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Entladungsröhre, insbesondere zum Gebrauch als Überspannungsschutz
Die Erfindung bezieht sich auf eine insbesondere für den Gebrauch als überspannungsschutz
bestimmte Entladungsröhre, und sie hat zum Zweck, solche Röhren schon bei verhältnismäßig
niedrigen, Spannunken rchsc ea. zu-1assen.- Es wird dabei diedubekannte Eigenschaft
der.Alkajznetalle benutzt, daß sie die Zündspannung der Röhre wesentlich erniedrigen
können. Bei den bekannten Röhren mit Elektroden aus Alkalimetall, z. B. aus Kalium
oder Natrium; zeigt sich der übelstand, daß diese Metalle beim Durchgang der Entladung
flüssig werden, so daß die Röhre stets in- einer bestimmten Stellung benutzt werden
muß, und in Entladungsröhren mit Elektroden, auf denen ein Niederschlag von Alkalimetallen
angebracht ist, verdampft dieses Metall bald, worauf die Wirkung des Alkalimetalles
aufhört.
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Gegenstand der Erfindung ist, die mit dem Gebrauch von Alkalielektroden
verknüpften Vorteile zu erhalten, ohne daß jedoch die obererwähnten Nachteile auftreten.
Zu diesem Zwecke bestehen beide oder tzne der Elektroden teilweise aus einem Gemisch
einer Alkaliverbindung und eines Stoffes, der das Alkalimetall aus der Verbindung
in Freiheit setzen kann. Aus dem Gemisch wird bei jeder in der Röhre auftretenden
Entladung eine gewisse Alkalimetallmenge frei. Es wird dadurch erreicht, daß, das
während einer Entladung verdampfende Alkalimetall wieder durch neu gebildetes Metall
ersetzt wird, so daß die Wirkung des Alkalimetalles, nämlich die Erniedrigung der
Zündspannung der Röhre"-1age Zeit erhalten bleibt: Die Entladungsröhre gemäß der
Erfindung eignet sich insbesondere für den Gebrauch als überspannungsschutz, da
sie in dieser Anwendung j edesmal nur eine kurze Zeit Strom durchzulassen braucht.
Da die Lebensdauer der Entladungsröhre u. a. durch die Menge der Alkaliverbindung
bestimmt wird, so ist es vorteilhaft, diese Menge nicht zu klein zu wählen. Eine
für den Zweck der Erfindung geeignete Verbindung ist Alkalichlorid, das mit einer
Menge eines Stoffes vermischt wird, der eine große Affinität zu Chlor besitzt, wie
z. B. Magnesium. Natriumchlorid und Kaliumchlorid haben sich für den Zweck der Erfindung
als besonders geeignet erwiesen.
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Die Alkaliverbindung kann in einem napfartigen Teil der Elektrode
angebracht sein, der mittels eines Metallgewebes abgeschlossen ist. Statt eines
Metallgewebes kann auch eine perforierte Metallplatte verwendet werden.
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In einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Elektrode zum Teil
aus üblichem Elektrodenmaterial, z. B. aus Nickel, das teilweise amalgamiert ist,
und zwar wird das Metallgewebe oder die perforierte Metallplatte,
zweckmäßig
oberflächlich amalgamiert. Das Amalgamieren eines Teiles der Elektrode bietet den
Vorteil, daß sich das bei der Entladung frei werdende Alkalimetall wenigstens teilweise
mit Quecksilber verbindet und sich in dieser Form weniger schnell verflüchtigt.
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Die Bildung eines Alkaliamalgames kann aber auch auf andere Weise
erzielt werden, z. B. durch Einführung von ein wenig Quecksilber in die Röhre oder
durch Zusatz eines Quecksilbersalzes zu dem Gemisch von Alkalichlorid und Magnesium.
Im letzteren Falle wird bei jeder Entladung ein Alkaliamalgam frei. Eine Entladungsröhre
gemäß der Erfindung kann weiter zu Reklame- und Signalzwecken benutzt werden, und
sie eignet sich insbesondere für eine Reklamebeleuchtung, die durch An- und Ausgehen
die Ä.üfmerksamkeit des Publikums mehr auf sich zieht als eine dauernd leuchtende
Reklame.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung
ist als Beispiel eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die dazu bestimmt
ist, als überspannungsschutz zu dienen.
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Innerhalb einer Glasröhre i sind zwei Stützstäbchen z und 3 für die
Elektroden angeordnet, und die Stäbchen sind in Füßchen 4 bzw. 5 eingeschmolzen.
Die Stromzuführungsdrähte für die Elektroden sind mit Metallkappen 6 und 7 verbunden,
die in bekannter Weise an der Röhre i festgekittet sind. Die Kappen können mit Metallflügeln
8 und 9 versehen sein, mittels deren die Röhre m einen zum Ableiten von Überspannungen
dienenden Kreis einer zu schützenden Installation eingeschaltet werden kann. Die
Röhre ist zweckmäßig mit einer Edelgasfüllung, z. B. mit Argon oder Neon; -- ün
er geringem Druck gefüllt. So hat man z. B. gefunden, daß mit einer Argonfüllung
unter einem Drucke von z bis io mm Quecksilbersäule gute Ergebnisse erzielt werden.
Bei Verwendung einer Neonfüllung ist der Druck ein wenig höher.
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An den Stützstäbchen z und 3 ist je eine Kappe io aus Nickel oder
einem anderen gebräuchlichen Elektrodenmaterial durch Schweißen oder auf andere
Weise befestigt. Die Kappe io besitzt einen napfförmigen Teil, in dem eine mit Magnesium
vermischte Kaliumchloridmenge i i angebracht ist. Dieses Gemisch wird im napfförmigen
Teile von einem um die Kappe io herum angeordneten Metallgewebe 1a festgehalten,
das gleichfalls aus Nickel oder einem ähnlichen Stoff bestehen kann.
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Nachdem die Röhre entlüftet und mit einer Edelgasfüllung versehen
worden ist, wird sie von der Pumpe abgeschmolzen, worauf zwischen beiden Elektroden
eine Bogenentladung herbeigeführt wird. Es wird dabei ein wenig Kaliumchlorid zersetzt,
und Kalium wird frei. Die Röhre ist dann zum Gebrauch fertig. Es hat sich herausgestellt,
daß bei einer Röhre der beschriebenen Art eine t?berspannung von etwa ioo Volt,
öfter auch von einer noch niedrigeren Spannung, schon einen Durchschlag der Röhre
zur Folge hat. Es wird dabei zwar das auf den Elektroden vorhandene Kalium teilweise
verdampft, aber es wird zugleich eine neue Kaliumchloridmenge zersetzt, so daß'
sich auf den Elektroden stets eine bei der vorhergehenden Entladung entstandene
Kaliummenge befindet.
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Es empfiehlt sich, das Metallgewebe i2 an der Oberfläche zu amalgamieren,
wodurch das frei werdende Kalium von Quecksilber gebunden wird und infolgedessen
weniger schnell verdampft.
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Infolge der niedrigen Durchschlagspannung der Röhren gemäß der Erfindung
eignen sie sich insbesondere für den Gebrauch als überspannungsschutz für Antennen,
Telegraphen-und Telephonleitungen und andere Schwachstromanlagen.