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Elektrische Quecksilberdampflampe oder Gleichrichter, bei denen das
Zünden des Lichtbogens durch teilweises Verdampfen des vor dem Zünden das Leuchtrohr
füllenden Quecksilbers erfolgt Quecksilberdampflampen unter Atmosphärendruck brennend,
bei denen das Zünden des Lichtbogens durch teilweises Verdampfen des vor dem Zünden
das Leuchtrohr füllenden Quecksilbers oder sonstigen flüssigen Elektrodenmaterials
erfolgt, sind bekannt. Diesen Brennern haften jedoch mannigfache :Mängel an. So
z. B. lassen sich derartige Brenner nicht transportieren ohne dieGefahr, daß hierbei
Luft oder sonstige Verunreinigungen in die Brennröhre gelangen, wodurch deren Funktion
gestört wird. Auch durch die bei diesen Brennern mögliche Oxydation des Ouecksilbers
durch die Außenluft treten Störungen auf; durch die Möglichkeit des Verdampfens
von Quecksilber ist zudem gesundheitlicHer Schaden nicht ausgeschlossen. Man war
also gezwungen, trotz der technischen Vorteile dieser Brennerart, sogenannte Vakuumbrenner
zu benutzen, deren Herstellung schwierig und teuer ist und deren Luftleere nicht
konstant gehalten werden kann. Der Gedanke, einen Brenner herzustellen, der die
vorgenannten Mängel nicht mehr hat, ist bis heute noch nicht- verwirklicht worden.
Man hat schon einen Brenner vorgeschlagen, der aus einem an seinen Enden mit Einschmelzelektroden
versehenen Quarzrohr bestand und teilweise mit Quecksilber gefüllt war, in welchem
sich ein Verdrängungskörper befand, der unter Einwirkung eines magnetischen Feldes
deformierbar ist und bei Verringerung seines Volumens die Zündung der Lampe herbeiführen
sollte.
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Abgesehen davon, daß schon bei Verwendung von Quarz als Werkstoff
für den Brenner die Herstellung wegen der hohen Verarbeitungstemperatur von etwa:2ooo°
unmöglich ist, da der Verdrängungskörper hierbei natürlich zerstört werden würde,
würde auch dessen vollkommene Füllung aus gleichem Grunde undurchführbar sein. Ein
wesentliches Merkmal des bekannten Brenners besteht darin, daß er nicht unter Atmosphärendruck
brennen soll.
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Die vorliegende Erfindung schafft einen Brenner, welcher die vorerwähnten
Mängel nicht mehr hat. Dieser Brenner ist zwar von der Außenluft vollkommen abgeschlossen,
steht jedoch unter der Einwirkung ihres Druckes. Der Brenner ist lückenlos mit Ouecksilber
gefüllt, was bisher unbekannt war. Beim Entstehen des Lichtbogens wird das Ouecksilber
in ein elastisches Polgefäß abgedrängt. Beim Erlöschen desselben drückt die Atmosphäre
und das gespannte elastische Polgefäß das Ouecksilber wieder in die durch den Lichtbogen
geschaffene Lücke zurück. Ein Eintreten von Luft und eine Oxydation oder sonstige
Verunreinigung des Quecksilbers ist ausgeschlossen. Diese Brenner können daher jedenTransport
vertragen ohne
zu zerbrechen, wie dies sonst bei Brennern mit nicht
vollkommen ausgefülltem Raum sehr leicht der Fall ist. Durch die Wahl von verschieden
elastischen Polgefäßen ist es möglich geworden, Brenner für den verschiedensten
Innendruck (Hochdruckbrenner) herzustellen, da außer dem Druck der Atmosphäre zusätzlich
der Druck des Polgefäßes auf das Brennerinnere wirkt. Brenner dieser Art eignen
sich sowohl für ein- wie auch mehrphasigen Betrieb. In diesem Fall werden so viel
Brenner verwendet, als Phasen vorhanden sind, und zwar derart, daß die fest eingeschmolzenen
Elektroden an die Kathodenleitung, die der elastischen Polgefäße an die Anodenleitungen
gemäß der bekannten Cooper-Hewittschen Gleichrichterschaltung gelegt werden. Auch
wenn zwei oder mehrere solcher Brenner mit gemeinsamer Kathode zusammengebaut sind,
kann zweckmäßig die Cooper-Hewittsche Schaltung benutzt werden.
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Durch die Anordnung einer abwärts gerichteten, mit der Leuchtröhre
einen spitzen Winkel bildenden, fest eingeschmolzenen Kathode wird erreicht, daß
einerseits. die Zündung leicht und rasch erfolgt, anderseits wird hierdurch die
richtige Füllung des Kathodengefäßes mit Elektrodemnaterial gewährleistet. Durch
das Kühlverhältnis der Kathode gegenüber der Anode, welches in vorliegendem Falle
so gewählt ist, daß ein Oüecksilberniederschlag an der Kathode infolge ihrer hohenTemperaturvermieden
wird, ist ferner erreicht, daß die Menge des Elektrodenmaterials an der Kathode
auch nach sehr langer Brennzeit weder zu- noch abnimmt. Das Wandern des Lichtbogens,
ebenso auch das Verschmoren der Elektroden ist vermieden.
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Da die Anwendung elastischer Polgefäße, vorzugsweise aus Gummi, nur
möglich ist, wenn dieTernperatur des Elektrodenmateriais an der Anode so niedrig
gehalten wird, daß das elastische Gefäß bzw. die erforderliche Abdichtung desselben
mit dem Quarzbrenner selbst keinen Schaden leidet, liegt der Erfindung eine besondere
Kühleranordnung der Anode zugrunde. Zwischen dem Anodenpolgefäß und derLeuchtröhre
ist ein senkrechter Kühler vorgesehen. Das Brennerrohr mündet oberhalb der 1Iündung
des Anodenpolgefäßes, welches sich an tiefster Stelle des Kühlers befindet. Erreicht
ist hierdurch, daß die von der Brennerröhre kommende Wärme infolge Auftriebs im
Kühlerkolben festgehalten und nach außen abgegeben wird. Das gekühlte Quecksilber
sammelt sich an der tiefsten Stelle des Kühlers, dort, wo das Anodenpolgefäß angesetzt
ist. ' Die Zeichnung veranschaulicht die beispielsweise Ausführungsform eines solchen
Brenners.
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Fig. i zeigt den Brenner in Seitenansicht; a ist das Leuchtrohr; h
der senkrecht angeordnete Kühler, c das elastische Polgefäß und e dessen Elektrode.
Die Heizwicklung d dient zum Zünden des Lichtbogens.
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Fig. 2 zeigt den Brenner in Vorderansicht. Die Elektrode f ist am
Leuchtrohr so angesetzt, daß sie abwärts gerichtet mit ihm einen spitzen Winkel
bildet: Fig. 3 ist der Schnitt durch das elastische Polgefäß. Die Elektrode a ist
in ihrem oberen Teil hohl und läuft nach der Kapillare hin konisch aus. Sie hat
zur Füllung und Entleerung des Brenners eine üffnung 1a, die durch den Verschlußknopf
i von außen zugänglich ist.
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Wird nun in der veranschaulichten Weise Strom durch den Brenner geschickt,
so kommt die Heizwindung d zum Glühen und damit das an dieser Stelle in der Röhre
befindliche Quecksilber zum Verdampfen. In demOuecksilberdampf entsteht -der Lichtbogen,
der das Quecksilber nach dem Polgefäß c hin gekühlt abdrängt.