Vorrichtung zur Aussendung von Strahlen, mit künstlich gekühlter Hoelidr uckquecksilberdampfentladungsr öhre. Vor kurzem sind künstlich gekühlte Queck- silberdampfentladungaröhren zur Lichtaussen dung bekannt geworden, die im Betriebe einen besonders hohen Quecksilberdampfdruck und eine grosse spezifische Belastung (Belastung per Längeneinheit der Entladungsbahn) auf weisen. Neben einem grossen Wirkungsgrad und einer besondern Zusammensetzung des Spektrums des ausgesandten Lichtes (ein kon tinuierlicher Untergrund und ein verhältnis mässig grosser Gehalt an roten Strahlen) zei gen diese Röhren die Eigenschaft, dass die Oberflächenhelligkeit der Entladung besonders gross ist.
Zur Kennzeichnung können zum Beispiel die folgenden Abmessungen und kennzeich nenden Grössen einer solchen Entladungsröhre angegeben werden.
Eine aus einer kleinen Quarzröhre mit einem Innen- sind Aussendurchmesser von 2 bezw. 6 mm gebildete, mit zwei durch die Entladung erhitzten und in einer Entfernung von 10 mm voneinander angeordneten Glüh- elektroden versehene Entladungsröhre wurde mit einem Strom von 1,4 Amp. betrieben und durch über die Quarzröhre strömendes Wasser gekühlt. Die Belastung dieser Röhre war 600 Watt und die Spannung der Entladung be trug 500 Volt.
Der Betriebsquecksilberdampf- druck war annähernd 135 Atm. und die Ober flächenhelligkeit der Entladung betrug an nähernd 40'000 Int.B/cm2.
Infolge des hohen Quecksilberdampfdruckes und des geringen Innendurchmessers der Ent ladungsröhre besitzt die Entladung, die ein geschnürt ist und nur einen Teil des Quer schnittes durch die Entladungsröbre füllt, in radialer Richtung besonders kleine Abmes sungen, so dass eine praktisch drahtförmige Lichtquelle entsteht. Dies ist für gewisse Anwendungen besonders vorteilhaft. Es gibt jedoch auch Anwendungen für die Entladungs röhre, bei denen es besser wäre, wenn die Entladung einen grössern Durchmesser besässe, so dass die Breite der scheinbaren Oberfläche der Entladung grösser wäre.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vor richtung zur Aussendung von Strahlen mit einer künstlich gekühlten und einer Vorsehalt- impedanz aus einer Stromquelle gespeisten Hochdruckquecksilberdampfentladungsröhre, mittels welcher unter Beibehaltung einer gro ssen Oberflächenhelligkeit der Entladung und einer guten Färbung und guten Nutzwirkung des ausgesandten Lichtes eine breitere Ent ladungsbahn erhalten wird.
Gemäss der Erfindung wird durch die Wahl der Spannung der Stromquelle, der Vorschalt- impedanz, der Abmessungen der Entladungs- röhre und des Kühlungsmasses die spezifische Belastung der Entladungsröhre (Belastung je Längeeinheit der Entladungsbahn) grösser als 400 W/cm, die Stromstärke grösser als 2 A, der spezifische Spannungsverlust (Spannungs gefälle per Längeneinheit derEntladungsbahn) kleiner als 300 V/cm und der Betriebsqueck- silberdampfdruck grösser als 10 Atm. gewählt.
Hat man bei den bisher bekannten künst lich gekühlten Entladungsröhren mit ganz hohen Quecksilberdampfdrücken die grosse spezifische Belastung mittels eines relativ grossen Spannungsverlustes und einer relativ kleinen Stromstärke erhalten (vgl. das vorher gegebene Beispiel, bei dem bei einer spezi fischen Belastung von 600 W/eni der spezi fische Spannverlust 500 V/cin und die Strom stärke 1,4 A beträgt), so erfolgt dies gemäss der Erfindung durch einen relativ kleineren spezifischen Spannungsverlust lind eine relativ grössere Stromstärke.
Infolge des kleineren spezifischen Spannungsverlustes, durch den ein kleinerer Quecksilberdampfdruck bedingt wird, ist der Durchmesser der Entladungs bahn beigegebenemRöhrendurchmessergrösser. Ausserdem kann bei dem vom kleineren spe zifischen Spannungsverlust bedingten kleine ren Quecksilberdampfdruck der Innendurch messer der Entladungsröhre grösser gewählt werden, was auch eine Verbreiterung der Entladung zur Folge hat. Um nicht zuviel an Wirkungsgrad und an der günstigen Zu sammensetzung des Lichtes zu verlieren, wird der Betriebsquecksilberdampfdruck verhältnis mässig gross (höher als 10 Atm.) gehalten.
Überraschenderweise ist gefunden worden, dass auch die Färbung der ausgesandten Strah len sich für viele Anwendungen besser eignet, als wenn die Röhre auf bekannte Weise eine kleine Stromstärke und einen grossen spezi fischen Spannverlust aufweist, da das Licht gelber ist und sich mehr dem Liebte des für Projektionszwecke häufig benutzten Kohlen bogens nähert.
Die Färbung der Strahlen kann noch durch die Wahl der Stromstärke beeinflusst werden. Es ist empfehlenswert, die Stromstärke (in A) gleich 0,5 bis
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zu machen, wobei G den spezifischen Spannungsverlust in der Ent ladungsbahn in V/cm und d den innern Röh rendurchmesser in min bezeichnet.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Die dargestellte Entladungsröhre 1 besteht aus einer kleinen Quarzröhre mit Innen- und Aussendurchmesser von 5 bezw. 7,5 mm, durch deren verengte Endet) die Wolfraindrähte 2 und 3 unter Zwischenfügung eines Übergangs glases mit einer zwischen den Ausdehnungs zahlen des Quarzes und des Wolframs ge legenen Ausdehnungszahl hindurchgeführt sind. Die einander zugekehrten Enden dieser Wolframdräbte sind in einer Entfernung von 1 ein voneinander angeordnet und bilden die Elektroden der Röhre. Beide Enden der Röhre enthalten Quecksilber; die Elektroden springen nur sehr wenig aus diesem Quecksilber vor.
Das Seitenrohr 4, mittels dessen die Entla dungsröhre mit der Vakuumpumpe verbunden gewesen ist, kann in bekannter Weise dazu benutzt werden, das Mass, um das die Elek troden aus dem Quecksilber vorspringen, ein zustellen. Neben dem Quecksilber enthält die Röhre noch eine Edelgasfüllung, die z. B. aus Argon unter einem Druck (bei Zimmer temperatur) von 40 mm Quecksilbersäule be steht.
Die Entladungsröhre 1 ist von einem zylindriseben Glasgefäss 5 umgeben, durch das hindurch eine Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, geführt wird. Dieses Kühlgefäss ist mit Seiten rohren 6 und 7 zur Zu- und Ableitung des Kühlmittels ausgestattet und an den Enden durch zwei Stöpsel 8 und 9 verschlossen, durch die hindurch die mit kleinen isolieren den Röhren 10 und 11 umgebenen Strotrizu- führungsdrähte 12 und 13 geführt sind, die unter Zwischenschaltung der Drosselspule 14 an das Wechselstromnetz 15 von 220 Volt und 50 Perioden angeschlossen sind. Im Be darfsfalle kann die Röhre selbstredend auch über einen Transformator gespeist werden.
Die Vorsehaltdrosselspule kann dann mit dem Transformator vereinigt sein und in diesem Falle wird ein Streutransformator benutzt. Abgesehen voll einer Drosselspule kann auch eine andere Vorschaltimpedanz, z. B. ein Ohmacher Widerstand, verwendet werden.
Die Stromstärke einer Entladungsröhre der beschriebenen Bauart wurde auf 7 A ein gestellt und die Wärmeabgabefähigkeit, sowie die Gestalt der Röhre wurden derart gehalten, dass bei dieser Strombelastung die Spannung zwischen den Elektroden 140 V betrug, wo bei die von der Entladung verbrauchte Energie 840 W war. Bei der erwähnten Brennspannung war der Quecksilberdampfdruck ungefähr 25 Atm.
Die ausgesandten Strahlen haben eine andere Färbung als die Strahlen der bisher bekannten Entladungsröhren mit ganz hoben Quecksilberdampfdrücken, da es gelber ist. Ausserdem war die scheinbare Breite der Entladungsbahn grösser.
Mit einer andern Entladungsröhre mit Innen- und Aussendurchmesser von 4,5 bezw. 8 mm wurden gute Ergebnisse mit einer Stromstärke von 4 A und einem spezifischen Spannungsverlust von 200 V/em erzielt, wo bei die Belastung 690 Wem betrug.
Wieder eine andere Entladungsröhre mit einem Innen- und Aussendurchmesser von 2 bezw. 4 mm wurde mit einem Strom von 2,25 A, einem spezifischen Spannungsverlust von 290 V/cm und einer Belastung von 580 W/cm betrieben.
Die Elektroden sind so gross zu gestalten, dass sie die grosse Stromstärke gut vertragen können. Um die Wärme gut von den Elek troden ableiten zu können, empfiehlt es sich, die Quecksilbermenge in den Röhrenenden gering und die Wandstärke an dieser Stelle klein zu halten.