DE131102C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 4/.

Bereits von Tyndall ist für die Wärmestrahlen und von Kirch ho ff auch für die Lichtstrahlen der Satz aufgestellt und experimentell bestätigt worden, dafs das Emissionsvermögen eines Körpers für die verschiedenen Arten von Strahlen in demselben Verhältnifs •steht, wie sein Absorptionsvermögen, dafs also diejenigen Körper, welche Wärme oder Lichtstrahlen am leichtesten ausstrahlen, auch umgekehrt das gröfste Absorptionsvermögen besitzen. ·..■■■

Zu Körpern solcher Art gehören unzweifelhaft die aus den seltenen Erden, Thor- und Ceroxyd bestehenden Glühkörper.

Dieselben sind gute Ausstrahler und somit auch gute Einsauger. Würde es nun möglich sein, diese Glühkörper noch aufnahmefähiger für die ihnen zugeführte Wärme, also zu noch besseren Einsaugern zu machen, als sie schon sind, ohne jedoch andere schädliche, specifische Eigenschaften, z. B. gröfseres Wärmeleitungsvermögen herbeizuführen, so müfsten dieselben nach dem genannten Gesetz, auch bessere Ausstrahler werden und im Stande sein, von der sie erhitzenden Wärmequelle mehr aufzunehmen und als Lichtstrahlen wieder auszusenden.

Eine Lösung dieser Aufgabe ist der Gegenstand vorliegender Erfindung. Dieselbe basirt zunächst auf der Beobachtung, dafs ein Draht, ζ. B. aus Platin, in der Flamme eines gebräuchlichen Bunsenbrenners um so schneller und in um so höherem Grade die. Temperatur der Flamme annimmt, glüht und daher um so intensiveres Licht ausströmt, je dünner er ist; ein Platindraht von z. B. 10 mm Durchmesser kommt in dieser. Bunsenfiamme. überhaupt nicht, ein solcher von 2 mm Durchmesser nur schwach zum Glühen; dagegen wird ein solcher von nur 0,2 mm Durchmesser in stärkste Weifsglut versetzt. Es ergiebt sich hieraus die allgemeine Folgerung, dafs das Glühen und das damit verbundene Lichtemissionsvermögen eines Körpers um so stärker ist, je geringer die Masse desselben wird. Es steht demnach das Ausstrahlungsvermögen und damit nach genanntem von Tyndall bezw. Kirchhoff bewiesenen Gesetz das Absorptionsvermögen für die verschiedenen Strahlen eines Körpers im umgekehrten Verhältnifs zu seiner Masse.

Man müfste nun annehmen, dafs analoge Verhältnisse auch bei den aus Metalloxyden, z. B. aus der bekannten zur Herstellung von Glühkörpern angewendeten Thor-Cer-Mischung bestehenden Körpern, wie Drähten, Fäden, Geweben oder dergl., statthaben würden und dafs damit die Lösung genannter Aufgabe auf einfache Weise gefunden sei. Dies trifft jedoch nicht unter allen Bedingungen zu, sondern nur dann, wenn das Mischungsverhältnifs von Thor und Cer — abweichend von dem bekannten Züsammensetzungsverhältnifs — verändert wird, und zwar nach dem von dem Erfinder aufgefundenen Gesetz, dafs das beim Glühen von Fäden oder Geweben aus Thor-Ceroxyd emittirte Licht nur dann ein Maximum erreicht und von längerer Dauer ist, wenn mit der Massenverringerung eines solchen Körpers der procentuale Gehalt an Cer vergröfsert wird in demjenigen Verhältnifs, in welchem die Masse verringert wird, oder, was dasselbe ist, wenn das, absolute Gewicht an.

Cer in der Oxydcomposition constant bleibt, d. h. nicht mit der Masse verringert wird.

Es gilt heute das Zusammensetzungsverhältnifs von 99 pCt. Thoroxyd zu r pCt. Ceroxyd als dasjenige, welches das höchste Licht giebt; s. hierüber:

Gentsch, Glühkörper für Gasglühlicht, S. 17, Abs. 4,

Zeitschrift f. Beleuchtungswesen, 1898, Heft 8, S. 106, sowie

Zeitschrift f. angew. Chemie 1900, Heft 38, S. 963 von W. Muthmann und E. Baur, wo es. wörtlich heifst:

»Die der maximalen Leuchtkraft entsprechende Mischung von 100 Th. Thoriumoxyd und 0,9 bis ι Th. Ceroxyd fassen Verfasser als feste Lösung auf. Ein weiterer Zusatz von Ceroxyd wirkt wie ein Fremdkörper und vermindert deshalb das Emissionsvermögen.«

Man weifs also heute, dafs eine Abweichung von diesen Procentsätzen nach oben oder nach unten verschlechternd auf das Licht wirkt.

Aus diesen Eigenschaften der Oxydmischimg in dem als feststehend bekannten Verhältnifs würde sich nicht ohne Weiteres schliefsen lassen, dafs zur Steigerung der Leuchtkraft mit der Massenverringerung eine Aenderung des Zusammensetzungsverhältnisses nach dem von dem Erfinder ermittelten, obengenannten Gesetz nothwendig wäre.

Der gewöhnliche Glühkörper wiegt ungefähr 0,6 g und enthält für weifses Licht etwa 1 pCt. = 0,006 g Cer. Verringert man gemäfs vorliegender Erfindung die Masse von 0,6 g auf 0,35 g, so mufs nach dem genannten, dieser Erfindung zu Grunde liegenden Gesetz der Cergehalt im Verhältnifs der Massenverringerung, d. i. auf

0,6
0,35

ι = 1,72 pCt.

vermehrt werden. Das absolute Gewicht an Cer in dem Glühkörper beträgt demnach

1,7*
100

• 0,35 = 0,006

genau dasselbe des ursprünglichen Glühkörpers. Für gelbes Licht beträgt der Cergehalt eines gewöhnlichen Glühkörpers etwa 1,5 pCt. = 0,009 g; bei Verringerung der GlUhkörpermasse auf 0,35 g mufs der Cergehalt auf

0,6
0,35

1,5 = 2,58 pCt.

anwachsen, also an absolutem Gewicht
2,5s

100

• 0,35 = 0,009 g?

d. i. genau so viel wie der in der Masse nicht verminderte Körper enthalten.

Da nun mit der Massenverringerung einer gegebenen Glühkörpertype bei Verwendung des gebräuchlichen Gewebes die einzelnen Fäden der Leuchtoxyde dünner werden und dadurch ein grofser Theil der lichtemittirenden Fläche verloren gehen würde, so ist diejenige Oberfläche, welche durch geringeren Umfang der einzelnen Fäden verloren gehen würde, durch Vermehrung der Anzahl dieser dünneren Fäden wiederzugewinnen. Man erreicht dies am einfachsten durch Erhöhung der üblichen Maschenzahl des zu verwendenden Gewebes. ' Wenn demnach die Masse M auf m verringert wird, so ist das Massenverhältnifs

M μ = — · Bezeichnet man den ursprünglichen

¹ m

Durchmesser des Thor-Ceroxydfadens eines Glühkörpers mit D und den mit verringerter Masse mit d, und entsprechend die Länge des Fadens mit L bezw. /, so mufs

-L, und

μ 4 4

άπ I = D π L sein, woraus sich / = — berechnet.

Mit der Länge des Fadens ist zugleich auch die Maschenzahl gegeben.

Im Uebrigen geschieht die Herstellung des neuen Glühkörpers in analoger Art und Weise wie bisher, wie sie z. B. durch Imprägniren von Geweben mit der die Leuchtsalze enthaltenden Lösung, Trocknen, Veraschen und Glühen desselben ausgeübt wird.

Die Concentration eier Leuchtsalzlösung läfst sich nicht für alle Fälle festsetzen, da dieselbe von verschiedenen Factoren abhängig ist, z. B. von der Stärke und der Aufsaugefähigkeit des verwendeten Gewebes bezw. Garns; von dem Druck, unter welchem die Gewebe durch die Walzen der Wringmaschine gehen u. s. w. Sie ist jedoch für ein Gewebe dadurch festgelegt, dafs der daraus erzielte, fertig veraschte und geglühte Glühkörper ein bestimmtes Gewicht haben mufs. Wieviel Wasser zur Lösung der Bestandteile zu wählen ist, in welcher Concentration also die Imprägnirungsfiüssigkeit für eine bestimmte Garnsorte zu nehmen ist, läfst sich leicht und schnell durch Anfertigung von Versuchskörpern und Wiegen derselben finden. Hat man z. B. einen Versuchskörper hergestellt, dessen Gewicht nach dem Ausglühen 7 mg pro qcm Mantelfläche beträgt, und will man aber Glühkörper von nur 3,5 mg pro qcm Mantelfläche erzielen, so ist leicht durch Rechnung zu finden, um wieviel die Tränkungsflüssigkeit zu verdünnen ist.

Als charakteristische Merkmale für vorliegende Erfindung gelten aufser den über den Cergehalt bereits erwähnten noch folgende:

Das Gewicht des neuen Glühkörpers soll — gegenüber dem des gewöhnlichen, alten Glüh-

körpers mit etwa 5 bis 6 mg pro qcm Mantelfläche — 4,5 mg pro qcm Mantelfläche· nicht überschreiten; die lichtemittirenden Oberflächen hingegen sollen gleich bleiben, demnach soll die Fadenlänge bezw. Maschenzahl pro qcm Mantelfläche im umgekehrten Verhältnifs zur Masse stehen.

Ein nach vorliegender Erfindung hergestellter Glühkörper von 3,8 mg Gewicht und circa 70 Maschen pro qcm Mantelfläche und den üblichen, normalen Abmessungen für gewöhnliche Glühlichtbrenner zeigt bei einem Gasdruck von 34 bis 35 mm Wassersäule und dem normalen Gasconsum von 115 bis 120 1 pro Stunde 120 bis 130 Hefnerkerzen, gegen nur 80 bis 90 Hefnerkerzen eines gewöhnlichen, unter denselben Bedingungen brennenden Glühkörpers.

Man braucht also mit diesem neuen Glühkörper nur ι bis 0,9 Stundenliter pro Hefnerkerze gegen 1,5 bis 1,4 Stundenliter mit dem gewöhnlichen Glühkörper, woraus ein um 50 pCt. höherer Energiegewinn des verbrauchten Gases resultirt. Der analoge Effect ergiebt sich mit anderen Brenner- und Glühkörpertypen.

Erwähnt mag noch sein, dafs es sich empfiehlt, diese Glühkörper — für Fälle, wo stärkere, äufsere Einflüsse, wie Erschütterungen, in Frage kommen, die geeignet sind, die leichten Glühkörper zu beschädigen oder zu zertrümmern — durch irgend ein selbstredend' die Leuchtkraft nicht oder wenigstens nicht erheblich beeinträchtigendes Festigungsverfahren widerstandsfähiger zu machen.

Claims (2)

1. Patent-An Sprüche:

   ι. Verfahren zur Erhöhung der Leuchtkraft von Glühkörpern, dadurch gekennzeichnet, dafs deren Masse ohne gleichzeitige Herabsetzung der lichtemittirenden Oberfläche verringert und dabei im Verhältnifs zur Massenverringerung der Cergehalt vermehrt wird.
2. 2. Eine Ausführungsform des durch Anspruch ι geschützten Verfahrens, gekennzeichnet durch die Vermehrung der Maschenzahl des Glühkörpermantels im Verhältnifs zur Massenverringerung desselben.