DE399244C - Elektrische Lampe - Google Patents

Description

• Elektrische Lampe. Die Erfindung betrifft eine elektrische Lampe mit einem in der Lampenglocke beim Betriebe entwickelten Metalldampfe. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß ein in der Glocke entwickelter Alkalimetalldampf, zweckmäßig Natriumdampf, durch Innehaltung einer Temperatur von 200 bis 300° C auf einem Druck von weniger als etwa o,o5 mm Quecksilbersäule gehalten wird. Es gelingt hierdurch bei aufgedrückten Spannungen von der Größenordnung der üblichen Netzspannungen, also von i io bis 220 Volt, und bei Stromstärken von etwa i oo Milliampere und darüber, den die Glocke ausfüllenden, entwickelten Alkalimetalldampf unter Vermeidung einer Bogenentladung zum hellen Leuchten zu bringen. Durch die Entladung wird eine Zerstörung der Kathoden nicht hervorgerufen. Dagegen wird eine hohe Leuchtwirkung erzielt bei verbesserter Lichtausbeute gegenüber den bisher bekannten elektrischen Dampflampen, da ein großer Teil der Energie im sichtbaren Teile des Spektrums ausgestrahlt wird. Die Entladung im Alkalimetalldampfe kann entweder zwischen einer an der Lichtausstrahlung teilnehmenden Glühkathode und einer dieser gegenüber angeordneten Anode oder statt dessen im Nebenschlusse zu einem - außer dem Alkalimetalldampfe mitleuchtenden - Glühfaden üblicher Art und Anordnung vor sich gehen.
• Auf der Zeichnung ist die Erfindung in den Abb. i bis 3 in verschiedenen beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt. Abb. 4. zeigt die Schaulinie der Voltamperecharakteristik der Entladung in Natriumdämpfen. Bei der Ausführungsform nach Abb.2 ist in der Glocke 5 eine zweckmäßig aus Wolfram bestehende Glühkathode 6 angeordnet, deren ;Zuleitungen 7 und 8 in üblicher Weise in iie Glocke eingeschmolzen sind. Gegenüber der Kathode ist eine plattenförmige, zweckmäßig ebenfalls aus Wolfram bestehende Anode 9 angeordnet, deren Zuleitung io gleichfalls in die Glocke eingeschmolzen ist. Die sorgfältig entlüftete Glocke enthält eine bestimmte Menge Alkalimetall, zweckmäßig reines Natrium, das als Natriumdampf in die Glocke eingef,'ührt wird und in kaltem Zustande der Lampe einen die Glocke ganz oder nur zum Teil bedeckenden feinen Beschlag bildet. Die Glocke wird beim Betriebe auf eine Temperatur von etwa Zoo bis 300° C gebracht, um durch Verdampfung eines Teiles des Natriums in der Glocke einen Dampfdruck von weniger als o,o5 mm Quecksilbersäule zu erhalten. Dieser Dampfdruck genügt, wie festgestellt wurde, um bei üblichen Netzspannungen eine Ionisierung des Dampfes unter Vermeidung einer Bogenentladung zu erzielen. Bei geeigneter Größenabmessung der Glocke kann allein durch die @Värmestrahlung der Glühkathode die Temperatur in diesen gewünschten Grenzen gehalten werden. Statt dessen kann die Glocke aber auch zur Erzielung der Aufrechterhältung der Temperatür von außen erwärmt oder abgekühlt werden. Ist durch Unterstromsetzen der Glühkathode der gewünschte Druck des entw-ickeltetR- Natriumdampfes erzeugt, so tritt in der Glocke ein glänzendes Leuchten des ionisierten Natriumdampfes von der für das Natriumspektrum charakteristischen gelben Färbung auf. Kennzeichnend für dieses Leuchten ist die gleichmäßige Verteilung des Lichtes durch die ganze Glocke sowie der Umstand, daß die Lichtausbeute eine außerordentlich günstige ist.
• Die Gegenwart von ionisiertem Dampfe vergrößert in hohem Maße den Stromdurchgang, indem der Strombegrenzungseffekt des negativen Feldes der Elektronen, der als Raumladung bekannt ist, in der Hauptsache beseitigt wird. Die richtige Kathodentemperatur stellt sich bei etwa einem Watt für eine Kerzenstärke ,ein. Bei höherer Kathodentemperatur verringert sich sowohl die gesamte von der Glühentladung ausgestrahlte Lichtmenge als auch die Glühleitung, da bei einer wesentlich höheren Kathodentemperatur der Bereich, über welchen die Entladung stabil ist, kleiner wird.
• Die Beziehung zwischen Stromstärke und der aufgedrückten Spannung ist aus der Kurve 12 des in Abb. 4. gezeigten Schemas zu entnehmen, in welchem die SpannuAgen als Abszissen und die zugehörigen Stromstärken als Ordinaten aufgetragen sind. Wie die Kurve zeigt. steigt mit von Null an wachsender Spannung die Stromstärke sehr rasch. und zwar von o auf etwa i oo 1Iilliampere und darüber an, bleibt dann mit weiterwachsender Spannung innerhalb eines weiten Bereiches in der Hauptsache konstant, worauf ein weiteres Anwachsen der Stromstärke erfolgt und die Entladungscharakteristik negativ wird, wie die punktierte Linie andeutet. Von Null bis zu einem innerhalb der iib, liehen Netzspannungen von i io bis 22o Volt liegenden Grenzwerte 0a ist die Entladung ohne V orschaltwiderstand stabil, da die Stromstärke sich -ohne Steigerung der aufgedrückten Spannung nicht erhöhen kann. Bei den Grenzwert 0a übersteigenden Spannungen wird die Entladung unstabil. Ein Versuch zur weiteren Steigerung der Spannung führt zu einer lichtbogenartigen Entladung, bei welcher die Stromstärke mit einer entsprechenden Ahnahme der Spannung zwischen den Entladungselektroden steigt.
• Wird die Temperatur und - damit der Natriumdampfdrücrcgesteigert, so entspricht der kritische - Punkt - der - Instäbilität geringeren Werten der- Spannung,- d. h. der Betriebsbereich der Vorrichtung wird kleiner. Bei einem Natriumdampfdrucke, der etwa einer Temperatur von 4oo° C entspricht, wird die Stromspannungscharakteristik schon bei Netzspannungen von etwa iio bis i25 Volt negativ und ähnlich der Charakteristik von solchen bekannten Glühkathodenröhren, die mit anderen unter verhältnismäßig beträchtlichen Drucken stehenden Dämpfen oder Gasen betrieben werden. Die Vorrichtung nach Abb. 2 kann mit Vorteil als Lampe oder auch als Gleichrichter für Wechselstrom benutzt werden.
• Bei der in der Abb. i dargestellten Lampe, welche abgesehen von der Alkalimetallfüllung baulich mit den üblichen Metallfadengd.ühlampen übereinstimmt, ist in der Glocke nur der Glühfaden 1:l angeordnet. Zur Stromzuführung dienen verhältnismäßig starke Drähte i9, 2o, beispielsweise aus Wolfram oder Molybdän, die zweckmäßig in an sich bekannter Weise vom Füßchen 2 i bis zum entgegengesetzten Ende des Traggestelles reichen, ivo sie mit dem Glühfaden in der. üblichen Weise verbunden sind. Wird die Lampe nach Abb. i, in welche in gleicher Weise wie bei derjenigen nach Abb.2 eine zweckentsprechende Menge> Alkalimetall, zweckmäßig Natrium, hineingebracht ist, in der üblichen Art mit Gleichstrom oder Wechselstrom betrieben, so geht infolge des Spannungsunterschiedes, der zwischen der positiven und negativen Stromzuführung besteht, im Natriumdampfe eine Entladung im Nebenschlusse zum Glühkörper über, welche die ganze Glocke, genau wie in der Ausführungsform nach Abb.2, mit einem glänzenden gelben Lichte ausfüllt.
• Die im vorliegenden Falle ausgestrahlte Lichtmenge ist auffallend groß und hängt von der Größe der Glocke ab; sie kann ein Vielfaches der vom Glühkörper ausgestrahlten, Lichtmenge betragen.' Bei Verwendung von Wechselstrom haben die den Zuleitungsdrähten unmittelbar benachbart liegenden Glühfadenteile abwechselnd das größte positive Potential und wirken als Anoden für die Entladung gegenüber anderen mehr negativen Glühfadenteilen. Diese Teile können sich daher überhitzen, da sie sowohl als Widerstände als auch als Anoden durch eine Glimmentladung erhitzt werden. Beim Betriebe mit Gleichstrom gilt das nur von den in der Nähe des positiven Zuleitungsdrahtes liegenden Glühfadenstücken. Um eine Überhitzung der den Zuleitungsdrähten benachbarten Glühfadenteile zu vermeiden, werden diese Glühfadenteile daher zweckmäßig aus stärkerem Drahte hergestellt.

  Die in Abb.3 dargestellte Lampe unter

  scheidet sich von derjenigen nach Abb. i nur

  dadurch, daß diese in an sich _ bekannter

  Weise eine doppelwandige Glocke besitzt, bei

  welcher der Räum zwischen den beiden Wän-

  den zwecks Verringerung der- Wärmeverluste

  zweclÜnäßig entlüftet ist. o --- - - - '

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: .i. Elektrische Lampe mit einem in der Lampenglocke beim Betriebe entwickelten Metalldampfe, gekennzeichnet durch die Verwendung von Alkalimetalldampf, zwecktnäßig Natriumdampf, welcher durch Innehaltung einer Temperatur von Zoo bis 300° C auf einem Drucke von weniger als etwa 0,05 mm Quecksilbersäule gehalten wird und dadurch beim Betriebe der Lampe an Lichtnetzen üblicher Spannung zum hellen Leuchten kommt.
2. 2. Lampe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß `die Entladung in der Alkalimetalldampfatmosphäre zwischen einem Glühfaden aus hitzebeständigem Materiale, beispielsweise Wolfram, als Kathode und einer gleichfalls aus hitzebeständigem Materiale, wie Wolfram, bestehenden, zweckmäßig plattenförmigen Anode erfolgt.
3. 3. Lampe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladung durch den Dampf des Alkalimetalles im Nebenschlusse zu einem Glühfaden vor sich geht.