Elektrische Entladungsröhre. In elektrischen Entladungsröhren mit Metalldampffüllung stösst man häufig auf den Nachteil, dass der Metalldampf in den hinter den Elektroden liegenden Röhrenteilen kondensiert. Diese Teile erlangen nämlich häufig eine niedrigere Temperatur als der Röhrenteil, in dem sich die EntlaAungser- scheinungen abspielen und der Metalldampf sich an,der Entladung beteiligt.
Der Dampf druck wird dann durch die niedrigere Tem peratur bedingt und das verdampfbare Metall setzt sich in diesen Teilen hinter den Elek troden ab, was auch dann erfolgt, wenn die ses Metall ursprünglich nicht in diesen Teilen angebracht worden ist. Dieser Nachteil macht sich namentlich bemerkbar, wenn die Ent ladungsröhre Dampf eines schwerflüchtigen Metalles (dessen Dampfdruck bei 200, C niedriger als 1 mm ist) enthält. Zur Erzie lung eines hinreichend hohen Dampfdruckes, müssen diese Röhren derart erhitzt werden, dass die Temperatur,der kältesten Stelle des Entladungsraumes dem erforderlichen Dampf- druck entspricht.
Wenn hinter den Elek troden Teile liegen, die in bezug auf den übrigen Röhrenteil eine niedrigere Tempera tur erlangen, so bringt eine derartige Behei- zung der Röhre, dass die hinter den Elek troden liegenden Teile diese zur Erzielung ,des gewünschten Dampfdruckes erforderliche Temperatur erhalten, eine starke .des übrigen Röhrenteils mit sich.
Dies be deutet nicht nur einen grösseren Energieauf wand, sondern auch eine .Schwächung der Entladungsröhre, und es wird die Röhren wand durch den Metalldampf in stärkerem Masse angegriffen.
Diese Nachteile können dadurch behoben werden, dass die kälteren Röhrenteile hinter den Elektroden (das heisst die von der Eut- ladungsstrecke aus gesehen hinter den Elek troden liegenden Teile) von der Entladungs strecke abgeschlossen werden. Es ist zum Beispiel bekannt, in Natriumdampfentla- dungsröhren einen Schirm zwischen dem Ent ladungsraum und den während des Betriebes eine niedrigere Temperaturerlangenden Stel len anzuordnen.
Eine solche Stelle kann zum Beispiel ringsum. ein die Elektroden tragen des Füsschen vorhanden sein. Auch können die Elektroden ganz dicht an die Röhrü-n- enden, also dicht an die Einschmelzstellen der Stromzuführungs,drähte, herangeriiakt -erden. Beider höheren Temperatur, welche diese Einschmelzungen dann erhalten, kann aber unter Umständen der Nachteil einer Elektrolyse des Glases eintreten, wodurch die CTefahr entsteht, dass - die Einschmelzungen undicht werden.
Die Erfindung bezieht ,sich auf eine elek trische Entladungsröhre mit mindestens einer Elektrode, Gasfüllung und Dampf schwer flüchtigen Metalles und bezw=eckt, die besag ten Nachteile in einfacher Weise zu beheben.
Die Entladungsröhre nach .der Erfindung besitzt wenigstens eine zwischen einer Glüh elektrode und dem benachbarten Röhrenende angeordnete Hilfselektrode, die als Anode für eine zwischen der Glühelektrode als Kathode und der Hilfselektrode erfolgende Hilfsent ladung dient. Weiter ist der Druck der Gas füllung bei Zimmertemperatur grösser als 2 mm Quecksilbersäule. Der in den Raum hinter der Glühelektrode hineindringende Metalldampf wird durch die Hilfsentladung, wenigstens teilweise, ionisiert und der Dampf wird durch das elektrische Feld in Form von Ionen zu der Glühkathode, also wieder in der Richtung des Entladungsraumes, beför dert.
Dadurch, da.ss auf diese Weise von der sogenannten Kataphoreseerscheinung Ge brauch gemacht wird, wird dem Vordringen des Metalldampfes in den hinter der Glüh- elektrode liegenden Röhrenteil Einhalt getan und es kann die Temperatur der Einschmelz- stellen niedriger als die Temperatur des Ent ladungsraumes gewählt werden, wodurch die Gefahr der Elektrolyse des Glases an den Einsehmelzstellen verringert wird.
Der Druck des Gases muss hinreichend hoch, jedenfalls höher als 2 mm Quecksilbersäule, gewählt werden, denn bei einem zu niedrigen Gas druck hat die Kataphorese keine praktische Wirkung, da in diesem Fall die Diffusions- geschwindigkeit des 3Zetallda..mpfes in der Richtung des Röhrenendes zu .gross ist.
Die erforderliche Spannung der Hilfs anode kann auf einfache Weise dadurch er zielt werden, dass .diese Hilfsanode über einen Widerstand mit der andern Hauptelektrode der Entladungsröhre verbunden wird. Dieser Widerstand dient zur Beschränkung der Grösse des Hilfsentla.dungsstromes. Damit dem in das Röhrenende hineindringenden Metalldampf merklich entgegengewirkt wird, soll die Stärke des Hilfsentladungsstromes im allgemeinen wenigstens 3;% von der des Hauptentladungsstromes gewählt werden.
Bei Röhren mit zwei Glühelektroden kann man hinter jeder Glühelektrode eine Hilfsanode anordnen und die Hilfsanoden kreuzweise über Widerstände mit den Hauptelektroden verbinden. Die Verbindung kann sowohl in und an der Röhre, als auch gesondert von der Röhre zustande gebracht werden.
Die Hilfsanoden erleichtern auch die Zün dung der Hauptentladung. Die Verwendung von Hilfselektroden in der Nähe der Gliih- elektroden einer gasgefüllten Entladungs- röhre bei der die Hilfselektroden kreuzweise mit :den Hauptelektroden verbunden sind, ist bekannt. Bei ,dieser Anordnung waren die Hilfsanoden aber nicht in den hinter den Glühelektroden befindlichen Röhrenteilen an geordnet und sie bezweckten nicht dem Weg diffundieren des Metalldampfes aus dem Entladungsraum Einhalt zu tun.
Der Ab stand zwischen der Glühelektrode und der Hilfsanode wird in der erfindungsgemässen Röhre in der Regel grösser gewählt, als im Hinblick auf das Erleichtern der Zündung am vorteilhaftesten ist. Dieser Abstand wird zweckmässig grösser als :der Durchmesser der Entladungsröhre gemacht.
In der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform des Gegenstandes der Er findung schematisch dargestellt.
Die U-förmig ausgebildete, insbesondere für die Lichtausstrahlung bestimmte Ent ladungsröhre 1 ist mit zwei Glühelektroden 2 bezw, 3 versehen. Diese Glühelektroden bestehen aus Wolframdrähten, die bifilar schraubenförmig gewickelt und mit einem stark elektronenaussendenden Stoff, zum Beispiel Erdalkalioxyd, versehen sind. Die Stromzuführungsdrähteder Glühelektroden 2 und 3 sind durch die Quetschstelle 4 bezw. 5 hindurchgeführt.
Die ausserhalb der Röhre liegenden Teile 6 und 7 der Stromzufüh- rungsdrähte der Elektrode 2 sind an die Se kundärwicklung 8 des Transformators 9 an- ge3chlossen, dessen Primärwicklung 10 aus der Wechselstromquelle 11 gespeist wird.
Ebenso sind die Stromzuführungsdrähte 12 und 13 der Elektrode 3 an die Sekundärwick lung 14 des Transformators 15 angeschlossen, dessen Primärwicklung 16 auch aus der Wechselstromquelle 11 gespeist wird. Der Pol<B>17</B> dieser Wechselstromquelle ist über die Vorschaltdrosselspule 1,8 mit dem Strom zuführungsdraht .6 verbunden, während der Pol 19 der Wechselstromquelle mit dem Stromzuführungsdraht 12 verbunden ist. Die (",rliihelektroden brauchen rieht immer mittels Besonderer Heizströme beheizt zu werden.
Sie können gegebenenfalls auch durch die Entladung beheizt werden, und in diesem Fall können die Transformatoren 9 und 15 entbehrt werden.
Zwischen den Glühelektroden 2 bezw. 3 und den Quetschstellen 4 bezw. 5 sind die Hilfselektroden 20 bezw. 21 angeordnet, die zum Beispiel aus einem L#Ietallzylinder aus Molybdän bestehen und auf den Quetsch stellen 4 bezw. 5 befestigt :sind.
Die Hilfs anode 20 ist über den Widerstand 22, der zum Beispiel einen Wert von mehreren Tau send ()hm haben kann, an dem Stromzufüh- rungsdraht 12 angeschlossen, während die Hilfselektrode 21 über den Widerstand 23 mit dem Stromzuführungsdraht 6 verbunden ist.
Die Röhre enthält eine Menge Edelgas, zum Beispiel Neon, unter einem Druck von 10 mm, und in die Röhre ist eine Menge metallisches Natrium eingebracht, das w1h- rend des Betriebes teilweise verdampft und den zum Normalbetrieb erforderlichen Na- triumdampf liefert. Beim normalen Betrieb erfolgt die eine positive Säule aufweisende Hauptentladung zwischen den Elektroden 2 und 3, wobei letztere abwechselnd als Ka thode und als Anode wirken.
Da die Hilf- anode 20 mit der Hauptelektrode 3 verbun den isst, liegt zwischen dieser Hilfsanode und der Hauptelektrode 2 eine Wechselspannung. Da .die Hilfsanode 20 beim Betrieb kalt bleibt, wirkt der Elektroden.satz 2-20 wie ein Einphasengleichrichter, bei dem zwischen diesen Elektroden nur dann eine Entladung erfolgt, wenn die Hilfselektrode 20 ein posi tives Potential in bezug auf die Elektrode 2 besitzt.
Der zum Beispiel 5 % des Hauptent- ladungsstromes betragende Hilfsentladungs- strom hat -demzufolge immer die gleiche Richtung.
Diese Hilfsentladung ionisiert die aus der Entladungsstrecke in die Hilfsent- ladungsstrecke hinter der Glühelektrode 2 gelangenden Natriumatome. Die bei dieser Ionisation gebildeten Natriumionen werden durch das elektrische Feld zu der Kathode der Hilfsentladung, das heisst zu .der Glüh elektrode 2 getrieben, so dass der Natrium dampf verhindert wird, bis an die Quetsch stelle 4 vorzudringen. Da der Hilfsent- ladungsstrom in jenem Halbwechsel fliesst,
in dem .die Elektrode 2 in bezug auf die andere Hauptelektrode 3 negativ ist, wirkt die durch die Hilfsentladung herbeigeführte " Kata- phorese auch ,der Kataphorese in der Haupt entladungsstrecke entgegen. Diese Kata- phorese. in der Hauptentl,adungsstrecke erteilt nämlich den Natriumionen .eine Bewegung in der Richtung der momentan als Kathode wir kenden Hauptelektrode.
Die Wirkung der Hilfsentladung wird durch den verhältnis mässig grossen Abstand zwischen der Hilfs elektrode und der Hauptelektrode gefördert, der grösser als der Durchmesser der Ent ladungsröhre ist.
In gleicher Weise wirkt auch die Hilfs entladung zwischen der Glühelektrode 3 und der Hilfselektrode 21, so dass auch in dieser Hilfsentladungsstrecke .die .darin befindlichen Natriumatome daran gehindert werden, die Quetschstelle 5 zu erreichen.