die bisher bekannten Röhren waren derart gebaut, dass sich die kälteste Stelle des Entladungsraumes auf der Sockelseite befand. Der Dampf druck in der Röhre wurde durch die Tempe ratur dieser kältesten Stelle bestimmt. Ände rungen der Umgebungstemperatur führten auch starke Änderungen .der Temperatur dieser kältesten Stelle und daher des Dampf druckes herbei.
Es wurde nun gefunden, dass, wenn da für Sorge getragen wird, die kälteste, den Dampfdruck bestimmende Stelle des Ent ladungsraumes sich auf dem dem Sockelende gegenüberliegenden Teil der Wand des Ent ladungsraumes befindet, die durch bestimmte Änderungen der Umgebungstemperatur her beigeführten Änderungen der Temperatur der kältesten Stelle kleiner sind, als wenn der dem Sockel zugekehrte Teil der Wand des Entladungsraumes die kälteste Stelle bildet.
Diese geringere Empfindlichkeit der Tem peratur des dem Sockelende gegenüberlie genden Teiles der Wand des Entladungs raumes zu Änderungen in dem Zustand der Umgebung ist wahrscheinlich darauf zurück zuführen, dass die Wärme dieses Wandteiles nach Übertragung auf die Innenwand der Hülle zur Hauptsache durch Strahlung ab geleitet wird. Die Wärme des Sockelendes der Wand der Entladungsröhre hingegen wird der Aussenumgebung grossenteils durch Leitung übertragen.
Versuche und Berech nung haben dargelegt, dass wenn an einer gewissen Stelle eine bestimmte Wärmemenge entwickelt wird, diese von dieser Stelle von höherer Temperatur zu einer Stelle niederer Temperatur abgeleitet wird, und dass wenn diese niedere Temperatur Schwankungen aus gesetzt ist, die Änderungen in der höheren Temperatur kleiner sind, wenn die Wärme- übertragung durch Strahlung, als wenn sie durch Leitung erfolgt.
Dieser Umstand ist bei der vorliegenden Erfindung in der Weise aus genutzt, dass die Entladungsröhre und die Hülle derart gebaut sind, dass sich die kälteste Stelle an dem dem Sockelende gegenüberliegen den Teil der Wand des Entladungsraumes befindet, also an einem Orte, wo die Wärme abgabe an die Umgebung in wesentlichem Masse durch Strahlung erfolgt.
Es stehen verschiedene Mittel zur Ver fügung, um die kälteste Stelle des Entla dungsraumes mit dem dem Sockelende gegen- überliegenden Teil der Wand zusammen fallen zu lassen. Eines dieser Mittel besteht darin, dass der Abstand- zwischen dem Sockelende der Wand des Entladungsraumes und der diesem Ende benachbarten Elektrode kleiner als der Abstand zwischen dem gegen überliegenden Ende der Wand des Ent ladungsraumes und den Elektroden ist. Es kann auch der dem Sockelende gegenüber liegende Teil des Entladungsraumes ein wenig ausgestülpt sein, was eine örtliche Erhöhung der Wämeabgabe zur Folge hat.
Es kann ferner die Wärmeausstrahlung des dem Sockelende gegenüberliegenden Teiles der Innenwand der Hülle zum Beispiel dadurch vergrössert werden, dass dieser Wand teil schwarz oder rauh gemacht ist. Die Wärmeausstrahlung dieses Wandteiles kann auch dadurch gesteigert werden, dass der gegenüberliegende Teil der Aussenwand der Hülle eine Ausbauchung aufweist. Umgekehrt kann der Zweck dadurch erreicht werden, dass die Wärmeableitung des Entladungs raumes am Sockelende verringert wird.
Zu diesem Zweck kann, wenn in der Entladungs röhre der Entladungsraum und ein am Sockelende befindlicher Teil voneinander getrennt sind, die Wärmeabfuhr gegen den Sockel dadurch verringert werden, dass der letztgenannte Teil der Entladungsröhre länger ausgeführt wird, als dies aus anderen Gründen nötig wäre.
Die Zeichnung veranschlaulicht einige Ausführungsbeispiele. des Gegenstandes der Erfindung.
In Fig. 1 bezeichnet 1 eine zur Aus strahlung von Licht dienende, kolbenartige,, elektrische Entladungsröhre. Diese Röhre ist durch den Schirm 2, der zum Beispiel aus Glimmer, Glas oder Chromeisen bestehen kann, in zwei Teile unterteilt, nämlich in einen Entladungsraum 3 und einen Raum 4, durch den die Stromzuführungsdrähte der Elektroden geführt sind.
Diese beiden Räume stehen durch ein langes, enges Röhrchen (in Fig. 1 nicht dargestellt) mit einander in Verbindung, so dass beide Räume gleichzeitig entlüftet werden können. Innerhalb des Entladungsraumes 3 be- f finden sich eine Glühkathode 5 und zwei ringförmige Anoden 6 und 7. Es tritt beim Betrieb zwischen der Glühkathode und den Anoden eine Bogenentladung auf. Die Strom- zizführungsdrähte dieser Elektroden sind von isolierenden Röhrchen umgeben und durch den Schirm 2 hindurch nach der Quetschstelle 8 geführt.
Der Abstand zwischen der Anode fi und dem Schirm 2 ist kleiner als der Abstand zwischen der Anode 7 und dem Ende der Röhre. Es wird daher während des Betriebes in der Nähe des Schirmes 2 mehr Wärme entwickelt, als in dem gegenüber liegenden Teil des Entladungsraumes. Die Röhre enthält eine Gasmenge, zum Beispiel Neon, unter einem Druck von einigen Milli metern, und in dem Entladungsraum ist eine Menge eines schwerflüchtigen Metalles, zum Beispiel Natrium, vorhanden, dessen Dampf heim Betriebe an der Lichtausstrahlung intensiv teilnimmt.
Es können anstatt des genannten 'L#letalles auch andere schwer flüchtige Metalle zur Anwendung kommen, zum Beispiel Kadmium, Thallium, Magne sium, Lithium, das heisst Metalle, deren Dampfdruck bei 2001 C nur einen Bruchteil eines Millimeters beträgt.
Die Entladungsröhre 1 ist von der doppel wandigen Hülle 9 umgeben, wobei der Raum zwischen den Wänden dieser Hülle entlüftet ist. Es ist an dieser Hülle ein Ring 10 fest gekittet, der an der Fassung 1.1 befestigt ist. Diese Fassung trägt auch die Entladungs röhre 1, die mit einem Sockel 12 versehen ist. Zwischen der Hülle 9 und der Röhre 1 befindet sich der Asbestring 18.
Der Röhrenteil 4, sowie die Hülle 9 sind ziemlich lange gemacht, um die Wärme abgabe des an den Schirm 2 grenzenden Teils des Entladungsraumes zu verringern. Wie bereits bemerkt wurde, befindet sich die Anode 6 in der Nähe des Schirmes 2, während der Abstand zwischen der Anode 7 und dem Unterende der Röhre verhältnis mässig gross ist. Diese Bauart hat zur Folge, dass der dem Schirm 2 gegenüberliegende Teil des Entladungsraumes, das heisst das Ende der Entladungsröhre, beim Betrieb die käl teste Stelle dieses Raumes bildet, so dass diese Stelle den Druck des Metalldampfes in dem Entladungsraum bestimmt.
Es wurde gefunden, dass bei einer Änderung des Zustandes der Aussenumgebung die Tempe ratur dieser kältesten Stelle sich weniger als die des Schirmes 2 ändert.
Die in Fig. 2 dargestellte Entladungs röhre 14 zeigt eine der Röhre 1 entsprechende Bauart. Diese Röhre ist gleichfalls von einer doppelwandigen Hülle 15 umgeben. Im Teil 4 der Entladungsröhre ist zweckmässiger weise Glaswolle enthalten, zur Verminderung der Wärmeabgabe kann zwischen dem Röhrenende 4 und der Hülle 15 gleichfalls Glaswolle vorgesehen werden. Das untere Ende 16 der Aussenwand der Hülle ist aus gebaucht, was eine Vergrösserung der Wärme ausstrahlung des unteren Teiles 17 der Innen wand zur Folge hat. Dieser Teil 17 kann zu diesem Zweck schwarz oder rauh gemacht werden.
Es kann auch so bewirkt werden, dass das untere Ende der Röhre 14 während des Betriebes die niederste im Entladungsraum herrschende Temperatur annimmt.
Electric discharge device. In the main patent no. 167945 it was already proposed to enclose electrical discharge tubes with metal vapor filling, in particular tubes with vapors of a relatively low volatility metal, such as sodium, with a double-walled envelope, and to vent the space between the walls of this envelope. This evacuated space surrounding the tube forms a heat-insulating jacket, which makes it easier to achieve a high temperature and sufficient vapor pressure in the discharge tube.
It has been found in the operation of such discharge devices that changes in the state of the environment, for example a decrease in temperature, generally have a strong influence on the vapor pressure in the discharge tube. A decrease in ambient temperature, rainfall or strong winds cause a decrease in the vapor pressure. This influence on the vapor pressure is very undesirable, since as a result considerable changes in the properties of the discharge tube, for example in the intensity of the light generated or in the efficiency of the discharge tube, are brought about.
The purpose of the invention is to avoid these inconveniences and to make the discharge tube less dependent on changes in the state of the environment.
According to the invention, the tube and the double-walled casing are constructed in such a way that, during operation, the part of the wall of the discharge space opposite the base end receives the lowest temperature prevailing in this space. The tubes known up to now were built in such a way that the coldest point of the discharge space was on the base side. The vapor pressure in the tube was determined by the temperature of this coldest point. Changes in the ambient temperature also led to major changes in the temperature of this coldest point and therefore in the vapor pressure.
It has now been found that, if care is taken, the coldest point of the discharge chamber which determines the vapor pressure is on the part of the wall of the discharge chamber opposite the base end, the changes in the temperature of the caused by certain changes in the ambient temperature coldest point are smaller than if the part of the wall of the discharge space facing the base forms the coldest point.
This lower sensitivity of the tem perature of the opposite end of the base of the wall of the discharge space to changes in the state of the environment is probably due to the fact that the heat of this wall part is mainly conducted by radiation after being transferred to the inner wall of the shell. The heat of the base end of the wall of the discharge tube, on the other hand, is largely transferred to the outside environment by conduction.
Experiments and calculations have shown that if a certain amount of heat is developed at a certain point, it is diverted from this point of higher temperature to a point of lower temperature, and that if this lower temperature is exposed to fluctuations, the changes in the higher one Temperatures are lower when the heat is transferred by radiation than when it is carried out by conduction.
This fact is used in the present invention in such a way that the discharge tube and the casing are constructed in such a way that the coldest point is on the part of the wall of the discharge space opposite the base end, i.e. at a place where the heat is emitted to the environment to a significant extent through radiation.
Various means are available to allow the coldest point of the discharge space to coincide with the part of the wall opposite the end of the base. One of these means is that the distance between the base end of the wall of the discharge space and the electrode adjacent to this end is smaller than the distance between the opposite end of the wall of the discharge space and the electrodes. The part of the discharge space opposite the base end can also be slightly turned out, which results in a local increase in the heat output.
Furthermore, the heat radiation of the part of the inner wall of the shell opposite the base end can be increased, for example, by making this wall part black or rough. The heat radiation of this wall part can also be increased in that the opposite part of the outer wall of the shell has a bulge. Conversely, the purpose can be achieved in that the heat dissipation of the discharge space at the base end is reduced.
For this purpose, if the discharge space and a part located at the base end are separated from each other in the discharge tube, the heat dissipation to the base can be reduced by making the latter part of the discharge tube longer than would be necessary for other reasons.
The drawing illustrates some exemplary embodiments. of the subject matter of the invention.
In Fig. 1, 1 denotes a bulb-like, bulb-like, electrical discharge tube which is used to emit light. This tube is divided into two parts by the screen 2, which can for example consist of mica, glass or chrome iron, namely into a discharge space 3 and a space 4 through which the power supply wires of the electrodes are passed.
These two spaces are connected to one another by a long, narrow tube (not shown in FIG. 1) so that both spaces can be vented at the same time. A hot cathode 5 and two ring-shaped anodes 6 and 7 are located within the discharge space 3 f. An arc discharge occurs between the hot cathode and the anodes during operation. The power supply lead wires of these electrodes are surrounded by insulating tubes and passed through the screen 2 to the pinch point 8.
The distance between the anode fi and the screen 2 is smaller than the distance between the anode 7 and the end of the tube. During operation, therefore, more heat is developed in the vicinity of the screen 2 than in the opposite part of the discharge space. The tube contains a quantity of gas, for example neon, under a pressure of a few millimeters, and in the discharge space there is a quantity of a low-volatility metal, for example sodium, whose vapor is intensively involved in the light emission in companies.
Instead of the aforementioned 'L # letalles, other non-volatile metals can also be used, for example cadmium, thallium, magnesium, lithium, i.e. metals whose vapor pressure at 2001 C is only a fraction of a millimeter.
The discharge tube 1 is surrounded by the double-walled envelope 9, the space between the walls of this envelope being vented. A ring 10, which is attached to the socket 1.1, is firmly cemented to this cover. This socket also carries the discharge tube 1, which is provided with a base 12. The asbestos ring 18 is located between the casing 9 and the tube 1.
The tube part 4, as well as the sheath 9 are made quite long in order to reduce the heat dissipation of the part of the discharge space adjoining the screen 2. As already noted, the anode 6 is located near the screen 2, while the distance between the anode 7 and the lower end of the tube is relatively large. This design means that the part of the discharge space opposite the screen 2, i.e. the end of the discharge tube, forms the coldest point of this space during operation, so that this point determines the pressure of the metal vapor in the discharge space.
It has been found that when the state of the outside environment changes, the temperature of this coldest point changes less than that of the screen 2.
The discharge tube 14 shown in Fig. 2 shows a tube 1 corresponding type. This tube is also surrounded by a double-walled casing 15. Glass wool is expediently contained in part 4 of the discharge tube; glass wool can likewise be provided between the tube end 4 and the casing 15 to reduce the heat emission. The lower end 16 of the outer wall of the shell is bulged out, which results in an increase in the heat emitted by the lower part 17 of the inner wall. This part 17 can be made black or rough for this purpose.
It can also be effected in such a way that the lower end of the tube 14 assumes the lowest temperature prevailing in the discharge space during operation.