-
Dampf schwerflüchtiger Metalle enthaltende elektrische Entladungslampe
mit einer sie umgebenden Hülle Die Erfindung bezieht sich auf eine Dampf schwerflüchtiger
Metalle enthaltende elektrische Entladungslampe mit einer sie umgebenden Hülle.
Mit schwerflüchtigen Metallen sind z. B. Natrium, Cadmium, Thallium, Magnesium gemeint,
d. h. Metalle, deren Dampfdruck bei aoo° C kleiner als i nun Quecksilbersäule ist.
Um in diesen Lampen, die sichtbare und unsichtbare Strahlen, z. B. ultraviolette
Strahlen, erzeugen können, den erforderlichen Metalldampfdruck zu entwikkeln, müssen
sie auf eine hohe Temperatur erhitzt werden. Die dazu erforderliche Wärme wird in
der Regel durch den Entladungsstrom selbst in der Lampe entwickelt.
-
Man hat gefunden, daß in vielen Fällen der Wirkungsgrad dadurch vergrößert,
werden kann, daß die Stromstärke kleiner als die .zur Erzeugung des gewünschten
Dampfdrukkes erforderliche Stromstärke gewählt wird. In ,diesem Fall muß neben der
durch den Entladungsstrom in der Lampe entwickelten Wärme der Lampe eine zusätzliche
Wärmemenge zugeführt werden.
-
Die Erfindung bezweckt, dies auf einfache, betriebssichere und wirtschaftliche
Weise zu ermöglichen, Gemäß der Erfindung enthält die die Entladungslampe umgebende
Hülle ein der Entladungslampe zur Bildung des erforderlichen Dampfdruckes wärmeabgebendes
Medium, das mit Hilfe eines Heizmittels von außen her geheizt wird. Als wärmeübertragendes
Medium verwendet man vorzugsweise einen zum Sieden gebrachten Stoff. Beim Betrieb
befindet sich dann die Entladungslampe in dem Dampf des siedenden Stoffes, wobei
der Dampf fortwährend kondensiert und zu dem geheizten Stoff zurückfließt. Dieser
Dampf bewirkt die entladungsunabhängige Heizung der Entladungslampe, und zwar in
einer für die Ökonomie, Betriebssicherheit und Lebensdauer der Entladungslampe sehr
zuträglichen Art. Bekanntlich ist nämlich der entwickelte Dampfdruck von der Temperatur
der kältesten Stelle dieses Entladungsgefäßes abhängig. Diejenigen dem Gefäß zugeführten
Wärmemengen, die einzelne Teile auf höhere Temperatur als die Temperatur der kältesten
Stelle bringen, werden nicht nur nutzlos erzeugt, -viehmehr können diese örtlichen
überhitzungen es auch sehr leicht mit sich bringen, daß die mechanische Festigkeit
der Wandung des Entladungsgefäßes beeinträchtigt wird, wobei noch besonders zu beachten
ist, daß das Material der Wandung mit Rücksicht auf den Metalldampfgehalt aus besonderen
Glasbildnern zusammengesetzt sein muß, um von diesen Dämpfen nicht angegriffen zu
werden. Eine gleichmäßige Temperaturverteilung
über die Wandung
des Entladungsgefäßes, wie sie durch das die Lampe vollständig umgebende wärmeübertragende
Medium in der erfindungsgemäßen Anordnung erzielt wird, ist somit äußerst vorteilhaft.
Für die Gleichmäßigkeit der Temperaturverteilung ist es hierbei besonders wichtig,
daß das Medium von außen her geheizt wird, weil die unmittelbare Übertragung der
Wärme eines Heizmittels auf die Entladungslampe leicht zu :örtlichen Temperatursteigerungen
mit den damit verknüpften Nachteilen führen könnte.
-
Als wärmeübertragendes Mittel kann man auch eine Flüssigkeit verwenden,
die man heizt und dann längs der Entladungslampe fließen läßt. Selbstverständlich
muß dabei eine für die auszusendenden Lichtstrahlen gut durchlässige QFlüssigkeit
verwendet werden.
-
Die Heizung des Mediums kann. auf elektrischem Wege, z. B. mittels
eines Heizdrahtes, erfolgen. Man ist aber ganz frei in der Wahl der Heizquelle.
In vielen Fällen ist es wirtschaftlicher, eine' nicht :elektrische Heizung, z. B.
einen Gasbrenner, zu benutzen.
-
Falls man einen zum Sieden gebrachten Stoff als wärmeübertragendes
Medium verwendet, so kann man bei Entladungslampen mit Natriumdampffüllung z. B.
Naphthalin und bei Entladungslampen mit Cadmium- und Zinkdampf Acetamid und Chinolin
verwenden.
-
Den Siedepunkt des Stoffes hat man einigermaßen dadurch in der Hand,
daß die Hülle geschlossen ausgebildet und der Druck in der Hülle geändert wird.
-
Es wurde bereits vorgeschlagen, einen Teil einer Entladungslampe zwischen
Leuchtrohr und dem Kathodengefäß mit einem Heizdraht zu umgeben, um zu vermeiden,
d2,ß das verdampfbare Kathodenmaterial in das eigentliche Leuchtrohr gelangt. Auch
hat man bereits bei Metalldampfröhren in der Nähe der Elektrodengefäße eine Heizwicklung
angeordnet, um dadurch Zonen höherer Temperä.tur zu schaffen, die die Neigung des
Metalldampfes, zu den Elektrodenräumen hin zu diffundieren, unterbinden sollen.
Man hat auch Biegungen oder Krümmungen von Leuchtröhren besonders erhitzt, um das
sich an diesen Stellen ansammelnde Metall wieder zu verdampfen. Ferner ist es bekannt,
EntladungslampenmitMetalldampffüllung zwecks Abfuhr im überschuß erzeugter Wärme
zu kühlen, und schließlich wurde die koaxiale Anordnung von Leuchtröhren zur Erzeugung
von Mischlicht vorgeschlagen.
-
In der Zeichnung sind beispielsweise -zwei Ausführungsformen der Erfindung
schematisch dargestellt. Die Vorrichtung nach Fig. i enthält eine U-förmig gekrümmte
Entladungslampe i, die an den beiden Enden mit einer Glühkathode2 versehen ist,
die während des Betriebes durch einen besonderen Strom oder durch die Entladung
geheizt wird. Neben einer Menge Edelgas, z. B. Neon, enthält die Lampe eine Menge
Natrium, dessen Dampf sich intensiv an der Lichtausstrahlung beteiligt.
-
Die Entladungslampe i ist in einer Hülle 3 angeordnet, die am oberen
Ende mit einem Füßchen q. versehen ist, an dem die Lampe befestigt ist und durch
das die S.tromzuführi,u:gsdrähte der Entladungslampe hindurchgeführt sind. Das untere
Ende der Hülle enthält eine Menge Naphthalin 5 und ist von einem elektrischen Heizkörper
6 umgeben, der zweckmäßig durch eine wärmeisolierende Bekleidung umschlossen wird.
Auch empfiehlt es sich, das Ganze mit einer doppelwandigen Hülle zu umgeben, wobei
der Raum zwischen den Wänden dieser Hülle :evakuiert wird. Hierdurch wird die Wärmeabgabe
der Hülle 3 stark herabgesetzt.
-
Beim Betriebe wird das Naphthalin mittels des Heizkörpers 6 zum Sieden
gebracht, so daß die Hülle 3 mit Naphthalindampf gefüllt wird. Der Dampf kondensiert
fortwährend auf den Wänden der Hülle und fließt nach unten zurück. Wenn nötig, kann
man zwischen der Lampe i und der Hülle 3 einen oder mehrere Leitungsschirme anordnen,
durch welche der aufsteigende Dampf längs der Lampe i geführt wird. Die Entladungslampe
i nimmt dabei ungefähr die Siedetemperatur des Naphthalins an. Damit Kurzschluß
zwischen den Stromzuführungsleitern vermieden wird, empfiehlt es sich, diese Leiter
mit Isolierstoff zu überziehen: Die Entladungsstromstärke kann auf den günstigsten
Wert eingestellt werden. Durch eine andere Wahl des zum Sieden zu bringenden Stoffes
kann. man auch die Temperatur der Lampe und infolgedessen den Dampfdruck in der
Lampe regeln. Auf diese Weise können die Entladungsstromstärke und der Dampfdruck
ganz unabhängig voneinander auf den günstigsten Wert eingestellt werden, so daß
ein sehr großer Wirkungsgrad erzielt werden kann. Außerdem kann man zum Erhitzen
des Stoffes die vorteilhafteste Wärmequelle verwenden, was auch der Wirtschaftlichkeit
der Vorrichtung zugute kommt.
-
In der Vorrichtung nach Fig. z wird die Hülle 3 durch ein Gestell
7 und die Entladungslampe i durch die Stützorgane 8 getragen. Unter dem unteren
Ende der Hülle ist :ein Gasbrenner 9 angeordnet, der das Naphthalin 5 zum Sieden
bringt. Die Hülle 3 ist im Gegensatz zu der Hülle nach Fig. i, die mit der Außenluft
in Verbindung steht,
ganz geschlossen, so äaß man durch Änderung
des Druckes der in der Hülle vorhandenen Luft den Siedepunkt des Naphthalins einigermaßen
ändern kann. An der oberen Seite geht die Hülle 3 in einen Kondensationsraum io
über, in den beim verdampfen des Naphthalins das in der Hülle vorhandene Gas getrieben
wird.