DE511237C - Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines niedrigen Dampfdruckes im Leuchtrohre von Niederdruck-Metalldampflampen mit fluessigen Elektroden - Google Patents

Description

Es ist seit Jahren bekannt, daß man eine intensive Bestrahlung, insbesondere kurzer Wellenlängen, z. B. 253 μμ, mit luftgekühlten Quarz-Quecksilber-Dampflampen nur in den ersten Sekunden nach der Zündung erhält. Man weiß, daß für die rasche Abnahme dieser Strahlungen die durch die Lichtbogenwärme bedingte Steigerung des Dampfdruckes verantwortlich zu machen ist

ίο und hat darum für Kühlung durch Eintauchen des ganzen Brenners in fließendes Wasser gesorgt. Bei dieser Anordnung muß aber die nutzbare Strahlung das Kühlwasser und die Wand des Kühlers durchsetzen und erleidet dabei Verluste, die selbst bei Verwendung reinsten Kühlwassers und Kühlerwänden aus durchsichtigem Quarzglas zu beachten sind. Dazu kommt noch, daß bei dieser Außenkühlung des gesamten Brenners sich die Metalldämpfe andauernd in Tropfenform auf der Innenseite des Leuchtrohres niederschlagen und eine weitere Schwächung der Strahlung bedingen. Obgleich man mit Hilfe eines Magneten den letztgenannten Nachteil dadurch beheben kann, daß man den Lichtbogen dicht an die Wandung drängt und dadurch auch den weiteren Vorteil gewinnt, daß die von der Strahlung innerhalb des Brennerrohres zu durchsetzende Dampfschicht stark vermindert wird, hat man damit einen Erfolg doch nur für wissenschaftliche Zwecke erzielt, weil man auf diese Weise nur beschränkte Teile des Leuchtrohres behandeln kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun diese Mängel dadurch behoben, daß man den gewünschten niedrigen Dampfdruck nicht durch Kühlung des Leuchtrohres erreicht, sondern durch Kondensräume, die mit den Polgefäßen verbunden sind und stark gekühlt werden, oder aber durch Pumpeinrichtungen, welche die Dämpfe an den Enden der Leuchtrohre dauernd absaugen. Diese Maßnahmen werden verständlich, wenn man sich vergegenwärtigt, daß der im Brenner herrsehende Dampfdruck nicht durch das Leuchtrohr selbst beeinflußt wird, sondern lediglich durch die Verdampfung der flüssigen Elektrode bzw. Elektroden bedingt wird. Daraus zieht die vorliegende Erfindung zum ersten Male den Schluß, daß auch die Kühlung des Brenners auf die flüssigen Elektroden bzw. deren Nähe zu beschränken sei. Da es durch mit Hilfe von Flüssigkeiten gekühlte Kondensräume in der Nähe der flüssigen Elektroden bei reichlichen Abmessungen gelingt, den Dampfdruck im Brenner sehr niedrig zu halten, gewinnt man den Vorteil, das Leucht-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Arthur Kröner in Hanau a. M.

rohr, das bei diesen niedrigen Drucker außergewöhnlich lang ausfällt, ohne Behinderung durch einen Kühler frei ausstrahlen lassen zu können, wobei selbst dann jede Kondensation im Leuchtrohr vermieden werden kann, wenn mit Rücksicht auf besonders temperaturempfindliche zu bestrahlende Stoffe doch ein Gas- oder Flüssigkeitsmantel in den Strahlengang gebracht werden muß. ίο Eine Kühlung der flüssigen Elektroden allein erweist sich nicht als ausreichend, selbst wenn sie durch kräftige Wasserspülung bewirkt wird. Es ist unbedingt erforderlich, einen Kondensraum in der Nähe der Elektrode anzuordnen. Am besten wird die flüssige Elektrode in dem Kondensraum selbst untergebracht, der nicht nur reichliche Abmessungen erhält, sondern außerdem noch mit Wasser oder anderen Kühlmitteln gekühlt wird, wie es beispielsweise die Fig. 1 zeigt, nach der das Ende des Leuchtrohres r zentrisch in den Kondensraum 2 hineinragt, der vom Kühler 3 mit seinen Zu- und Abwasserleitungen 4 und 5 umfaßt wird. 6 stellt die Stromzuführung dar, die in Verbindung mit dem Quecksilber 7 steht. Der Lichtbogen geht von einem kleineren oder größeren Teil der freien Oberfläche des Quecksilbers aus, je nachdem die Elektrode als Kathode oder Anode dient. Der beim Brennen entwickelte Dampf geht ebenfalls von der Oberfläche aus und strömt im allgemeinen senkrecht von ihr ab, im vorliegenden Falle also nach oben. Da außerdem auch noch das Leuchtrohr nach oben verlängert werden kann, wird der Dampf auf seinem Wege dahin auf den Kühlflächen kondensiert.

Auch die untere Elektrode wird zweckmäßig mit einem Kondensraum ausgestattet und mit Wasser gekühlt (Fig. 2). Benutzt man sie als Kathode, so ist das bekannte Umherwandern des Fußpunktes nur günstig, ja man wird evtl. durch einen axialen Magneten 8 ein Kreisen der Kathode erzwingen, weil der Dampfstrahl dann nicht so leicht in das Leuchtrohr trifft. Man kann aber auch durch weitere Maßregeln dasselbe erreichen. Man kann z. B-. auch hier das Leuchtrohr tiefer in das Kondensgefäß hineinragen lassen, wobei man diesen Teil ebenfalls doppelwandig halten und mit dem Wasser des Kühlmantels kühlen kann, wie es die Fig. 3 zeigt. Ferner kann man der Mündung des Leuchtrohres gegenüber eine Platte 9 oder ein Rohr 10 (in der Figur punktiert angedeutet) anbringen, um den Lichtbogen umzulenken und den Dampf strom von ihm zu trennen und an die Kühlwände zu leiten.

Hatten die bisher besprochenen Maß-So nahmen vornehmlich den Zweck, den mittleren Dampfdruck in den Elektrodenräumen herabzusetzen und das Eintreten von Dampfströmen und -strahlen in das Leuchtrohr zu verhindern, so kommt man noch einen Schritt weiter, wenn man sich vergegenwärtigt, daß nicht der Druck in den Kondensräumen, sondern im Leuchtrohr selbst für die Strahlungsausbeute der kurzen Wellen des Ouecksilberlichtbogens maßgebend ist. Dementsprechend sind Anordnungen zu treffen, die im Leuchtrohr einen Druck herstellen, der noch wesentlich niedriger als in den Kondensräumen ist. Derartige Einrichtungen sind die Ouecksilberdampfpumpen der Hochvakuumtechnik. Man kann eine solche Pumpe, wie in der Fig. 4 angedeutet, in der 12 den Pumpenkörper, n die Dampf düse und 13 die Rückleitung des kondensierten Quecksilbers darstellt, während die kleineren Zahlen ihre frühere Bedeutung behalten, so anordnen, daß der Dampfstrahl 11 konzentrisch in das Ende des Leuchtrohres eintritt und in diesem den gewünschten Unterdruck erzeugt. Die Beheizung der Pumpe könnte durch einen Teil des Vorschaltwiderstandes der Lampe erfolgen. Immerhin wäre man gezwungen, den Kondensraum mit Rücksicht auf die durch die Pumpe vergrößerten Dampfmengen reichlicher zu bemessen. Diesen Nachteil kann man dadurch beheben, daß man die Elektrodenenergie selber zur Lieferung des saugenden Dampfstrahls heranzieht. Nach Fig. 5 sitzt der Füßpunkt des Lichtbogens innerhalb des gebogenen Ouarzrohres 14. Der Lichtbogen -geht durch die öffnung 11 zunächst nach oben, kehrt aber dann durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Leuchtrohrehde 1 und der Dampfdüse nach unten um, während der Dampfstrahl zentrisch nach oben strömt und den gewünschten Unterdruck im Leuchtrohr erzeugt.

Da man außerdem noch das Leuchtrohrende ι zwecks Kühlung doppelwandig machen kann, wird man den Lichtbogen unter so niedrigen Drucken brennen können, daß seine eigene Absorption auch bei größerem Durchmesser nicht erheblich stört.

In der vorstehenden Beschreibung ist der Einfachheit halber ausschließlich auf senkrecht stehende Brennerformen Bezug genommen worden; es steht nichts im \Vege, auf Brenner mit geneigtem oder horizontalem oder auch beliebig geführtem Leuchtrohr die maßgebenden Gesichtspunkte zu übertragen, ohne an ihnen etwas Wesentliches zu ändern. Ebenso wird es als selbstverständlich angesehen, daß man die beschriebenen Einrichtungen sowohl an Brennern mit nur einer flüssigen Elektrode als auch mit zwei oder mehreren verwenden kann und daß es unter Umständen, z. B. bei Tiefkühlung, als aus-

reichend betrachtet werden kann, wenn nur eine der flüssigen Elektroden mit der beschriebenen Einrichtung versehen wäre.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines niedrigen Dampfdruckes im Leuchtröhre von Niederdruck-Metalldampflampen mit flüssigen Elektroden, dadurch

ίο gekennzeichnet, daß die die flüssigen Elektroden enthaltenden Polgefäße mit Kondensräumen versehen und gleichzeitig entweder stark gekühlt oder aber an Pumpeinrichtungen angeschlossen sind, * 15 welche den Metalldampf an den Enden des Leuchtrohres dauernd absaugen.

2. Metalldampf lampe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einbauten in den Kondensräumen oder durch Gestaltung der Kondensraumwandungen, welche eine Ab- oder Umlenkung des Lichtbogens herbeiführen sowie die durch den Lichtbogen erzeugten Dampfströmungen vom Leuchtrohr abhalten und auf die Kühlflächen lenken.

3. Metalldampf lampe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Leuchtrohr und den Kondensraum eine Quecksilberdampfpumpe eingeschaltet ist, welche im Leuchtrohr einen geringeren Druck aufrechterhält als im Kondensraum.

4. Metalldampflampe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Elektroden ausgehende Ouecksilberdampf strahl selbst derart ins Leuchtrohr eingeführt und nach dem Kondensraum zu gerichtet wird, daß er nach Art einer Dampfstrahlpumpe auf den Inhalt des Leuchtrohres saugend wirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen