DE182078C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 182078 - ■ KLASSE 21/. GRUPPE- M 182078 - ■ CLASS 21 /. GROUP

CHARLES ANDREW LEE in LONDON.CHARLES ANDREW LEE in LONDON.

Quecksilberdampflampe. Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Februar 1906 ab. Mercury vapor lamp. Patented in the German Empire on February 14, 1906.

20. März 1883March 20, 1883

die Prioritätthe priority

Vorliegende Erfindung betrifft eine Quecksilberdampflampe und bezweckt insbesondere, eine Anordnung zu treffen, welche ein leichtes Anlassen der Lampe ermöglicht. Das Quecksilber wird zu diesem Zwecke nach vorliegender Erfindung in einer engen Röhre mit erweitertem Ende oder Enden zur Aufnahme der Elektroden derart eingeschlossen, daß dasselbe in kaltem Zustande eine ununterbrochene Quecksilbersäule bildet, welche einen geschlossenen metallischen Kreis zwischen den Elektroden bildet. Zum Anlassen der Lampe wird dann das flüssige Quecksilber erhitzt und dadurch ausreichend Quecksilberdampf vom erforderlichen Druck gebildet, um eine genügende Unterbrechung der Quecksilbersäule in dem Rohre hervorzubringen. Das dabei verdrängte Quecksilber tritt dann in das erweiterte Ende des Rohres ein.The present invention relates to a mercury vapor lamp and is particularly intended to to make an arrangement that allows easy starting of the lamp. The mercury is for this purpose according to the present invention in a narrow tube with widened End or ends for receiving the electrodes included such that when cold it forms an uninterrupted column of mercury, which forms one closed metallic circle between the electrodes. To start the Lamp is then heated the liquid mercury and thereby sufficient mercury vapor formed by the pressure required to ensure sufficient disruption of the mercury column in the pipe. The mercury displaced in the process then occurs into the extended end of the tube.

Es wird nach der Erfindung vorteilhaft am negativen Ende ein Kondensationsraum derart vorgesehen, daß derselbe beständig wieder mit Quecksilber angefüllt wird, um dadurch die gänzliche Übertragung des flüssigen Quecksilbers von diesem negativen Ende nach dem anderen Ende zu verhindern, was in Praxis eintritt, wenn ein vergrößerter.According to the invention, there is advantageously a condensation space at the negative end provided so that the same is constantly refilled with mercury to thereby the complete transfer of the liquid mercury from this negative one End after the other end to prevent what happens in practice when an enlarged.

. oberer Kondensationsraum in Verbindung mit einem langen, engen Lichtrohr benutzt wird, wobei das Quecksilber aus dem verengten Teil in den erweiterten Teil übertragen wird.. the upper condensation space is used in conjunction with a long, narrow light tube, whereby the mercury is transferred from the narrowed part to the enlarged part.

Wird beispielsweise ein Kondensationsraum an dem positiven Ende angeordnet, um den Druck in dem Rohre herabzumindern, und wird das negative Ende klein gehalten, um das Wandern des Lichtbogens an der Oberfläche des Quecksilbers zu verhindern, dann sucht sich das Quecksilber an dem positiven Ende anzusammeln.For example, if a condensation space is arranged at the positive end around the Pressure in the tube, and the negative end is kept small to then to prevent the arc from wandering on the surface of the mercury the mercury seeks to accumulate at the positive end.

Die Erfindung umfaßt ferner eine Anordnung, um die Heizvorrichtung nach Anlassen der Lampe selbsttätig ausschalten zu können.The invention also includes an arrangement to maintain the heater after cranking to switch off the lamp automatically.

Auf der Zeichnung zeigt Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform der neuen Lampe.In the drawing, Fig. 1 shows schematically an embodiment of the new lamp.

Fig. 2 veranschaulicht eine Anordnung der positiven Elektrode.Fig. 2 illustrates an arrangement of the positive electrode.

Fig. 3 zeigt schematisch eine abgeänderte Ausführungsform der Lampe, währendFig. 3 shows schematically a modified embodiment of the lamp, while

Fig. 4 eine Vorrichtung darstellt, die dazu dienen kann, das Rohr der Lampe zu biegen.Figure 4 illustrates a device which can be used to bend the tube of the lamp.

Nach der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Quecksilberdampflampe ist ein Rohr a von verhältnismäßig kleinem Durchmesser mit den erweiterten Enden b und c versehen. Das Rohr α nimmt von dem Behälter b nach dem Behälter c zu vorteilhaft in seinem Durchmesser allmählich ab und ist zweckmäßig in eine spiralförmige Form gebogen. Es wird so viel Quecksilber in das Rohr α eingefüllt, daß dasselbe . teilweise den Behälter b füllt, welch letzterer von irgend geeigneter Gestalt, im Verhältnis zu seiner Höhe jedochAccording to the embodiment of the mercury vapor lamp shown in FIG. 1, a tube a of relatively small diameter is provided with the widened ends b and c . The tube α gradually decreases in diameter from the container b to the container c , and is expediently bent into a spiral shape. There is so much mercury filled into the tube α that the same. partially fills the container b , the latter of any suitable shape, however, in relation to its height

vorteilhaft möglichst breit ausgebildet wird, damit eine größere Verdrängung des flüssigen Quecksilbers aus dem Rohre α nur eine geringe Steigerung der Höhe des Quecksilberspiegeis hervorbringt. Der Strom wird den Elektroden durch Platindrähte d und e zugeführt, welche luftdicht in die Enden des Glasrohres eingesetzt sind. Vorteilhaft bildet die obere Elektrode die positive und dieis advantageously made as wide as possible, so that a greater displacement of the liquid mercury from the tube α brings about only a small increase in the height of the mercury level. The current is fed to the electrodes through platinum wires d and e , which are inserted airtight into the ends of the glass tube. The upper electrode advantageously forms the positive and the

ίο untere die negative Elektrode. Befindet sich die Lampe bei dieser Anordnung außer Gebrauch und in kaltem Zustande, dann füllt das Quecksilber unter der Wirkung der • Schwere das Roh'r a, den Behälter c, sowie teilweise den Behälter b und bildet dabei einen metallischen Stromkreis zwischen den Drähten d und e. Um nun eine Unterbrechung dieses metallischen Kreises in dem Rohre α hervorzubringen, wird das flüssige Quecksilber erhitzt, um Dampf von genügendem Druck zu erzeugen und die Unterbrechung der Quecksilbersäule an den Stellen der stärksten Erwärmung des Rohres hervorzubringen, wobei das verdrängte Quecksilber in das obere Gefäß b eintritt. Nach Fig. 1 erfolgt das Erhitzen des Quecksilbers durch eine Heizspule/, welche um die Röhre α gewickelt ist. Vorteilhaft wird eine Platinspule benutzt, welche in Reihe mit dem Lampenstrom geschaltet wird, derart, daß die Spule beim Einschalten - des Stromes erhitzt wird und dadurch das Quecksilber im Rohre α erhitzt, wodurch eine plötzliche Dampfbildung in dem Rohre eintritt, die zur Trennung der Quecksilbersäule führt. Der dadurch hervorgebrachte Lichtbogen vergrößert den Druck des Quecksilberdampfes, so daß sich die leuchtende Bahn des Dampfes schnell vergrößert, bis die ganze Länge des Rohres a leuchtend gemacht ist.ίο lower the negative electrode. With this arrangement, if the lamp is out of use and in a cold state, then the mercury fills the tube a, the container c, and partly the container b under the effect of gravity, thereby forming a metallic circuit between the wires d and e. In order to bring about an interruption of this metallic circle in the tube α , the liquid mercury is heated in order to generate vapor of sufficient pressure and to bring about the interruption of the mercury column at the points of greatest heating of the tube, with the displaced mercury in the upper vessel b entry. According to FIG. 1, the mercury is heated by a heating coil / which is wound around the tube α. A platinum coil is advantageously used, which is connected in series with the lamp current in such a way that the coil is heated when the current is switched on and thereby heats the mercury in the tube α , whereby a sudden formation of vapor occurs in the tube, which separates the mercury column leads. The arc produced thereby increases the pressure of the mercury vapor, so that the luminous path of the steam increases rapidly until the whole length of the tube a is made luminous.

Versuche haben gezeigt, daß die Heizspule aus feinem Platindraht bei einer Lampe der gezeigten Form vorteilhaft über einen größeren Abstand um das Rohr gewickelt wird, beispiels weise über ein Drittel bis zur Hälfte der Rohrlänge. Die Zahl der Wicklungen kann dabei 60 oder mehr betragen. Der Vorteil hiervon ist, daß die Zeit zum Anheizen der Lampe auf ein Mindestmaß beschränkt wird. -Es erscheint vorteihaft, die Heizspule an dem unteren Ende dichter zu wickeln als weiter höher hinauf, um die größere Heizwirkung an dem unteren Ende zu erhalten, an welchem der Bogen gebildet werden soll. Die Verteilung der Heizspule über einen größeren Abstand hat den weiteren Vorteil, daß das Quecksilber auf eine größere Länge erwärmt wird und daß der Lichtbogen sich dadurch schneller ausdehnt, als dies sonst der Fall ist.Experiments have shown that the heating coil made of fine platinum wire in a lamp of The shape shown is advantageously wrapped around the tube over a greater distance, for example wise over a third to half the length of the pipe. The number of turns can be 60 or more. The advantage of this is that it takes time to heat up the lamp is kept to a minimum. -It seems advantageous to that Winding the heating coil tighter at the lower end than further up to the to obtain greater heating effect at the lower end at which the arch is formed shall be. The distribution of the heating coil over a larger distance has the further Advantage that the mercury is heated over a greater length and that the arc thus expands faster than is otherwise the case.

Beim erstmaligen Anlassen einer Lampe erfordert dieLampe für gewöhnlich einen beträchtlich größeren Strom als den Arbeitsstrom. Dieser Strom nimmt bei Verlängerung des Bogens rasch ab, und die in Reihe mit der Lampe geschaltete Heizspule wird infolge der verminderten Stromstärke im wesentlichen untätig. Um jedoch die Heizspule während des Betriebes der Lampe ganz auszuschalten, wird vorteilhaft eine selbsttätige Unterbrechung des Stromes vorgesehen. Es wird zu diesem Zwecke mit der positiven Leitung ein geeigneter Kontakt g verbunden, der in den oberen Teil des Gefäßes b eingeführt ist. Die Heizspule ist dann zwischen der positiven Leitung d und dem äußeren Reihenwiderstande angeordnet, der für gewöhnlich bei Quecksilberdampflampen benutzt wird. Dieser Reihenwiderstand ist dabei ebenfalls mit dem Kontakt g verbunden. Wird bei dieser An-Ordnung das flüssige Quecksilber in den Behälter b getrieben, dann kommt es mit dem Kontakt g in Berührung und bringt dadurch einen Kurzschluß hervor, der die Heizspule ausschaltet. Es ist ersichtlich, daß der Widerstand der Heizspule und des Reihenwiderstandes so proportioniert sein kann, daß der Anlaßstrom nur wenig größer zu sein braucht als der Arbeitsstrom.When a lamp is started for the first time, the lamp usually requires considerably more current than the working current. This current decreases rapidly as the arc is lengthened, and the heating coil connected in series with the lamp becomes essentially inactive as a result of the reduced current intensity. However, in order to switch off the heating coil completely during operation of the lamp, an automatic interruption of the current is advantageously provided. For this purpose, a suitable contact g is connected to the positive line and is inserted into the upper part of the vessel b. The heating coil is then placed between the positive lead d and the external series resistor commonly used with mercury vapor lamps. This series resistance is also connected to contact g . If, with this arrangement, the liquid mercury is driven into the container b , it comes into contact with the contact g and thereby brings about a short circuit which switches off the heating coil. It can be seen that the resistance of the heating coil and the series resistance can be proportioned so that the starting current need only be slightly greater than the operating current.

Das Gefäß b ist nach Fig. 1 so breit gemacht, daß der Spiegel des Quecksilbers bei Verdrängung desselben aus dem Rohre α verhältnismäßig nur wenig steigt, damit nur geringe Drucksteigerungen eintreten.The vessel b is made so wide according to FIG. 1 that the level of the mercury rises relatively little when it is displaced from the tube α , so that only slight increases in pressure occur.

Das untere, die Elektrode e aufnehmende Gefäß wird vorteilhaft mit dem engen Rohre α durch eine Umbiegung i verbunden. Arbeitet die Lampe, dann strebt das Quecksilber in dem unteren Gefäß danach, das Quecksilber in dem kommunizierenden engen Rohre α ungefähr auf gleichem Spiegel zu halten. Um dabei unzulässige Schwankungen des Quecksilbers in dem Rohre α zu vermeiden, ist letzteres an der Verbindungsstelle mit dem Gefäß c bei h etwas eingeengt.The lower vessel, which receives the electrode e , is advantageously connected to the narrow tube α by a bend i. When the lamp is working, the mercury in the lower vessel tends to keep the mercury in the communicating narrow tube α approximately at the same level. In order to avoid impermissible fluctuations in the mercury in the tube α , the latter is somewhat narrowed at the connection point with the vessel c at h.

Als praktisches Beispiel einer Lampe könnte das Rohr α etwa eine Länge von 35 cm mit einem inneren Durchmesser von etwa 4 mm besitzen. Die Größenabmessungen hängen jedoch von dem Druck im Rohre α ab, der durch den Spiegel des Quecksilbers in dem Gefäß b bestimmt wird. Im allgemeinen wird die Länge des möglichen Lichtbogens für eine gegebene Voltzahl um so kleiner, je größer der Druck wird. Ein Rohr von den gegebenen Abmessungen eignet sich für einen Arbeitsstrom von 0,7 Ampere und 200 Volt.As a practical example of a lamp, the tube α could have a length of about 35 cm with an inner diameter of about 4 mm. The size dimensions, however, depend on the pressure in the tube α , which is determined by the level of mercury in the vessel b . In general, the greater the pressure, the smaller the length of the possible arc for a given voltage. A tube of the given dimensions is suitable for a working current of 0.7 amps and 200 volts.

Fig. 2 zeigt eine positive Elektrode, wie sie vorteilhaft für die Lampe benutzt wird, und bei welcher ein Eisen- oder Graphitstab k in das Quecksilber eingetaucht ist, um-die Elektrode zu bilden. Dieser Stab erstrecktFig. 2 shows a positive electrode as it is advantageously used for the lamp, and in which an iron or graphite rod k is immersed in the mercury to form the electrode. This rod extends

sich in das Leuchtrohr α und verhindert in wirksamer Weise unzulässige Schwankungen und Erschütterungen des Quecksilberbogeiis. Nach der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist das Leuchtrohr α nahe an seinem negativen Ende in zwei sich wieder vereinigende Schenkel geteilt; das Rohr α ist bei dieser Ausführungsform ferner an seinem oberen Ende b beständig erweitert, anstatt mit einem besonderen Gefäß versehen zu sein. Das Ende b muß dabei so groß sein, daß es mehr als den ganzen Quecksilberinhalt der Lampe aufnehmen kann. Der überflüssige Raum dient dabei als Kondensationsraum über der Quecksilbersäule und zum Zwecke, unzulässige Dampfdrücke zu vermeiden. Der Teil b des Rohres erstreckt sich über die positive Klemme d, welche vorteilhaft in einer kleinen senkrechten Kammer m angeordnet ist.into the light tube α and prevents inadmissible fluctuations and vibrations of the mercury arc in an effective manner. According to the embodiment shown in Figure 3, the light tube α is divided near its negative end into two reunited legs; the tube α is also constantly widened in this embodiment at its upper end b instead of being provided with a special vessel. The end b must be so large that it can hold more than the entire mercury content of the lamp. The superfluous space serves as a condensation space above the mercury column and for the purpose of avoiding impermissible vapor pressures. The part b of the tube extends over the positive terminal d, which is advantageously arranged in a small vertical chamber m .

Beim Arbeiten der Lampe wird eines der Zweigrohre I nahe dem negativen Ende von dem Lichtbogen durchflossen, während das andere nur als Kondensationsraum wirkt, in dem sich Quecksilber kondensiert, um von dort zu dem unteren Teil der Schleife zu fallen, wodurch der Quecksilberspiegel in den beiden Zweigen / konstant gehalten wird.When the lamp is working, one of the branch tubes I near the negative end is traversed by the arc, while the other only acts as a condensation space in which mercury condenses, from there to fall to the lower part of the loop, thereby raising the mercury level in the two Branches / is kept constant.

Der Lichtbogen wird zunächst in dem Teil des Rohres α gebildet, welcher oberhalb der Verbindung der Rohre /, beispielsweise-bei p,p, liegt. Es wird dies dadurch bewirkt, daß die Heizspule an diesem Teil dichter gewickelt wird. Beim Einschalten des Stromes ist deshalb zunächst kein Kondensationsraum am negativen Ende vorhanden. Das Quecksilber wird daher, von dem negativen Ende nach dem positiven Ende übertragen, bis ein ·' genügender Kondensationsraum am unterenThe arc is initially formed in that part of the tube α which is above the connection between the tubes /, for example, at p, p . It does this by winding the heating coil closer to this part. When the current is switched on, there is therefore initially no condensation space at the negative end. The mercury is therefore transferred from the negative end to the positive end until there is a sufficient condensation space at the lower end

Ende gebildet wird, um eine weitere Übertragung des Quecksilbers nach dem oberen Ende zu verhindern. Vorteilhaft werden die Zweigleitungen Z der Schleife einander gleich gemacht. Der Lichtbogen wird dann entweder durch den einen oder anderen Zweig hindurchgehen. Beim Arbeiten der Lampe stellt sich das Quecksilber in den Zweigen etwa auf den Spiegel ο ein. Selbstverständlich könnten mehr als zwei Zweigrohre / benutzt werden oder der untere Kondensationsraum könnte auch in irgend anderer Gestalt ausgebildet werden.End is formed to prevent further transfer of the mercury to the upper end. The branch lines Z of the loop are advantageously made equal to one another. The arc will then go through either one branch or the other. When the lamp is working, the mercury in the branches adjusts itself to the mirror ο . Of course, more than two branch pipes / could be used or the lower condensation space could also be designed in any other shape.

Die Erfindung kann ferner in vielfacher Weise abgeändert werden. So könnte die Heizspule beispielsweise in das Quecksilber des Rohres eingetaucht sein oder es könnte irgend eine andere Heizvorrichtung vorgesehen werden.The invention can also be modified in many ways. So could the Heating coil, for example, may or may not be immersed in the mercury of the tube any other heating device may be provided.

Bei Verwendung eines Heizdrahtes in der beschriebenen Weise ist es vorteilhaft, den Draht auf das Rohr aufzuwickeln, solange dasselbe noch gerade ist. Beim Biegen des geraden Rohres in die gewünschte Form wird dasselbe dann vorteilhaft, wie in Fig. 4 durch punktierte Linien #.gezeigt, gegen die Flamme der Lampe und nicht, wie in Fig. 4 mit punktierten Linien r veranschaulicht, von der Flamme der Lampe weggebogen. Wird das Rohr gegen die Flamme der Lampe gebogen, dann wird der Draht in vollkommen gleichmäßiger Weise auf dem Rohre befestigt und kommt in einer Nut um das Rohr zu liegen.When using a heating wire in the manner described, it is advantageous to use the Wind the wire around the pipe while it is still straight. When bending the straight tube into the desired shape, the same is then advantageous as in FIG. 4 shown by dotted lines #., against the Flame of the lamp and not, as illustrated in Fig. 4 with dotted lines r, of bent away from the flame of the lamp. If the tube is bent against the flame of the lamp, then the wire is attached to the pipe in a perfectly even manner and comes in a groove around it Tube to lie.

Zur Herstellung des Rohres wird vorteilhaft hartes Glas, beispielsweise Jenenser Glas, verwendet. Der Erfinder beschränkt sich nicht auf die Verwendung von Quecksilber allein; es könnten auch verschiedene Metalle zu dem Quecksilber zugesetzt werden, um verschiedene Farben des Lichtbogens zu erhalten. Auch beschränkt sich der Erfinder nicht auf die Verwendung niederer Drucke. Es können, wenn gewünscht, auch höhere Drucke benutzt werden.Hard glass, for example Jenenser glass, is advantageously used to manufacture the pipe. used. The inventor does not limit himself to the use of mercury alone; Various metals could also be added to the mercury to get different colors of the arc. The inventor also limits himself not on the use of lower pressures. If desired, higher rates can also be used Prints are used.

Claims

85 patent claims:

1. Mercury vapor lamp, characterized by a narrow tube with it arranged electrodes, at the upper end of which a larger mercury vessel is located connects, as well as a heating device surrounding the tube, which the mercury

at the point of strongest warming ■ to initiate the formation of light separates.

2. Automatic switch-off device for the heater of the mercury vapor lamp according to claim 1, characterized in that a contact (g) is closed by the rise of the mercury, which short-circuits the heater connected in series with the lamp.

3. mercury vapor lamp according to claim I, characterized by the arrangement of a condensation chamber on lower end of the negative electrode to avoid getting all the mercury is transferred to the top of the tube.

1 sheet of drawings.