CH184412A - Electric discharge tube. - Google Patents

Electric discharge tube.

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CH184412A
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discharge tube
tube
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electric discharge
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Gloeilampenfabrieken N Philips
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Philips Nv
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  Elektrische Entladungsröhre.    Es ist bekannt, gasgefüllte Entladungs  röhren mit einer oder mehreren Glühelektroden  zu versehen, die nicht durch einen besonderen  Heizstrom, sondern durch die Entladung ge  heizt werden. Demzufolge brauchen diese  Elektroden nur einen     Stromzuführungsdraht     zu haben. Bei der Herstellung der Röhren ist  es zwecks Entgasung der Elektroden und zur  Verbesserung der     Elektronenemissionsfähig-          keit    jedoch erwünscht, die Elektroden unab  hängig von der Entladung auf hohe Tempe  ratur bringen zu können.

   Es ist dazu vor  geschlagen worden, die Elektroden einen Teil  eines in der Röhre geschlossenen Stromkreises  bilden zu lassen, so dass die Elektroden mittels  in diesem Stromkreis induzierter     Hochfrequenz-          ströme    geheizt werden können. Man hat dazu  zum Beispiel die eigentliche Glühelektrode  zwischen den Schenkeln eines U-förmigen,  metallenen Bügels angeordnet, um in dieser  Weise einen in sich geschlossenen Stromkreis,  in dem mittels eines hochfrequenten Magnet-         feldes    Ströme induziert werden können, zu  erhalten.  



  Es ist nun gefunden worden, dass bei dieser       Elektrodenart    besondere Schwierigkeiten auf  treten. Um die Induktion der Hochfrequenz  ströme in wirtschaftlichem Masse zu ermög  lichen, muss das     Elektrodengebilde    derart in  der Röhre angeordnet werden, dass die Ebene  des in sich geschlossenen Stromkreises etwa  senkrecht zu der Achse der Röhre steht, so  dass es möglich ist, die     Hochfrequenzapule    um  die Röhre herum zu legen. Damit nun Ströme  genügender Intensität induziert werden, muss  der Stromkreis so ausgebildet werden, dass  er möglichst viel Kraftlinien umfasst, das heisst,  das     Elektrodengebilde    muss eine grosse Aus  dehnung haben, zum Beispiel etwa kreisförmig  mit möglichst grossem Kreisdurchmesser sein.

    Hierdurch entsteht jedoch der Nachteil, dass  die Elektrode sich in kurzem     Abstande    von  der Röhrenwand befindet, so dass die Gefahr  besteht,     dass    die an dieser Elektrode ansetzende      Entladung die Röhrenwand schädigt. Dieser  Übelstand tritt besonders bei     Hochdruckent-          ladungsröhren    auf, die bekanntlich eine ein  geschnürte Entladung hoher Stromdichte auf  weisen.  



  Die Erfindung bezieht sich auf elektrische  Entladungsröhren mit Gasfüllung (worunter  hier nicht nur eine aus einem oder mehreren  Gasen bestehende Füllung, sondern auch eine  Dampf-     bezw.        Gas-Dampffüllung    verstanden  wird) und mindestens einer durch die Ent  ladung geheizten Glühelektrode, die so aus  gebildet ist, dass sie innerhalb der Entladungs  röhre je eine in sich geschlossene Strom  bahn bildet, und hat zum Zwecke die oben  erwähnten Nachteile zu beseitigen.  



  Gemäss der Erfindung wird die durch die  Entladung zu heizende     Glühelektrode    aus  einem in sich geschlossenen, wendelförmigen  Körper gebildet, dessen Achse ungefähr mit  der Röhrenachse zusammenfällt, und von  dessen Windungen mindestens eine einen  grösseren Umfang hat und weiter von der  Entladungsbahn entfernt ist als seine übrigen  Windungen. Durch die Windung mit grösserem  Umfang können beim Induzieren der Hoch  frequenzströme leicht soviel Kraftlinien um  fasst werden, dass eine     Hochfrequenzerhitzung     mit gutem Wirkungsgrad möglich ist. Die  Entladung wird jedoch an der engeren, der  Entladungsbahn näher liegenden und sich in  grösserem     Abstande    von der Röhrenwand be  findenden Windungen ansetzen.

   Die Entladung  wird also etwa in der Achse der Röhre ge  halten, während trotzdem die Entfernung der  Windung mit grösserem Umfange von der  Röhrenwand klein gewählt werden kann.  



  Vorzugsweise wird der Verbindungsteil der  Enden des wendelförmigen Körpers durch  dessen Windungen hindurch geführt. Das der  Entladungsbahn zugewendete Ende dieses Ver  bindungsteils biegt sich dann gegen die Win  dungen hin um, so dass dort etwa in der  Rohrachse eine mehr oder weniger ausgeprägte  Spitze vorhanden ist, die eine leichte Zündung  fördert.  



  Um bei möglichst geringer Länge der  Windung mit grösserem Umfang möglichst    viel Kraftlinien zu umfassen, wird man die       Windung    im allgemeinen kreisförmig gestal  ten; unter Umständen ist es jedoch vorteil  haft, von dieser Form abzugehen. Bekanntlich  soll man in     Metalldampfentladungsröhren,    ins  besondere in     Hocbdruckdampfentladungsröh-          ren,    vermeiden, dass sich hinter den Elektroden  tote Räume, in denen sich der Dampf über  mässig kondensieren würde, entstehen, zu  welchen Zwecken die Elektroden sehr dicht  bei den Röhrenenden angeordnet werden.

   Ist  nun     dieRöhre    mit einer ausserhalb des Vakuum  raumes hervorragenden Quetschstelle versehen,  so wird der Windung mit grösserem Umfange  zweckmässig eine längliche Form gegeben, da  in diesem Falle der Querschnitt der Röhre  nahe bei der Quetschstelle auch länglich ist.  Indem man nun der Windung auch eine gegen  über der Kreisform zusammengedrückte läng  liche Form gibt, wird die Elektrode der Form  des Röhrenendes angepasst und kann sie näher  bei der Quetschstelle angeordnet werden.  



  Die Zeichnung stellt in den     Fig.    1 und 2  ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der  Erfindung in zwei Ansichten dar.  



  Die abgebildete Leuchtröhre 1 dient zum  Aussenden von Lichtstrahlen, ist zylindrisch  ausgestaltet und aus hartem Glase hergestellt.  In den Enden des Entladungsraumes sind die  Glühelektroden 2 und 3 angeordnet, die je  aus einem schraubenförmig gewundenen Draht  mit drei engeren Windungen 4 und einer  Windung 5 mit grösserem Umfange bestehen.  Die Achsen der     wendelförmigen    Körper fallen  ungefähr mit der Röhrenachse zusammen,  während die Enden jedes desselben durch  einen sich in der Achse befindenden Ver  bindungsteil miteinander verbunden sind, so  dass ein in sich geschlossener Stromkreis ge  bildet ist.

   Der Verbindungsteil ragt etwas aus  der ersten, engeren Windung hervor:  Die Glühelektroden bilden je einer. zu  sammengesetzten Körper, der aus einem       Wolframkern    besteht, auf den ein dünner,  an sich schon schraubenförmig ausgestalteter  Draht schraubenförmig aufgewunden ist. Die  Elektroden sind mit einem stark elektronen  emittierenden Material, zweckmässig Erd-           alkaliogyd,    überzogen. Die Windung 5 der  Elektroden ist nur wenig enger als die Röhre,  so dass, wenn bei der Herstellung der Röhre  eine     Hochfrequenzspule    um die Röhre herum  gelegt wird, möglichst viel Kraftlinien von  dieser Windung     umfasstwerden.    Die Windung 5  ist weiter von der Entladungsbahn entfernt  als die Windungen 4, die verhältnismässig  eng sind.

   Demzufolge setzt die Entladung  an diese in der Röhrenmitte     befindlichen     engeren Windungen an.  



  Die Röhre ist an einem Ende mit einer  Quetschstelle 6 versehen, die nicht innerhalb,  sondern ausserhalb des     Vakuumraumes    hervor  ragt. Die Röhre hat demzufolge in der Nähe  dieser äussern Quetschstelle keinen kreisförmi  gen, sondern einen länglichen Querschnitt.  Um die Elektrode 2 sehr nahe am Röhren  ende anordnen zu können, ist die Form der  Windung 5 dieser Elektrode dem Röhren  querschnitt angepasst, das heisst, auch diese  Windung hat eine längliche Form. Die in       Fig.    2 angegebene Breite dieser Windung ist  daher auch kleiner als die in     Fig.    1 ange  gebene Abmessung.  



  Die Elektroden 2 und 3 sind an Stütz  drähten 7 befestigt, die durch isolierende,  zum Beispiel aus Glas bestehende Röhrchen 8  umgeben sind. Die     Stromzuführungsdrähte    der  Elektroden sind durch die Quetschstelle 6  nach aussen geführt. In der Nähe der Elek  trode 2 ist eine Hilfselektrode 9 in Form eines  dünnen Stäbchens aus Wolfram angeordnet.  Diese Hilfselektrode kann über eine hohe  Impedanz mit dem     Stromzuführungsdraht    der  Elektrode 3 verbunden werden.  



  In der Röhre befindet sich Edelgas, z. B.  Neon, unter einem Druck von einigen mm  ausserdem enthält die Röhre auch Quecksilber.  Die     Quecksilbermenge    ist derart gering ge  halten, dass beim normalen Betrieb alles Queck  silber verdampft und der Quecksilberdampf  ungesättigt ist.  



  Es bildet sich in der Röhre eine     Hoch-          druckquecksilberdampfentladung,    die daran  erkannt werden kann, dass die Entladung  nicht den ganzen Querschnitt der Röhre füllt,  sondern eingeschnürt ist. Wird die Röhren-    wand aus einem für ultraviolettes Licht durch  lässigen Material hergestellt, so kann die  Röhre auch für Bestrahlungszwecke verwen  det werden.  



  Beim     Inbetriebsetzen    der Röhre bildet sich  zwischen der Hauptelektrode 2 und der     Iiilfs-          elektrode    9 eine Hilfsentladung, durch welche  die Elektrode 2 aufgeheizt und zu gleicher  Zeit in der Entladungsbahn eine Anzahl Ionen  und Elektronen entwickelt wird, wodurch die  Zünder der Entladung zwischen den Haupt  elektroden 2 und 3 erleichtert     v'vird.    Die  Hauptelektroden werden also bei     derInbetrieb-          setzung    und beim weiteren Betrieb nicht durch  einen Fremdstrom, sondern durch die Ent  ladung geheizt.  



  Obwohl die Elektroden der in der Zeich  nung hergestellten Röhre drei engere Win  dungen haben, können sie selbstredend auch  mit mehreren oder nur mit zwei oder sogar  mit nur einer engen Windung ausgestaltet  werden. Auch können mehr als eine     Windung     mit grösserem Empfange vorhanden sein. Auch  brauchen die engeren Windungen nicht die  Form eines zylindrischen Schraubendrahtes zu  erhalten, sondern können auch in Form eines  z. B.     kegeligen,    wendelförmigen Körpers an  geordnet sein.



  Electric discharge tube. It is known to provide gas-filled discharge tubes with one or more glow electrodes that are not heated by a special heating current, but by the discharge ge. As a result, these electrodes only need to have one power supply wire. In the manufacture of the tubes, however, for the purpose of degassing the electrodes and improving the electron emissivity, it is desirable to be able to bring the electrodes to a high temperature independently of the discharge.

   To this end, it has been proposed to let the electrodes form part of a circuit closed in the tube so that the electrodes can be heated by means of high-frequency currents induced in this circuit. For this purpose, for example, the actual glow electrode has been arranged between the legs of a U-shaped, metal bracket in order to obtain a closed circuit in which currents can be induced by means of a high-frequency magnetic field.



  It has now been found that particular difficulties arise with this type of electrode. In order to enable the induction of high-frequency currents economically, the electrode structure must be arranged in the tube in such a way that the plane of the self-contained circuit is approximately perpendicular to the axis of the tube, so that it is possible to move the high-frequency coil around the To put the tube around. In order to induce currents of sufficient intensity, the circuit must be designed in such a way that it includes as many lines of force as possible, that is, the electrode structure must have a large extension, for example be approximately circular with the largest possible diameter.

    However, this has the disadvantage that the electrode is located a short distance from the tube wall, so that there is a risk that the discharge applied to this electrode will damage the tube wall. This disadvantage occurs particularly with high-pressure discharge tubes, which are known to have a constricted discharge of high current density.



  The invention relates to electrical discharge tubes with a gas filling (which here includes not only a filling consisting of one or more gases, but also a vapor or gas-vapor filling) and at least one glow electrode heated by the discharge, which is formed in this way is that it forms a self-contained current path within the discharge tube, and has the purpose of eliminating the disadvantages mentioned above.



  According to the invention, the glow electrode to be heated by the discharge is formed from a self-contained, helical body, the axis of which roughly coincides with the tube axis, and at least one of the turns has a larger circumference and is further away from the discharge path than the other turns . Due to the winding with a larger circumference, so many lines of force can easily be grasped when inducing the high-frequency currents that high-frequency heating with good efficiency is possible. The discharge will, however, start at the narrower turns, which are closer to the discharge path and which are located at a greater distance from the tube wall.

   The discharge is thus held approximately in the axis of the tube, while the distance of the winding with a larger extent from the tube wall can still be selected to be small.



  The connecting part of the ends of the helical body is preferably passed through its turns. The end of this connecting part facing the discharge path then bends against the windings, so that there is a more or less pronounced tip in the tube axis, which promotes a slight ignition.



  In order to encompass as many lines of force as possible with the smallest possible length of the turn with a larger circumference, the turn will generally be circularly shaped; however, it may be advantageous to depart from this form. As is well known, in metal vapor discharge tubes, especially in high pressure vapor discharge tubes, one should avoid dead spaces behind the electrodes in which the vapor would condense excessively, for which purpose the electrodes are arranged very close to the tube ends.

   If the tube is now provided with a pinch point protruding outside the vacuum space, the winding is expediently given an elongated shape with a larger circumference, since in this case the cross-section of the tube near the pinch point is also elongated. By now giving the winding an elongated shape that is compressed compared to the circular shape, the electrode is adapted to the shape of the tube end and it can be arranged closer to the pinch point.



  The drawing shows in FIGS. 1 and 2 an embodiment of the subject matter of the invention in two views.



  The luminous tube 1 shown is used to emit light rays, is cylindrical and made of hard glass. In the ends of the discharge space the glow electrodes 2 and 3 are arranged, each consisting of a helically wound wire with three narrower turns 4 and one turn 5 with a larger circumference. The axes of the helical bodies coincide approximately with the tube axis, while the ends of each of the same are connected to one another by a connecting part located in the axis, so that a closed circuit is formed.

   The connecting part protrudes slightly from the first, narrower turn: the glow electrodes each form one. composite body, which consists of a tungsten core on which a thin, already helical wire is wound in a helical manner. The electrodes are coated with a material that emits strong electrons, suitably alkaline earth. The turn 5 of the electrodes is only slightly narrower than the tube, so that when a high-frequency coil is placed around the tube during the manufacture of the tube, as many lines of force as possible are encompassed by this turn. The turn 5 is further away from the discharge path than the turns 4, which are relatively narrow.

   As a result, the discharge starts at these narrower turns located in the center of the tube.



  The tube is provided with a pinch point 6 at one end, which protrudes not inside but outside the vacuum space. The tube therefore does not have a circular cross-section in the vicinity of this external pinch point, but an elongated cross-section. In order to be able to arrange the electrode 2 very close to the end of the tube, the shape of the turn 5 of this electrode is adapted to the tube cross-section, that is, this turn also has an elongated shape. The width of this turn indicated in Fig. 2 is therefore also smaller than the dimension given in Fig. 1.



  The electrodes 2 and 3 are attached to support wires 7 which are surrounded by insulating tubes 8 made of glass, for example. The power supply wires of the electrodes are led through the pinch point 6 to the outside. In the vicinity of the elec trode 2, an auxiliary electrode 9 is arranged in the form of a thin rod made of tungsten. This auxiliary electrode can be connected to the power supply wire of the electrode 3 via a high impedance.



  In the tube there is noble gas, e.g. B. Neon, under a pressure of a few mm, the tube also contains mercury. The amount of mercury is kept so low that all mercury evaporates during normal operation and the mercury vapor is unsaturated.



  A high-pressure mercury vapor discharge forms in the tube, which can be recognized by the fact that the discharge does not fill the entire cross-section of the tube, but is constricted. If the tube wall is made of a material that is permeable to ultraviolet light, the tube can also be used for radiation purposes.



  When the tube is started up, an auxiliary discharge is formed between the main electrode 2 and the auxiliary electrode 9, which heats up the electrode 2 and at the same time develops a number of ions and electrons in the discharge path, which ignites the discharge between the main electrodes 2 and 3 relieved v'vird. The main electrodes are therefore not heated by an external current during start-up and during further operation, but rather by the discharge.



  Although the electrodes of the tube produced in the drawing have three narrow turns, they can of course also be designed with several or only two or even only one narrow turn. There can also be more than one turn with greater reception. Also, the tighter turns do not need to be in the form of a cylindrical screw wire, but can also be in the form of a z. B. conical, helical body to be arranged.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Elektrische Entladungsröhre mit Gas füllung und mindestens einer durch die Ent ladung geheizten Glühelektrode, die so aus gebildet ist, dass sie innerhalb der Entladungs röhre eine in sich geschlossene Strombahn bildet, dadurch gekennzeichnet, dass minde stens eine Glühelektrode aus einem in sich selbst geschlossenen, ungefähr koachsial mit der Röhrenachse angeordneten, wendelförmigen Körper besteht, von dessen Windungen minde stens eine einen grösseren Umfang hat und weiter von der Entladungsbahn entfernt ist als seine übrigen Windungen. UNTERANSPRüCHE 1. Claim: Electric discharge tube with gas filling and at least one glow electrode heated by the discharge, which is formed in such a way that it forms a self-contained current path within the discharge tube, characterized in that at least one glow electrode consists of a self-contained , arranged approximately coaxially with the tube axis, there is a helical body, of the turns of which at least one has a larger circumference and is further away from the discharge path than its other turns. SUBCLAIMS 1. Elektrische Entladungsröhre nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsteil der Enden des wendel- förmigen Körpers durch dessen Windungen hindurchgeführt ist. 2. Elektrische Entladungsröhre nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine ausserhalb des Vakuumraumes hervor ragende Quetschstelle aufweist, und dass die Windung mit grösserem Umfange der in der Nähe dieser Quetschstelle angeord neten Glühelektrode eine längliche Form hat, um sie der Form der Röhre an der Quetschstelle anzupassen. 3. Electric discharge tube according to claim, characterized in that the connecting part of the ends of the helical body is passed through its turns. 2. Electrical discharge tube according to patent claim, characterized in that it has a pinch point protruding outside the vacuum space, and that the winding with a larger circumference of the glow electrode angeord designated in the vicinity of this pinch point has an elongated shape to make it the shape of the tube adapt to the crushing point. 3. Elektrische Entladungsröhre nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die engeren Windungen einen kegeligen, wendelförmigen Körper bilden. 4. Elektrische Entladungsröhre nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Hochdruckentladungsröhre ausgebildet ist. Electric discharge tube according to patent claim, characterized in that the narrower turns form a conical, helical body. 4. Electrical discharge tube according to claim, characterized in that it is designed as a high-pressure discharge tube.
CH184412D 1934-06-04 1935-05-31 Electric discharge tube. CH184412A (en)

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