CH190834A - Electric mercury vapor discharge lamp with a noble gas base filling. - Google Patents

Electric mercury vapor discharge lamp with a noble gas base filling.

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CH190834A
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F Patent-Treuhand-Gesellschaft
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Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh
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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Description

  

      Elektrisehe        Quecksilberdampfentladungslampe    mit     Edelgasgrundfüllung.       Zur Erzielung besonders hoher     Leucht-          dichten    sind neuerdings     Quecksilberdampf-          entladungslampen        mit        Edelgasgr7zndfüllung     für mehr als 20 Atmosphären Betriebsdampf  druck bekannt geworden, bei denen in einem  kapillaren Quarzgefäss zwei     Oxydelektroden     in einem den     Kapillardurchmesser    wesentlich  übersteigenden Abstand von mehr als 10 mm  angeordnet sind.

   Bei derartigen Lampen, die  zum Betriebe Spannungen von mehr als  500 Volt benötigen,     tritt    infolge -der geringen       Querabmessung    des.     Entladungsgefässes    eine  nur sehr     geringe,Schwärzung    des, Gefässes  auf. Ein Nachteil dieser     Lampen    liegt jedoch  darin, dass das die Entladung umschliessende  kapillare Quarzgefäss beim Lampenbetrieb  sehr stark     überlastet    wird und bei Herstel  lung besonders hoher Drücke sogar noch  durch Wasser gekühlt werden muss. Die  Lebensdauer derartiger Lampen ist daher oft  nicht genügend befriedigend.  



  Die Erfindung bezweckt, bei elektrischen       Quecksilberdampfentladungslampen    mit Edel  gasgrundfüllung, deren     Betriebsdampfdruck       mehr     als.    20 Atmosphären beträgt, durch     Er-          böhung    der     Betriebssicherheit    die Lebens  dauer zu     verlängern,    sowie gleichzeitig auch  den Betrieb .der Lampe durch     Fortfa11    der       Wasserkühlung    und des die Hochspannung  liefernden Transformators wesentlich ein  facher zu gestalten.  



  Dieser Zweck wird     erfindungsgemäss    da  durch erreicht, dass die     Quecksilberüberdruck-          entladung    statt in einem kapillaren Quarz  gefäss in einem kugelförmigen oder an  nähernd kugelförmigen Quarzgefäss von 20  bis 40 mm Durchmesser     ;stattfindet,    und  zwar zwischen zwei in einem gegenseitigen  Abstand von 1 bis 5 mm angeordneten Elek  troden, die aus Wolfram, gegebenenfalls mit  einem     Oxydzusatz,    bestehen;

       das    Quarzgefäss  muss hierbei allerdings mit einem oberhalb  der Elektroden und der diese tragenden, im  Gefäss zweckmässig seitlich eingeführten       Stromzuführungsdrähte    angeordneten, dom  artigen Ansatz versehen sein, der von Ein  schmelzstellen vollkommen frei ist und vor  teilhaft einen die     Wärmeabstrahlung    ver-      hinderndes Mittel, z. B. einen Spiegelbelag  oder einen     wärmeisolierenden        1Jberzug,    etwa  aus Asbest, aufweist. Bei einer     derartigen     Lampenausbildung wird das     ,Lampengefä,ss     nicht unnötig überhitzt, jedoch sicher genug  auf die zur Herstellung des Betriebsdampf  druckes erforderliche Temperatur gebracht.

    Die durch .die Gefässvergrösserung veranlass  ten Strömungen     des    Quecksilberdampfes quer  zum     Entladungsbogen    würden an     sich    durch  den     Transport    von zerstäubten Elektroden  teilchen zu einer schnellen     Schwärzung    .des  Gefässes rund um die Elektroden herum  führen.

   Durch Wirkung des über den  Elektroden befindlichen, domartigen An  satzes werden die     Elektrodenteilchen    jedoch  veranlasst, sich nur in diesem abzusetzen, wo  sie unschädlich sind.     Dieses    tritt mit beson  derer Sicherheit dann ein, wenn der Durch  messer     des        domartigen    Ansatzes grösser ist  als der gegenseitige     Abstand    der beiden von  der Entladung abgewendeten     Elektroden-          rückflächen.    Der am domartigen Ansatz an  gebrachte Spiegelbelag oder     Wärmeschutz-          mantel        verhindert    anderseits,

       @dass    der Dom  ansatz eine zu niedrige Temperatur hat und  zu einer schädlichen, den Betriebsdruck der  Lampe herabsetzenden Kondensation des       Queok-silbers    Anlass     gibt.    Der geringe gegen  seitige Abstand der Elektroden ermöglicht es  endlich, die Lampe ohne Benutzung eines  Hochspannungstransformators an Netzspan  nungen von 220 Volt zu zünden und zu be  treiben. Der bei den hohen Betriebsdampf  drücken auftretenden hohen Temperatur des  Entladungsbogens halten die Elektroden gut  stand, da sie ganz oder zum grössten Teil aus  Wolfram bestehen.

   Der .durch .den -geringen       Elektrodenabstand    bedingte kurze Entla  dungsbogen lässt sich ausserdem für Projek  tionszwecke besser als ein     langgestreckter     Entladungsbogen ausnutzen.  



  Bei     Bestrahlungszwecken    dienenden Wolf  rambogenlampen mit     verdampfbarem        Queck-          silberbodenkörper    ist es zwar bereits be  kannt, das einen beträchtlich grösseren  Durchmesser als 40 mm     aufweisende    und  nur aus     ultraviolettdurchlä.ssigem    gewöhn-    liehen Hartglas bestehende, kugelförmige  Lampengefäss mit einem domartigen Hals  teil zu versehen.

   Letzterer ist hierbei     jedocb     nur vorgesehen, um die     Einschmelzstellen     der von den Elektroden senkrecht nach oben  und durch den domartigen Halsteil hindurch  geführten     Stromzuführungsdrähte    von der  Strahlung der Lichtquelle möglichst weit zu  entfernen und' vor dem     Undichtwerden    zu be  wahren.

   Da :der     Dampfdruck    in derartigen       Wolframbogenlampen    nur höchstens etwa  1     Atm.        beträgt,    setzen sich die     zens.täubten          Elektrodenteilchen,    wie in einer Vakuum  glühlampe, rund um die Elektroden an der  Wand des     kugelföimigen        Lampengefässes,     nicht aber im Halsteil desselben ab.  



  Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs  beispiel einer gemäss der Erfindung ausge  bildeten Lampe in     F'ig.    1 im     rGenkrechten     Längsschnitt, und in       Fig.    2 im Querschnitt dargestellt;       Fig.    3 zeigt einen Längsschnitt einer  etwas andern Stromeinführung;       Fig.    4 zeigt einen zur genauen Abstands  haltung der Elektroden dienenden Ein  schmelzfuss in Ansicht;

         Fig.    5 zeigt einen senkrechten Schnitt  durch eine Entladungslampe nach der Erfin  dung während des Einbaues ihrer beiden       Einschmelzfüsse;          Fig.    6 zeigt einen gleichen     senkrechten     Schnitt nach vollzogenem Einbau beider       Einschmelzfüsse.     



  Die Lampe nach den     Fig.    1 und 2 besteht  aus einem annähernd kugelförmigen Quarz  gefäss 1, dessen Durchmesser ungefähr 30 mm  beträgt, und zwei symmetrisch zum Gefäss  mittelpunkt angeordneten,     blockförmigen     Elektroden 2 aus Wolfram, die in einem  gegenseitigen     Abstand    von ungefähr 3 mm  angeordnet sind.

   Die Elektroden, die ge  gebenenfalls auch einen     Zusatz    von elek  tronenemittierenden Oxyden, insbesondere       Erdalkalimetalloxyden,        aufweisen    können,  werden von zwei     Stromzuführungsdrähten    3  getragen, die     in    seitlichen     nippelartigen    An  sätzen 4 des Quarzgefässes luftdicht einge  schmolzen sind.

   Das Quarzgefäss 1 enthält      eine     Neongrundfüllung    von etwa 5 mm       Quecksilbersäulendmck    und ausserdem einen       verdampfbaren        Quecksilberbodenkörper    5,  dessen Grösse so bemessen ist, dass er beim  Betriebe der Lampe vollkommen verdampft  ist.

   Über den Elektroden 2 und den sie tra  genden     Stromzuführungsdrähten    3 befindet  sich ein am Lampengefäss 1 angebrachter,  domartiger Ansatz 6, der zufolge der seit  lichen     Herausführung    der     Stromzuführungs-          drähte    3 von     Einschmelzetellen    frei ist und  dessen Durchmesser den Abstand der     rück-          wärtigen        Elektrodenflächen    übersteigt,

   da  mit die von den Elektroden     abgeschleuderten     und vom entstehenden     Konvektionsstrom    in  Richtung der     punktiert    eingezeichneten  Pfeile mitgerissenen Teilchen im Domansatz  6 zur Absetzung gelangen.

   Bei     besonders     hohen     Betriebsdampfdrücken    der Lampe       kann,        wie    aus der     Fig.    2 ersichtlich, zwi  schen den Elektroden 2 und der     Gefässvorder-          wand    7 noch im Lampengefäss eine Wand 8  eingebaut werden, die eine Verlängerung der       Domv        orderwand    bildet und bis zum Boden 9  des Lampengefässes reicht.

   Letztere dient als  eine     zusätzliche        Leit-    und Niederschlags  fläche für die etwa noch nicht im Domansatz  niedergeschlagenen     Elektrodenteilchen    und  veranlasst, dass diese, soweit sie sich nicht  schon auf dieser     Einbauwand    8 absetzen, an  dem unterhalb der Elektroden befindlichen  Gefässboden 9 abgesetzt werden: Die Licht  ausstrahlung kann hierbei ungehindert durch  ein mittleres, in     Elektrodenhöhe    angeordne  tes Loch 10 der     Einbauwand    8 erfolgen.

    Unter Umständen genügt es auch, wenn der  domartige Ansatz 6, wie in     Fig.    1 punktiert  angedeutet ist, mit einer bis in die Nähe der  Elektroden reichenden, als Leitfläche für  etwa     abwärts        strömende        Elektrodenteilchen     dienenden Verlängerung 11 versehen wird.

    Der Domansatz 6 ist mit einem Metallbelag  12 versehen, .dessen Aussenfläche spiegelnd       ist,    damit eine schädliche Wärmeabstrah  lung nach aussen und damit eine schädliche  Kondensation von Quecksilberdampf im  Domansatz wirksam vermieden wird.     An-          Stelle    des Spiegelbelages könnte auch eine    wärmeisolierende Umhüllung, etwa aus As  best, treten. .Zu dem gleichen Zwecke können  auch ,der abgeschmolzene Entlüftungsstutzen  13 der Lampe und die nach aussen vortreten  den     Einschmelznippel    4 mit Spiegelbelägen  14     bezw.    15 oder auch mit Hüllen aus wärme  isolierenden     ,Stoffen    versehen werden.

   Ist nur  eine     Lichtausstrahlung    in einer     bestimmten     Richtung     erwünscht,    so kann     das    gesamte  Quarzgefäss 1, einschliesslich des     Domansatzes     6, des     Entlüftungsstutzens    13 und der     Ein-          schmelznippel    4 bis auf eine kleine     Licht-          austrittsstelle    mit einem zusammenhängen  den (Spiegelbelag oder einer wärmeisolieren  den Hülle ausgestattet werden.

   Das in einer       bestimmten    Richtung austretende Licht kann,  wenn die     Lichtaustrittsstelle    auf der Vorder  fläche des     Lampengefässes    angebracht ist,  durch Wirkung eines hinter der Lampe an  gebrachten Reflektors     verstärkt    werden;

   in  diesem Falle müssen dann zwei überein  stimmende     Lichtaustrittstellen    an der     Vor-          der-    und     Rückwand,des    Gefässes vom Spiegel  belag freigelassen werden, damit die von den  Elektroden nach rückwärts gehenden Strah  len den Reflektor erreichen und     mittels    des  selben     durch    das Lampengefäss hindurch re  flektiert werden können.  



  Um jeden     ]Stromeinführungsdraht    vor  Zerstörung durch die leicht einsetzende, sehr  starke Hochdruckentladung zu schützen und  gleichzeitig schädliche     'Spannungen    an der       Einschmelzstelle    des     Stromeinführungsdrah-          tes    mit     :Sicherheit        auszuschliessen,    kann jede       Stromeinführungsstelle    die in     Fig.    3 gezeigte  Ausbildung erhalten, bei der jeder vom Lam  pengefäss nach aussen vortretende,     nippel-          artige    Rohransatz 4 eine kapillare Bohrung  1:

  6 aufweist, in welcher der aus Wolfram  oder aus einem andern, mit Quarz nicht     ver-          schmelzbaren    Metall bestehende     @Stromein-          führungsdraht    3 mit geringem Spiel geführt  ist. Am Draht 3 ist eine blockförmige Wolf  ramelektrode oder aber auch, wie     .dargestellt,     ein als Elektrode wirkender     Wolframhohl-          körper    2'     befestigt,    der mit einem Gemisch  aus elektronenemittierenden Stoffen, etwa  einem Gemisch aus     Aluminiumoxyd,    Wolf-           ram    und einem     Erdalkalimetallogyd,    ge  füllt ist.

   Der im Gefässinnern liegende Teil  des     Stromeinführungsdrahtes,    3 ist von einer  eine kapillare Bohrung 17 aufweisenden,  hoch     hitzebeständigen        Isolierstoffhülse    18  mit Spiel umschlossen, die von der Gefäss  wand bis in die Nähe der Elektrode 2' reicht.  Zweckmässig besteht diese     Isolierstoffhülse     mit dem Gefäss 1 und dem     nippelartigen     Rohransatz 4 aus einem Stück, zu welchem  Zwecke sie ebenfalls aus Quarz hergestellt  wird.

   Das äussere     Ende,des        @Stromzuführungs-          drahtes    3 ist in einem aus gewöhnlichem  Glas bestehenden Endteil 19 des     nippelarti-          gen    Rohransatzes 4 luftdicht eingeschmolzen.  Zwischen diesem Endteil und dem unmittel  bar in das Quarzgefäss übergehenden Mantel  teil des     Rohransatzes    4 befinden sich einige       geeignete    Übergangsgläser 20, 21 und 22,  die eine bauchige, dem     Stromzuführungs-          draht    3 mit grösserem Spiegel umschliessende       Erweiterung    23 bilden.

   Diese Erweiterung  des     nippelartigen        Glasrohra-nsatzes    kann ge  gebenenfalls aber auch fortfallen. Bei dieser  Ausbildung der     Einschmelzstelle    jedes Strom  zuführungsdrahtes wird ausserdem auch ver  hindert, dass durch Kondensation von Queck  silberdampf im kapillaren Ansatzrohr 4 eine  schädliche     Verarmung    des Entladungsgefässes  an Quecksilber eintritt.

   Da nämlich kurz  hinter der Elektrode eine höhere Temperatur  als an der     Übergangsstelle    vom Entladungs  gefäss 1 zum     nippelartigen    Rohransatz 4       bezw.    zur     Isolierstoffhülse    19 herrscht, so  wird sich eine etwaige Quecksilberkondensa  tion nicht dicht hinter der Elektrode an :

  der       Stirnfläche    der     Isolierstoffhülse    19 und  innerhalb derselben, sowie des     Quarzrohran-          satzes    4,     sondern    an den der     Isolierstoffhülse     19 benachbarten     Wandungeteilen    des Ent  ladungsgefässes abspielen, wodurch natur  gemäss das     Quecksilber    im Entladungsgefäss  erhalten bleibt.

   Es ist daher selbst nach meh  reren hundert Brennstunden noch kein Queck  silberverlust     nachweisbar,    so     dass    die Lampe  bei den durch die eingebrachte Quecksilber  menge, die Gefässabmessungen und die  Strombelastung gegebenen Betriebsbedingun-    gen konstant brennt, was für besondere An  wendung8zwecke der Lampen gerade sehr       wünschenswert        isst.     



  Um gleichbleibende Betriebsbedingungen  zu erreichen, ist es bei den     beschriebenen     Lampen erforderlich, dass der     Elektrodenab-          stand    auf Zehntelmillimeter genau ein  gestellt wird, was     da:

  dureh    erreicht werden  kann, dass die Elektroden während des Ein  schmelzens in das Lampengefäss an eine zwi  schen ihnen eingeschobene, zur Abstands  haltung dienende Schablone fest     angepresst     werden, die     dann    nach vollzogener Ein  schmelzung der Elektroden aus einer seit  lichen Öffnung des Lampengefässes wieder  herausgezogen wird, worauf sodann diese  seitliche Öffnung des Lampengefässes zu       verschliessen    ist.

       Zweckmässig    bedient man  sich jedoch des in     Fig.    4 gezeigten Ein  schmelzfusses der aus dem blockförmigen       Elektrodenkörper    2, einem     Stromzufüh-          rungsdraht    3 und einem länglichen,     perlför-          migen        Quarzkörper    24, in den der     Stromau-          führungadraht    3 luftdicht eingeschmolzen  ist, besteht.

   Am Quarzkörper 24 ist ein eben  falls aus Quarz bestehendes Stäbchen 25 an  geschmolzen, das um den     Elektrodenkärper     2 derart     herumgreift,    dass die am freien  Ende befindliche ebene .Stirnfläche 26 in  einem kleinen Abstand vor der Elektroden  spitze liegt.

   Der     Abstand        a    zwischen der  Stirnfläche 2,6 und der     Elektrodenspitze    ist  derjenige, der zwischen den beiden Elektro  den einer Lampe eingehalten werden soll,       weshalb    beim     Anschmelzen    des     Stäbchens     dafür Sorge getragen werden muss, etwa mit  tels einer geeigneten Schablone oder einer  Projektionseinrichtung,     dass        sich    der ge  wünschte Abstand a genau ergibt.  



  Zwecks Herstellung der in den     Fig.    5  und 6 dargestellten Lampe wird vorerst in  den rechten     nippelartigen    Ansatz 4' des an  nähernd kugelförmigen     Lampengefässes    1  .der     Quarzkörper    24 des oben beschriebenen       Einschmelzfusses    eingeschmolzen.

   Alsdann  wird durch den in axialer Verlängerung zum  Ansatz 4' angebrachten, zweiten     nippelarti-          gen    Ansatz 4" des Lampengefässes ein nor-      oraler Fuss eingeschoben, der nur     aus    einer  Elektrode 2, einem     Stromzuführungsdraht    3  und einem länglichen,     perlförmigen    Quarz  körper 24 besteht. Der in     geeigneter    Weise,  etwa mittels einer Zange 27 festgehaltene  Fuss wird so weit in das Lampengefäss ein  geschoben, dass seine     Elektrodenspitze    die  Stirnfläche 26 des     Quarzstäbchens    25 berührt.

    Nunmehr haben beide Elektroden den glei  chen     Abetand        a,    der vorher bei .der An  schmelzung des     @Stäbchens    25 zwischen der  Stirnfläche 26 und der     Elektrodenspitze    des  zuerst eingeschmolzenen Fusses bequem ausser  halb des Lampengefässes eingestellt wurde.  Der     nippelartige    Ansatz 4" wird nunmehr  zur Festlegung des zweiten Fusses mit dem       Quarzkörper    24 verschmolzen und darauf  wird mittels: eines durch das Entlüftungs  röhrchen 28 eingeführten, gekrümmten Ha  kens 29 das     Quarzstäbchen    25 abgebrochen.

         Letzterer    liegt dann, nachdem der Haken 29  herausgezogen ist, an einer     iStelle    des Lam  pengefässes (Fix. 6), wo er nicht weiter  stört. Das Lampengefäss 1 wird darauf ent  lüftet und sowohl mit einer     Edelgasgrund-          füllung    von etwa 5 mm     Quecksilbersäulen-          druck,    als auch mit einem     verdampfbaren          Quecksilberbodenkörper    5 versehen,     dessen     Grösse zweckmässig so bemessen ist, dass er  beim Betrieb der Lampe vollkommen ver  dampft. Endlich wird dann das Lampen  gefäss durch Abschmelzen des, Entlüftungs  röhrchens 28 geschlossen.  



  Bei der Herstellung des Lampengefässes  kann gegebenenfalls auch umgekehrt zuerst  der normale Fuss und dann anschliessend der  das     Quarzstäbchen    besitzende andere Fuss  eingeschmolzen werden. Auch in diesem  Falle     muss    dafür     gesorgt    werden, dass vor       Einschmelzung    des zweiten Fusses eine Be  rührung zwischen der Stirnfläche 26 und der       Elektrodenspitze    des bereits eingeschmolze  nen ersten Fusses stattfindet.  



  Die gleiche Art der     Elektrodeneinstel-          lung    kann auch bei Benutzung der Strom  einführung nach     Fig.    3 Anwendung finden.       Es        wird    dann das     Quarzstäbchen    25 an der  Quarzhülse 18 des aus dem Draht 3, der    Elektrode 2', dem     Glasendteil    19, den Zwi  schengläsern, dem Rohrteil 4 und der Hülse  18 bestehenden Fusses     angesühmolzen    und  nachdem die Hülse 1$ mit :

  dem Gefäss 1 ver  schmolzen     iet,    der die zweite Elektrode tra  gende Fusse in das Lampengefäss eingebracht,  bis sich wiederum die     Elektrodenspitze    gegen  die .Stirnfläche des     Quarzstäbchens    25 legt.



      Electric mercury vapor discharge lamp with a noble gas base filling. To achieve particularly high luminance levels, mercury vapor discharge lamps with an inert gas filling for more than 20 atmospheres operating vapor pressure have recently become known, in which two oxide electrodes are arranged in a capillary quartz vessel at a distance of more than 10 mm, which is significantly greater than the capillary diameter.

   In lamps of this type, which require voltages of more than 500 volts for operation, there is only a very slight blackening of the vessel due to the small transverse dimension of the discharge vessel. A disadvantage of these lamps, however, is that the capillary quartz vessel surrounding the discharge is very heavily overloaded during lamp operation and even has to be cooled by water when producing particularly high pressures. The service life of such lamps is therefore often insufficiently satisfactory.



  The invention aims at electric mercury vapor discharge lamps with noble gas base filling, the operating vapor pressure more than. 20 atmospheres is to extend the service life by increasing the operational safety, and at the same time also to make the operation of the lamp much easier by continuing the water cooling and the transformer supplying the high voltage.



  According to the invention, this purpose is achieved by the fact that the overpressure discharge of mercury takes place in a spherical or almost spherical quartz vessel with a diameter of 20 to 40 mm instead of in a capillary quartz vessel, namely between two arranged at a mutual distance of 1 to 5 mm Electrodes made of tungsten, optionally with an added oxide;

       The quartz vessel must, however, be provided with a dome-like approach arranged above the electrodes and the power supply wires carrying them, expediently laterally inserted in the vessel, which is completely free of melting points and in front of geous a means preventing heat radiation, e.g. B. has a mirror covering or a heat-insulating 1Jberzug, such as asbestos. With such a lamp design, the lamp vessel is not unnecessarily overheated, but is brought to the temperature required to produce the operating steam pressure safely enough.

    The flows of mercury vapor across the discharge arc caused by the vessel enlargement would in themselves lead to a rapid blackening of the vessel around the electrodes due to the transport of atomized electrode particles.

   However, due to the action of the dome-like approach located above the electrodes, the electrode particles are only caused to settle in this area where they are harmless. This occurs with particular certainty when the diameter of the dome-like extension is greater than the mutual distance between the two rear surfaces of the electrodes facing away from the discharge. On the other hand, the mirror covering or heat protection jacket attached to the dome-like approach prevents

       @that the dome has too low a temperature and gives rise to harmful condensation of the Queok silver, which reduces the operating pressure of the lamp. The small mutual distance between the electrodes finally makes it possible to ignite the lamp without using a high-voltage transformer at mains voltages of 220 volts and to operate it. The electrodes are able to withstand the high temperature of the discharge arc caused by the high operating steam pressures, since they consist entirely or for the most part of tungsten.

   The short discharge arc caused by the small electrode spacing can also be better used for projection purposes than an elongated discharge arc.



  In the case of wolf arc lamps with a vaporizable mercury base used for irradiation purposes, it is already known to provide the spherical lamp vessel, which has a considerably larger diameter than 40 mm and consists only of ultraviolet-permeable, ordinary hard glass, with a dome-shaped neck part.

   The latter is only provided here, however, in order to remove as far as possible from the radiation of the light source the melting points of the power supply wires led vertically upwards from the electrodes and through the dome-like neck part and to keep them from leaking.

   Since: the vapor pressure in such tungsten arc lamps is only about 1 atm at most. As in a vacuum light bulb, the partially numbed electrode particles settle around the electrodes on the wall of the spherical lamp vessel, but not in the neck part of the same.



  In the drawing, an embodiment example of a lamp formed according to the invention is shown in FIG. 1 is shown in a vertical longitudinal section and in FIG. 2 in cross section; 3 shows a longitudinal section of a somewhat different current inlet; FIG. 4 shows a view of a fusible foot used for keeping the electrodes at a precise distance;

         Fig. 5 shows a vertical section through a discharge lamp according to the inven tion during the installation of its two fusible feet; Fig. 6 shows the same vertical section after the installation of both fusible feet.



  The lamp according to FIGS. 1 and 2 consists of an approximately spherical quartz vessel 1, the diameter of which is approximately 30 mm, and two block-shaped electrodes 2 made of tungsten, which are arranged symmetrically to the center of the vessel and are arranged at a mutual distance of approximately 3 mm .

   The electrodes, which may also have an addition of electron-emitting oxides, in particular alkaline earth metal oxides, are carried by two power supply wires 3, which are melted airtight in lateral nipple-like sets 4 of the quartz vessel.

   The quartz vessel 1 contains a neon base filling of about 5 mm of mercury column thickness and also a vaporizable mercury bottom body 5, the size of which is such that it is completely vaporized when the lamp is operated.

   Above the electrodes 2 and the power supply wires 3 carrying them, there is a dome-like projection 6 attached to the lamp vessel 1, which, as a result of the lateral lead out of the power supply wires 3, is free of melt-in points and whose diameter exceeds the distance between the rear electrode surfaces,

   because the particles thrown off by the electrodes and carried along by the convection current in the direction of the dotted arrows are deposited in the dome attachment 6.

   At particularly high operating vapor pressures of the lamp, as can be seen from FIG. 2, a wall 8 can be built into the lamp vessel between the electrodes 2 and the front wall 7 of the vessel, which wall 8 forms an extension of the front wall of the dome and extends to the bottom 9 of the lamp vessel enough.

   The latter serves as an additional guide and precipitation surface for the electrode particles that have not yet precipitated in the dome approach and causes them, if they are not already deposited on this installation wall 8, to be deposited on the vessel bottom 9 located below the electrodes: The light emits can take place unhindered by a central hole 10 of the mounting wall 8 arranged at electrode height.

    Under certain circumstances, it is also sufficient if the dome-like extension 6, as indicated by dotted lines in FIG. 1, is provided with an extension 11 which extends into the vicinity of the electrodes and serves as a guide surface for approximately downwardly flowing electrode particles.

    The dome attachment 6 is provided with a metal coating 12, the outer surface of which is reflective, so that harmful heat radiation to the outside and thus harmful condensation of mercury vapor in the dome attachment is effectively avoided. A heat-insulating cover, for example made of As best, could also be used instead of the mirror covering. For the same purpose, the melted vent connection 13 of the lamp and the outwardly protruding the melting nipple 4 with mirror coatings 14 respectively. 15 or can be provided with covers made of heat-insulating materials.

   If only light emission in a certain direction is desired, the entire quartz vessel 1, including the dome attachment 6, the ventilation nozzle 13 and the fusing nipple 4, except for a small light exit point, can be equipped with a related mirror coating or a heat-insulating cover will.

   The light emerging in a certain direction can, if the light exit point is attached to the front surface of the lamp vessel, be reinforced by the action of a reflector placed behind the lamp;

   In this case, two matching light exit points on the front and rear walls of the vessel must be left free from the mirror coating so that the rays going backwards from the electrodes reach the reflector and are reflected by the same through the lamp vessel can.



  In order to protect each current lead-in wire from being destroyed by the very strong high-pressure discharge that occurs easily and at the same time reliably exclude harmful tensions at the melting point of the current lead-in wire, each current lead-in point can have the configuration shown in FIG nipple-like tube extension 4 protruding outwards a capillary bore 1:

  6, in which the current lead-in wire 3 made of tungsten or another metal that cannot be fused with quartz is guided with little play. A block-shaped tungsten electrode or, as shown, a hollow tungsten body 2 'acting as an electrode is attached to the wire 3 and fills with a mixture of electron-emitting substances, such as a mixture of aluminum oxide, tungsten and an alkaline earth metalloid is.

   The part of the current lead-in wire, 3 located in the interior of the vessel, is enclosed with play by a capillary bore 17 having a highly heat-resistant insulating material sleeve 18 which extends from the vessel wall to the vicinity of the electrode 2 '. This insulating sleeve with the vessel 1 and the nipple-like tube attachment 4 is expediently made of one piece, for which purpose it is also made of quartz.

   The outer end of the power supply wire 3 is fused in airtight manner in an end part 19 of the nipple-like tube attachment 4 made of ordinary glass. Between this end part and the jacket part of the tube attachment 4 that merges directly into the quartz vessel, there are some suitable transition glasses 20, 21 and 22 which form a bulbous enlargement 23 surrounding the power supply wire 3 with a larger mirror.

   This extension of the nipple-like glass tube attachment can, however, optionally also be omitted. With this design of the melting point of each power supply wire, it is also prevented that condensation of mercury vapor in the capillary tube 4 leads to a harmful depletion of mercury in the discharge vessel.

   Since shortly behind the electrode a higher temperature than at the transition point from the discharge vessel 1 to the nipple-like pipe socket 4 respectively. to the insulating sleeve 19 prevails, any mercury condensation will not build up close behind the electrode:

  the end face of the insulating sleeve 19 and within the same, as well as the quartz tube attachment 4, but on the wall parts of the discharge vessel adjacent to the insulating sleeve 19, whereby the mercury is naturally retained in the discharge vessel.

   Even after several hundred burning hours, no loss of mercury can be detected, so that the lamp burns constantly under the operating conditions given by the amount of mercury introduced, the dimensions of the vessel and the current load, which is very desirable for special lamp applications .



  In order to achieve constant operating conditions, it is necessary for the lamps described that the electrode spacing is set to an accuracy of a tenth of a millimeter, which:

  it can be achieved that while the electrodes are being melted into the lamp vessel, they are firmly pressed against a template inserted between them and used to maintain spacing, which is then pulled out again from a side opening of the lamp vessel after the electrodes have melted, whereupon this side opening of the lamp vessel is to be closed.

       However, the fusible base shown in FIG. 4 is expediently used, which consists of the block-shaped electrode body 2, a power supply wire 3 and an elongated, pearl-shaped quartz body 24 into which the power supply wire 3 is fused in airtight manner.

   A rod 25, also made of quartz, is melted on the quartz body 24 and engages around the electrode body 2 in such a way that the flat face 26 at the free end is a small distance in front of the electrode tip.

   The distance a between the end face 2,6 and the electrode tip is the one that should be maintained between the two electrodes of a lamp, which is why care must be taken when melting the rod, for example by means of a suitable template or a projection device, that the desired distance a results exactly.



  For the purpose of producing the lamp shown in FIGS. 5 and 6, the quartz body 24 of the above-described fusible base is first melted into the right nipple-like extension 4 'of the approximately spherical lamp vessel 1.

   Then, through the second nipple-like extension 4 ″ of the lamp vessel, which is attached in an axial extension of the extension 4 ', a nororal foot is inserted, which consists only of an electrode 2, a power supply wire 3 and an elongated, pearl-shaped quartz body 24. The a foot held in a suitable manner, for example by means of pliers 27, is pushed so far into the lamp vessel that its electrode tip touches the end face 26 of the quartz rod 25.

    Now both electrodes have the same area a, which was previously set comfortably outside the lamp vessel when the rod 25 melted between the end face 26 and the electrode tip of the first melted foot. The nipple-like extension 4 ″ is now fused to fix the second foot with the quartz body 24 and then the quartz rod 25 is broken off by means of a curved hook 29 introduced through the vent tube 28.

         The latter is then, after the hook 29 is pulled out, at an iStelle of the lamp vessel (fix. 6), where it does not disturb any further. The lamp vessel 1 is then vented and provided both with a noble gas base filling of about 5 mm mercury column pressure and with a vaporizable mercury bottom body 5, the size of which is expediently dimensioned so that it evaporates completely when the lamp is operated. Finally, the lamp vessel is closed by melting the vent tube 28.



  During the manufacture of the lamp vessel, if necessary, it is also possible, conversely, to melt down the normal foot first and then subsequently the other foot having the quartz rod. In this case, too, it must be ensured that before the second foot is melted down, there is contact between the end face 26 and the electrode tip of the first foot that has already been melted down.



  The same type of electrode setting can also be used when using the current inlet according to FIG. 3. The quartz rod 25 is then melted onto the quartz sleeve 18 of the foot consisting of the wire 3, the electrode 2 ', the glass end part 19, the inter mediate glasses, the pipe part 4 and the sleeve 18 and after the sleeve 1 $ with:

  The vessel 1 is melted, the feet carrying the second electrode are placed in the lamp vessel until the electrode tip again lies against the face of the quartz rod 25.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Elektrische Quecksilberdampfentladungs- lampe mit Edelgasgrundfüllung, deren Be- triebsdampfdruck mehr als 20 Atmosphären beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mitte eines mindestens annähernd kugelför migen Quarzgefässes von 20 bis 40 mm Durchmesser zwei ganz oder zum grössten Teil aus Wolfram bestehende Elektroden in einem Abstand von 1 bis 5 mm angeordnet sind, und dass das Quarzgefäss oberhalb der Elektroden und der diese tragenden Strom zuführungsdrähte einen von Einschmelz stellen freien, domartigen Ansatz besitzt. PATENT CLAIM: Electric mercury vapor discharge lamp with a noble gas base filling, the operating vapor pressure of which is more than 20 atmospheres, characterized in that in the middle of an at least approximately spherical quartz vessel with a diameter of 20 to 40 mm, two electrodes consisting entirely or mostly of tungsten in one A distance of 1 to 5 mm are arranged, and that the quartz vessel above the electrodes and the power supply wires carrying them has a dome-like approach that is free of melt-down points. UNTERANSPRÜCHE: 1. Elektrische Quecksilberdampfentladungs- lampe nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die verwendeten Wolf ramelektroden einen Zusatz von elek tronenemittierenden Oxyden aufweisen. 2. Elektrische Quecksilberdampfentladungs- lampo nach Patentanspruch und Unter anspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die die Elektronen tragenden Stromzu- führungsdrähte aus dem Quarzgefäss seit lich herausgeführt sind. 3. SUBClaims: 1. Electric mercury vapor discharge lamp according to patent claim, characterized in that the tungsten electrodes used have an addition of electron-emitting oxides. 2. Electric mercury vapor discharge lamp according to patent claim and sub-claim 1, characterized in that the power supply wires carrying the electrons are led out of the quartz vessel at the side. 3. Elektrische Quecksilberdampfentladungs- lampe nach Patentanspruch und Unter- ansprüehen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, .dass der domartige Ansatz ein die Wärmeabstrahlung verhinderndes Mittel aufweist. 4. Electric mercury vapor discharge lamp according to patent claim and subclaims 1 and 2, characterized in that the dome-like projection has a means which prevents the radiation of heat. 4th Elektrische Quecksilberdampfentladungs- lampe nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der domartige Ansatz einen Spiegelbelag aufweist. 5. Elektrische Quecksilberdampfentladungs- lampe nach Patentanspruch und Unter- ansprächen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der domartige Ansatz einen wärmeisolierenden Überzug aufweist. Electric mercury vapor discharge lamp according to patent claim and dependent claims 1 to 3, characterized in that the dome-like projection has a mirror coating. 5. Electric mercury vapor discharge lamp according to patent claim and sub-claims 1 to 3, characterized in that the dome-like approach has a heat-insulating coating. 6. Elektrische Quecksilberdampfentladungs- lampe nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der Durchmesser des dom artigen Ansatzes grösser ist als, der ge genseitige Abstand der beiden von der Entladung abgewendeten Elektroden rückflächen. 7. Elektrische QueckGilberdampfentladungs- lampe nach Patentanspruch und Unter ansprachen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, da3,der domartige Ansatz eine bis in die Nähe der Elektroden rei chende, als Leitfläche wirkende Ver längerung aufweist. B. 6. Electric mercury vapor discharge lamp according to claim and sub-claims 1 and 2, characterized in that the diameter of the dome-like approach is greater than the mutual distance between the two electrodes facing away from the discharge rear surfaces. 7. Electric mercury vapor discharge lamp according to claim and subclaims 1 and 2, characterized in that the dome-like projection has an elongation which extends into the vicinity of the electrodes and acts as a guide surface. B. Elektrische Quecksilberdampfentladungs- lampe nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen den Elektroden und .der Gefässvorderwand eine eine Ver längerung des domartigen Gefässansatzes bildende und bis an den Boden des Lam pengefässes reichende Wand mit mittle rem Lichtaustrittsloch vorgesehen ist. Electric mercury vapor discharge lamp according to claim and dependent claims 1 and 2, characterized in that between the electrodes and .der vessel front wall an extension of the dome-like vessel attachment and extending to the bottom of the lamp vessel is provided with a central light exit hole. 9. Elektrische Quecksilberdampfentladungs- lampe nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der Entlüftungsstutzen und die vom Quarzgefäss vortretenden Einschmelzstellen der Stromzüführungs- drähte verspiegelt sind. 10. 9. Electric mercury vapor discharge lamp according to claim and sub-claims 1 and 2, characterized in that the vent connection and the melting points of the current supply wires protruding from the quartz vessel are mirrored. 10. Elektrische Quecksilberdampfentladungs- lampe nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der Entlüftungsstutzen und die vom Quarzgefäss vortretenden Einschmelzstellen der Stromzuführu.ngs- dräUte mit wärmeisolierenden Überzügen versehen sind. 11. Electric mercury vapor discharge lamp according to patent claim and dependent claims 1 and 2, characterized in that the vent connection and the melting points of the power supply wires protruding from the quartz vessel are provided with heat-insulating coatings. 11. Elektrische Quecksilberdampfentladungs- lampe nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, .dass ,das Quarzgefäss bis auf eine oder zwei für den Lichtaustritt die nende kleine Stellen verspiegelt ist. 12. Elektrische Quecl,-silberdampfentladungs- lampe nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 2, .dadurch gekenn zeichnet, dass das Quarzgefäss bis auf eine oder zwei für den Lichtaustritt die nende, kleine Stellen mit einem wärme isolierenden Überzug versehen ist. Electric mercury vapor discharge lamp according to patent claim and dependent claims 1 and 2, characterized in that the quartz vessel is mirror-coated with the exception of one or two small areas for the light exit. 12. Electric Quecl, silver vapor discharge lamp according to claim and sub-claims 1 and 2, characterized in that the quartz vessel is provided with a heat-insulating coating except for one or two small areas for the light exit. <B>13.</B> Elektrische Quecksilberdampfentladungs- lampe nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der Quecksilberbodenhör- per derart bemessen ist, dass das Queek- @silber im Betriebszustand der Lampe vollkommen verdampft. <B> 13. </B> Electric mercury vapor discharge lamp according to patent claim and dependent claims 1 and 2, characterized in that the mercury earpiece is dimensioned such that the Queek silver evaporates completely when the lamp is in operation. 14. Elektrische Quecks-ilberdampfentladungs- lampe nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der Stromzuführungsdraht jeder Elektrode in einem vom Lampen gefäss nach aussen vortretenden nippel- artigen Rohransatz eingeschmolzen und ihr im Gefässinnern liegender Teil in ganzer Länge oder von der Gefässwand bis in Nähe der Elektrode von einer hochhitzebeständigen Isolierstoffhülse umschlossen ist. 1,5. 14. Electric mercury vapor discharge lamp according to claim and sub-claims 1 and 2, characterized in that the power supply wire of each electrode is melted in a nipple-like tube extension protruding from the lamp vessel and its part located inside the vessel over its entire length or from the vessel wall is surrounded by a highly heat-resistant insulating sleeve up to the vicinity of the electrode. 1.5. Elektrische Quecksilberdampfentladungs- lampe nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1, 2 und 13, dadurch ge kennzeichnet, dass die 1solierstoffhülse aus Quarz besteht und mit dem Lampen gefäss und dem nach aussen vortretenden Quarzrohransatz ein Stück bildet. 16. Electric mercury vapor discharge lamp according to patent claim and dependent claims 1, 2 and 13, characterized in that the insulating sleeve consists of quartz and forms one piece with the lamp vessel and the outwardly protruding quartz tube attachment. 16. Elektrische Queck@silberdampfentladungs- lampe nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1, 2 und 13, dadurch gekenn zeichnet, dass, an dem den Stromzufüh- rungsdraht der Elektrode enthaltenden, im nippelartigen Einschmelzstutzen des Lampengefässes eingeschmolzenen perl förmigen Quarzkörper ein um .die Elek trode herumgreifendes Quarzstäbchen an geschmolzen ist, dessen ebene Endstirn- fläche vor der Elektrode liegt. Electric mercury vapor discharge lamp according to patent claim and subclaims 1, 2 and 13, characterized in that, on the nipple-like fusible socket of the lamp vessel containing the power supply wire of the electrode, a pearl-shaped quartz body gripping around the electrode an has melted, the flat end face of which lies in front of the electrode.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1011518B (en) * 1951-01-11 1957-07-04 Hanovia Chemical And Mfg Compa Electric high pressure discharge lamp

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1011518B (en) * 1951-01-11 1957-07-04 Hanovia Chemical And Mfg Compa Electric high pressure discharge lamp

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