DE1275686B - Kurzbogen-Hochdruck-Quecksilberdampfentladungslampe mit zwei kegeligen Wolframelektroden - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 'AflTWWl· PATENTAMT Int. Cl.:

AUSLEGESCHRIFT

HOIj

Deutsche Kl.: 2If-82/03

Nummer: 1275 686

Aktenzeichen: P 12 75 686.4-33 (N 23600)

Anmeldetag: 13. August 1963

Auslegetag: 22. August 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kurzbogen-Hochdruck-Quecksilberdampfentladungslampe mit zwei einander gegenüber angeordneten kegeligen Wolframelektroden, von denen mindestens eine eine Bohrung zur Aufnahme eines thorierten Wolframdrahtes aufweist. Derartige Quecksilberdampfentladungslampen weisen im Betrieb einen Dampfdruck höher als 25 atm auf; ihr Elektrodenabstand ist kleiner als ein Viertel des Maximaldurchmessers des Entladungsraumes.

Beim Einschalten einer solchen Lampe entsteht zwischen den Elektroden ein Bogen, der meist nicht an den Kegelspitzen, sondern an anderen Stellen ansetzt. Durch die Erhitzung der Elektroden infolge des Stromdurchgangs wird die Entladungsstrecke kürzer, bis beim Erreichen der Betriebstemperatur der Bogen völlig auf den Spitzen der kegeligen Elektroden angreift. Es entsteht dann eine sehr kleine leuchtende Oberfläche, die ein Licht großer Intensität ausstrahlt. Daher sind solche Lampen besonders zur Anordnung in Projektionsoptiken geeignet.

Es ist nicht notwendig, daß die ganze Elektrode kegelig ist; auch Elektroden, die aus einem kegeligen Teil und einem sich an diesen anschließenden, z. B. zylindrischen Teil bestehen, werden nachstehend als kegelige Elektroden bezeichnet.

Da in einer Quecksilberdampfentladungslampe der beschriebenen Art die Elektroden beim Betrieb thermisch stark belastet werden, kommen für diese Elektroden nur diejenigen Materialien in Betracht, die gegen sehr hohe Temperaturen beständig sind. Die kegeligen Elektroden bestehen daher aus Wolfram (ein gegebenenfalls vorhandener zylindrischer Teil kann aus einem anderen Material, z. B. Molybdän, bestehen).

Beim Inbetriebsetzen einer aus reinem Wolfram bestehenden Lampe ist eine sehr hohe Spannung zum Zünden des Bogens erforderlich, wodurch zeitweilig eine starke Zerstäubung des Wolframs erfolgt. Dieses zerstäubte Wolfram schlägt sich auf die meistens aus Quarzglas bestehende Wand des Entladungsraumes nieder und verringert naturgemäß die nützliche Strahlung der Lampe. Außerdem ist eine hohe Zündspannung unerwünscht, da die zu deren Erzeugung erforderliche Apparatur verwickelt ist und gegen hohe Spannungen beständig sein muß.

Zur Herabsetzung der Zündspannung hat man zuerst versucht, ein Zündgas, z. B. Neon oder Argon oder Gemische dieser Gase, zu verwenden. Dadurch wird zwar eine erhebliche Verbesserung erzielt, aber an sich genügt dies meist noch nicht. Daher ist vorgeschlagen worden, die Elektroden aus einem Ge-Kurzbogen-Hochdruck-Quecksilberdampfentladungslampe mit zwei
kegeligen Wolframelektroden

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Auer, Patentanwalt,

2000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:
Johannes Adrianus Cornells Jansen,
Tjepke Hendrik Ekkelboom,
Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 17. August 1962 (282 235)

as misch aus Wolfram und einem leicht elektronenemittierenden Material, insbesondere Thoriumoxyd, herzustellen. In der Tat wird mit solchen Elektroden eine niedrige Zündspannung erhalten; sie haben jedoch den Nachteil, daß der Bogen beim Betrieb der Lampe sehr ungünstig brennt. Ein Bogen zwischen zwei Elektroden aus Wolfram brennt viel ruhiger.

Zur Erzielung sowohl einer niedrigen Zündspannung als auch eines ruhig brennenden Bogens sind bereits schneidenförmige Elektroden bekannt, die mit einer Höhlung versehen sind, in der sich ein leicht elektronenemittierendes Material, insbesondere Thoriumoxyd, befindet. Von dieser Höhlung erstrecken sich eine oder mehrere Bohrungen zur zylindrischen Elektrodenmantelfläche. Durch diese Bohrungen kann emittierendes Material auf diese Mantelfläche gelangen und dort zu einer niedrigen Zündspannung beitragen. Bei dieser Bauart besteht die Spitze der schneidenförmigen Elektrode aus reinem Wolfram und auf dieser Spitze kann der Bogen beim Betrieb somit ruhig brennen. Es stellte sich aber heraus, daß diese Bauart den Nachteil aufweist, daß leicht eine zu große Menge an emittierendem Material aus der Vorratskammer durch die Bohrungen auf die Elektrodenmantelfläche gelangt, dort verdampft und schließlich einen grauen Niederschlag auf der Wand des Entladungsraumes bildet,

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wodurch das emittierte Licht zerstreut wird. Außerdem kann bei diesen bekannten Elektroden der Lichtbogen beim Zünden nicht an einer der Bohrungen angreifen, da diese auf dem Zylinderumfang enden.

Es ist allerdings schon eine Lampe eingangs erwähnter Art bekannt, in deren kegelige Wolframelektrode an der Spitze ein thoriumoxydhaltiger Wolframstab eingesetzt ist. Der Bogen solcher Lampen brennt aber unruhig, was zu einer vorzeitigen Zerstörung der Elektrodenspitze führt. Da die Entladung hierbei dauernd am thoriumhaltigen Wolframstab angreift, verdampft außerdem eine relativ große Menge Thoriumoxyd und bildet einen grauen Niederschlag auf dem Lampenkolben.

Diese Nachteile werden bei einer Kurzbogen-Hochdruck-Quecksilberdampfentladungslampe eingangs erwähnter Art gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die von dem Kegelmantel der Elektrode ausgehende Bohrung in einem Abstand von der Kegelspitze angebracht ist, der kleiner als das Vierfache und größer als das Zweifache des Abstandes zwischen den Elektroden ist.

Die Bohrung, in der sich der thorierte Wolframdraht befindet, braucht nicht senkrecht zu der Kegelmanteloberfläche zu sein; der Abstand zwischen der Spitze und dem Wolframdraht ist längs der Kegeloberfläche bis zur Achse der Bohrung gemessen.

Wird der Abstand zwischen den obenerwähnten Grenzen gewählt, erreicht man, daß nach dem Zünden, das durch das Vorhandensein des thorierten Drahtes und gegebenenfalls durch die Verwendung eines Zündgases erleichtert wird, wie oben bereits erwähnt wurde, der Bogen, der zunächst an dem thorierten Wolframdraht angreift, leicht auf die Kegelspitze überspringt. Außerdem wird die Gefahr verringert, daß berm Betrieb auf der Wand des Entladungsraumes ein grauer Niederschlag gebildet wird, weil der Draht nur wenig Thoriumoxyd enthält und der Bogen beim Betrieb der Lampe nicht am thorierten Draht angreift.

Der Durchmesser der Bohrung, in der sich der thorierte Wolframdraht befindet, wird vorzugsweise kleiner als ein Fünftel des Maximaldurchmessers des Wolframkegels gewählt. Man ist dann einer schneilen Erhitzung dieses thorierten Drahtes gewiß, wodurch die Zündzeit kurz wird.

Vorzugsweise ragt der thorierte Wolframdraht bis zu einem Zwanzigstel des Maximaldurchmessers des Wolframkegels aus der Kegelmanteloberfläche der Elektrode heraus. Dadurch zündet der Bogen leichter und immer an derselben Stelle, nämlich auf diesem hervorragenden Teil.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. 1 eine Entladungslampe nach der Erfindung zeigt und

Fig. 2 vergrößert, im Maßstab 1:10, die Elektroden der Lampe der F i g. 1 darstellt.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Quarzglaskolben, in dem sich zwei Wolframelektroden 2 und 3 befinden. Die einander zugekehrten Enden dieser Elektroden sind kegelig. Nach der Erfindung ist die Elektrode 3 mit einem thorierten Wolframdraht in einer Bohrung im kegeligen Ende versehen. Dies geht deutlicher aus Fig. 2 hervor.

Die Elektrode 3 weist ein kegeliges Ende 4 auf, in dem sich eine Bohrung 5 befindet. In dieser Bohrung 5 ist ein thorierter Wolframdraht angebracht, der ein wenig aus der Kegelmanteloberfläche herausragt. Nach der oben angegebenen Bedingung ist der Abstand b kleiner als das Vierfache des Abstandes α und größer als das Zweifache dieses Abstandes. Zur Verringerung der Wärmeableitung sind in der Elektrode 3 Nuten 6 angebracht, was an sich bekannt ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kurzbogen - Hochdruck - Quecksilberdampfentladungslampe mit zwei einander gegenüber angeordneten kegeligen Wolframelektroden, von denen mindestens eine eine Bohrung zur Aufnahme eines thorierten Wolframdrahtes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Kegelmantel (4) der Elektrode (3) ausgehende Bohrung (5) in einem Abstand (b) von der Kegelspitze angebracht ist, der kleiner als das Vierfache und größer als das Zweifache des Abstandes (α) zwischen den Elektroden (2 und 3) ist.

2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Bohrung kleiner als ein Fünftel des maximalen Wolframkegeldurchmessers ist.

3. Lampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der thorierte Wolframdraht bis zu einem Zwanzigstel des maximalen Wolframkegeldurchmessers aus der Kegelmanteloberfläche der Elektrode herausragt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 733 986, 761839;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 828 465;
USA.-Patentscb.rift Nr. 2087 735.

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