DE597745C - Elektrische Entladungsroehre mit Metalldampffuellung, insbesondere zum Aussenden von Lichtstrahlen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 30. MAI 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE-21 f GRUPPE 82oe

von Lichtstrahlen

Zusatz zum Patent 594

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Januar 1933 ab Das Hauptpatent hat angefangen am 16. August 1932.

Im Hauptpatent 594 634 ist eine elektrische Entladungsröhre, insbesondere zum Aussenden von Lichtstrahlen, beschrieben, die einen Metalldampf, ζ. B. Natriumdampf, enthält und in der ein Schirm angeordnet ist, der einen Raum abschließt, in dem Kondensation des Metalldampfes vermieden werden soll, wobei dieser abgeschlossene Raum durch einen langen engen Kanal mit dem Röhrenteil in Verbindung gebracht ist, in dem sich die Entladungsbahn befindet. Hierdurch kann verhindert werden, daß der Metalldampf in einen Röhrenteil eindringt, der beim Betrieb eine niedrigere Temperatur hat, als der Teil,

j 5 in dem die Entladung vorgeht und dort kondensiert. Es .wird hierdurch nicht nur vermieden, daß der Dampf in" dem Entladungsraum einen zu niedrigen Druck annimmt und aus diesem Raum entfernt wird, sondern es wird auch die Möglichkeit geschaffen, die Wand des abgeschlossenen Raumes ganz oder teilweise aus einem Material herzustellen, das gegen die Einwirkung des Metalldampfes nicht beständig ist. Überdies wird in bestimmten Fällen die Bildung von leitenden Niederschlägen zwischen spannungsführenden Teilen, z. B. Stromzuführungsdrähten, vermieden.

Im Hauptpatent ist z. B. eine Entladungsröhre dargestellt, die im Entladungsraum Natriumdampf enthält und in der die Elektroden auf ein Füßchen der in der Röhrentechnik üblichen Form angeordnet sind. Oberhalb dieses Füßchens ist ein Schirm angeordnet, der an die Wand der Röhre anschließt und den rings um das Füßchen gebildeten Raum von dem Entladungsraum abschließt. Die Wand dieses Entladungsraumes besteht mindestens an der Innenseite aus einem Glas, das gegen Natriumdampf beständig ist; das Füßchen kann jedoch aus gewöhnlichem, gegen diesen Dampf nicht beständigem Bleiglas hergestellt werden, was die Einschmelzung der Stromzuführungsdrähte erheblich erleichtert.

Wie im Hauptpatent dargelegt wurde, macht der Kanal, der die beiden Räume miteinander verbindet, es möglich, die verschiedenen Teile der" Entladungsröhre gleichzeitig zu evakuieren. Infolge des engen Durchschnittes des Kanals destilliert beim Betrieb der Röhre der Natriumdampf nur sehr lang-

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

Cornells BoI in Eindhoven, Holland.

sam in den vom Schirm abgeschlossenen Raum hinüber.

Obwohl mit der Konstruktion nach dem Hauptpatent sehr gute Ergebnisse erreicht worden sind, hat die Erfindung eine Verbesserung dieser Konstruktion zum Zweck, wodurch die Lebensdauer der Entladungsröhre gesteigert wird. Es ist nämlich gefunden worden, daß bei längerem Betrieb der im Hauptpatent beschriebenen Röhre in vielen Fällen doch noch ein Teil des verdampfbaren Metalles in den abgeschlossenen Raum eindringt und dort kondensiert, wodurch auf die Dauer die oben angegebenen Nachteile auftreten. Die im abgeschlossenen Raum vorhandenen Glasteile, die gegen den Metalldampf nicht widerstandsfähig sind, werden bei längerem Betrieb derart durch den Metalldampf angegriffen, daß sie zur Zerstörung der Röhre Anlaß geben können. Besteht z. B. das Füßchen einer Natriumdampfentladungsröhre aus Bleiglas, so wird dieses Füßchen durch den chemischen Angriff geschwächt; es tritt in sehr vielen Fällen dann der Übelstand auf, daß das Füßchen zerspringt. Die Gefahr des Zerspringens des geschwächten Füßchens wird besonders dadurch vergrößert, daß beim betriebsmäßigen Ein- und Ausschalten der Röhre das Füßchen abwechselnd kalt und warm wird. Sind im abgeschlossenen Raum nur Glasteile vorhanden, die gegen den Metalldampf widerstandsfähig sind, so besteht die Gefahr, daß der Dampf sich zwischen zwei Stromzuführungsdrähten absetzt, die eine Spannung gegeneinander aufweisen, was Anlaß zu Kriechströmen gibt, die zu der Zerstörung der Röhre führen können.

Die Verbesserung besteht nun darin, daß in der Nähe des in den abgeschlossenen Raum mündenden Endes des Kanals eine Substanz angeordnet wird, die den Metalldampf bindet. Der bis zu dieser Substanz dringende Metalldampf wird dann infolge der Bindung durch diese Substanz daran gehindert, in dem abgeschlossenen Raum seine schädliche Wirkung auszuüben. Die Substanz kann z. B. aus einer chemischen Verbindung oder einem anderen Stoff bestehen, der mit dem Metalldampf eine chemische Reaktion eingeht, wobei nur feste Stoffe gebildet werden. Bei Vorhandensein von Alkalimetalldämpfen, insbesondere Natriumdampf, im Entladungsraum können z. B. Stoffe wie Bleioxyd, Zinndioxyd und Wolframoxyd verwendet werden. In diesem Falle kann man auch Glas benutzen, das vom Alkalimetall angegriffen wird, z. B. Bleiglas. Die Substanz kann auch aus Tellur bestehen, das mit Natriumdampf chemisch reagiert und Natriumtellurid bildet. Statt eines chemisch reagiernden Stoffes kann man auch Metalle verwenden, die mit dem Metalldampf eine Legierung bilden, z. B. Zinn, Blei oder Zink. Weiter kann man Calciumfluorid benutzen, das Natriumdampf sehr stark absorbiert, besonders wenn es durch Vakuum- sublimierung als aktive Schicht hergestellt ist. Außer aus Natrium kann der in der Röhre vorhandene Dampf selbstverständlich auch aus anderen Metalldämpfen bestehen. Enthält die Röhre z. B. Cäsiumdampf, so kann man für die Bindung dieses Dampfes z. B. Bleiglas oder Wolframoxyd, die mit Cäsiumdampf eine chemische Reaktion eingehen, ferner Zinn oder Blei, die mit Cäsiumdampf legieren, oder Graphit, das Cäsiumdampf absorbiert, benutzen. Bleiglas oder Zinn lassen sich z. B. auch verwenden, wenn der Dampf aus Magnesium- oder Lithiumdampf besteht. Thalliumdampf wird in Form einer Legierung sehr gut durch Zinn oder Blei gebunden.

Es ist darauf zu achten, daß der Dampfdruck der zum Binden des Metalldampfes benutzten Substanz und der dabei entstehenden Produkte nicht so hoch ist, daß die Wirkung der Röhre ungünstig beeinflußt wird. Weiter wird es einleuchten, daß auch mehrere Stoffe, gegebenenfalls Mischungen, die den Metalldampf binden können, angewendet werden können.

Zweckmäßig wird der Kanal an seinem in den abgeschlossenen Raum mündenden Ende durch eine Hülle umgeben, die an der gegenüber der Austrittsöffnung des Kanals liegenden Stelle geschlossen ist. Dabei wird diese Hülle mindestens an der dem Kanal zugewendeten Seite aus einer Substanz der oben angegebenen Art, nämlich aus einem Stoff, der den Metalldampf bindet, hergestellt. Der aus dem Kanal gelangende Metalldampfstrom trifft diese Hülle und wird dann von der erwähnten Substanz gebunden. Eine einfache Konstruktion erhält man, wenn man den Kanal an seinem Ende durch ein konzentrisches, an einer Seite geschlossenes Röhrchen aus den Metalldampf bindenden Glase umgibt.

Gemäß einer anderen einfachen Konstruktion läßt man die Wand des Kanals teilweise aus der betreffenden Substanz bestehen. Gemäß dem Hauptpatent kann der Kanal z. B. no durch ein Magnesiumoxydröhrchen gebildet werden. Es ist nun möglich, dieses Magnesiumoxydröhrchen mit einem Röhrchen aus geeignetem Glas, z. B. Bleiglas, zu verlängern. Auch ist es möglich, die Kanalwand an der Innenseite teilweise mit der Substanz zu überziehen.

Bisweilen kann die den Metalldampf bindende Substanz so gewählt werden, daß bei Bindung dieses Dampfes eine derartige Volumenvergrößerung der Substanz stattfindet, daß die Durchströmungsöffnung des

Kanals verringert wird. Dies ist z. B. der Fall, wenn' die Röhre Cäsiumdampf enthält und Graphit zur Bindung dieses Dampfes benutzt wird. Das Graphit kann z. B. in Form eines kleinen gepreßten Zylinders im Ende des Kanals lose angeordnet werden. Dieses Zylinderchen hindert beim Evakuieren nicht, schwillt jedoch beim Absorbieren von Cäsiumdampf auf und verringert dadurch die to freie öffnung des Kanals. Gegebenenfalls wird der Kanal ganz abgeschlossen.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, näher erläutert.
!5 Die abgebildete Entladungsröhre zeigt eine Glaswand i, die an der Innenseite aus kieselsäurearmem Borosilikatglas besteht, das gegen Alkalimetalldämpfe, insbesondere Natriumdampf, widerstandsfähig ist. An der Außenseite besteht die Wand aus gewöhnlichem Glase. Das Füßchen 2 mit der Quetschstelle 3 ist aus Bleiglas hergestellt. Die Röhre ist durch den z. B. aus Chromeisen oder Glimmer bestehenden Schirm 4 in zwei Räume geteilt. Im "Entladungsraum befinden sich eine schraubenförmig gewundene Glühkathode ζ, in der Abbildung nur von der Stirnseite sichtbar, und zwei ringförmige Anoden 6, die auf der Quetschstelle 3 angeordnet sind, wobei dafür Sorge getragen ist, die Poldrähte der Elektroden mit isolierenden Röhrchen zu umgeben. In der Röhre befindet sich ein Edelgas, z. B. Neon, mit einem Druck von etwa 2 mm, während in den Entladungsraam eine Menge Natrium eingeführt ist.

Der obenerwähnte Schirm 4, der die Isolierröhrchen der Poldrähte eng umschließt, hat einen umgebogenen Rand, der an eine Einbuchtung 7 der Röhrenwand anschließt. Der Abschluß wird mit Hilfe eines geeigneten Klebemittels 7, z..B. einer Lösung von Talg in Wasserglas, verbessert.

Durch den Schirm 4 hindurch ist das aus Magnesiumoxyd bestehende Röhrchen 8 ge-♦5 steckt. Wie im Hauptpatent angegeben, hat dieses Röhrchen einen kleinen Querschnitt und eine große Länge. Das Röhrchen macht es möglich, die ganze Entladungsröhre zu gleicher Zeit zu evakuieren, während beim Betrieb der Natriumdampf nur äußerst langsam in den unteren abgeschlossenen Raum der Röhre eindringt. Die kleinen Mengen des Dampfes, die beim längeren Betrieb in diesen Raum gelangen, würden das Glas des Füßcheus auf die Dauer derart angreifen, daß die Eigenschaften des Glases vollständig geändert werden und das Füßchen zerspringt. Das untere Ende des Röhrchens 8 ist nun durch den aus Bleiglas bestehenden Zylinder 9 umgeben, der mit Hilfe eines Klebemittels an dem Füßchen 2 befestigt ist. Der Zylinder 9 ist am unteren Ende geschlossen, so daß der aus dem Röhrchen 8 kommende Metalldampf längs der Wand des Zylinders 9 streicht, wobei der Dampf durch das Bleiglas chemisch gebunden wird. Wenn nötig, kann man den Zylinder 9 durch einen zweiten Bleiglaszylinder umgeben, der an seinem unteren Ende offen ist und am oberen Ende gegen das Röhrchen 8 oder den Schirm 4 anschließt.

Statt Bleiglas kann man auch andere Stoffe verwenden, die bei den im Röhrenbetrieb auftretenden Temperaturen den Metalldampf binden können. Man kann den Zylinder 9 z. B. an der Innenseite mit Zinn überziehen und den Zylinder dann mit Vorteil aus Kupfer herstellen. Auch ist es möglich, die den Metalldampf bindende Substanz im unteren Ende des Röhrchens 8 anzubringen. Dieses¹ Ende kann z. B. an der Innenseite mit Bleiglas oder Zinn bedeckt werden, oder man kann einen verzinnten Kupferdraht im Röhrchen 8 befestigen.

Im allgemeinen soll die den Dampf bindende Substanz derart angeordnet werden, daß dieser Dampf noch im langen Kanal oder sehr bald, nachdem er den Kanal verlassen hat, gebunden wird; es ist jedoch auch möglich, die Substanz auf der Wand des abgeschlossenen Raumes anzubringen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrische Entladungsröhre, insbesondere zum Aussenden von Lichtstrahlen, die einen Metalldampf, z. B. Natriumdampf, enthält und in der ein Schirm angeordnet ist, der einen Raum abschließt, in dem Kondensation des Metalldampfes vermieden werden soll, wobei dieser abgeschlossene Raum durch einen langen engen Kanal mit dem Entladungsraum der Röhre in Verbindung steht, gemäß Patent S94 634, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des in den abgeschlossenen Raum mündenden Endes des Kanals eine Substanz angeordnet ist, die den Metalldampf bindet.

2. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Substanz mindestens die Innenwand einer Hülle hergestellt ist, die den Kanal an seinem Ende umgibt und die an der gegenüber der Austrittsöffmtng des Kanals liegenden Stelle geschlossen ist.

3. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle den Kanal an seinem Ende als konzentrisches Röhrchen umgibt und aus einem den Metalldampf bindenden Glase hergestellt ist.

4. Elektrische Entladungsröhre nach Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Wand des Kanals teilweise aus einer Substanz besteht, die den Metalldampf bindet.

5. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Kanals an der Innenseite teilweise mit der erwähnten Substanz überzogen ist.

6. Elektrische Entladungsröhre nach Ansprüchen 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Metalldampf bindende Substanz bei der Bindung des Metalldampfes ihr Volumen vergrößert so daß hierdurch eine Verringerung der Durchströmöffnung des Kanals bewirkt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

BERLIN. GEDRUCKT IN DER