DE628032C - Gasgefuellte Dampfentladungslampe - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
27. MÄRZ 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 628032 KLASSE 21 f GRUPPE 82 os

Gasgefüllte Dampfentladungslampe

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. April 1931 ab

Es sind bereits in verschiedenen Ausführungen elektrische Entladungslampen bekannt, bei denen die Entladung in einer Dampfatmosphäre erfolgt. Allgemein bekannt sind jetzt z. B. die sogenannten Quecksilberdampflampen, d. h. Entladungsröhren, in denen eine Entladung in Quecksilberdampf herbeigeführt werden kann, wodurch in den Röhren ultraviolette Strahlen erzeugt werden, die durch die aus Quarz oder einem ähnlichen, für ultraviolettes Licht durchlässigen Stoff bestehende Wand der Röhren hindurch nach außen treten und zu mancherlei Zwecken benutzt werden können.

Beim Betrieb derartiger Entladungslampen macht sich häufig der Übelstand bemerkbar, daß der Dampf, in dem die Entladung erfolgt, den Teil der Wand angreift, der zum Durchlassen der erzeugten Strahlen bestimmt ist.

Wird dieser Wandteil von Dampf nicht angegriffen, so macht sich doch oft, insbesondere bei Verwendung des Dampfes eines schwer zu verflüchtigenden Stoffs, der Nachteil geltend, daß dieser Dampf sich auf dem genannten Wandteil kondensiert. Das eine wie das andere hat zur Folge, daß die Durchlässigkeit des betreffenden Wandteils für die auszusendenden Strahlen erheblich abnimmt, wodurch der Wirkungsgrad der Lampe bedeutend herabgesetzt wird.

Die Erfindung, die sich auf eine elektrische Entladungslampe mit einer Füllung aus Gas und Dampf bezieht, bezweckt die Beseitigung dieser Übelstände.

In einer elektrischen Entladungslampe gemaß der Erfindung ist ein an beiden Seiten offener, als Schornstein wirkender Zylinder derart über der Entladungsbahn angeordnet, daß der in die Entladungsbahn gebrachte Dampf an der Entladung teilnehmen, aber praktisch nicht mit dem zur Durchlassung der erzeugten Strahlen bestimmten Wandteil in Berührung kommen kann, indem der Dampf von dem umlaufenden Gas an einen nicht für den Strahlenaustritt bestimmten Teil der Lampe weggeführt wird, wo er sich absetzen kann.

Hierdurch wird nicht nur der Vorteil erreicht, daß die Strahlendurchlässigkeit des zum Durchlassen der Strahlen bestimmten Wandteils erhalten bleibt, sondern auch daß sich zwischen der Entladungsbahn und diesem Wandteil kein oder nur verhältnismäßig wenig Dampf befindet, so daß die Absorption der erzeugten Strahlen verringert wird.

Es können dem Schornstein derartige Abmessungen gegeben werden, daß sich der Dampf auf dessen Wand absetzt und gegebenenfalls mit dem Stoff, aus dem die Schornsteinwand besteht, eine chemische Reaktion eingeht. Es ist auch möglich, den Dampf mit Hilfe des Schornsteins zu einem

*,) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Willem de Groot und Engbert Härmen Reennk in Eindhoven, Holland,

Teil der Entladungslampe zu führen, wo der Dampf sich auf einem nicht zum Durchlassen der. Strahlen bestimmten Teil der Wand der Lampe absetzen oder diesen Teil angreifen kann. Die Entladungsbahn kann sich ganz außerhalb des Schornsteins befinden; es ist jedoch vorteilhaft, die Entladungsbahn wenigstens teilweise innerhalb des Schornsteins anzuordnen.

Es ist ferner vorteilhaft, den oberen Wandteil des Schornsteins mit einer Anzahl öffnungen zu versehen und z. B. aus Drahtgewebe herzustellen. Wenn das umlaufende Gas durch diese Öffnungen strömt, konden-A5 siert ein großer Teil des Dampfes.

Der Dampf kann dadurch in die Entladungsbahn gebracht werden, daß die Lampe mit einer oder mehreren aus Hohlkörpern bestehenden Anoden versehen wird, die auf der ao der Kathode zugekehrten Seite eine Öffnung φ aufweisen. Es kann in diesem Fall in diesen hohlen Anoden der zu verdampfende Stoff angebracht werden, der infolge der zwischen der Kathode und den hohlen Anoden stattfindenden Entladung verdampft wird. Diese Hohlanoden werden zweckmäßig innerhalb des Schornsteins angeordnet.

Man hat schon vorgeschlagen, in einer Quecksilberdampflampe einen an beiden Enden offenen Zylinder anzuordnen, innerhalb dessen die Quecksilberdampfentladung stattfinden soll, wozu die Elektroden innerhalb- des Zylinders angebracht sind. Der Zylinder reicht dabei mit seinem unteren Ende in eine Quecksilbermenge, wodurch der Zylinder an diesem Ende abgeschlossen wird. Demzufolge konnte dieser Zylinder nicht als Schornstein arbeiten.

Weiter ist es bekannt, in eine lediglich mit Quecksilberdampf gefüllte Entladungsröhre einen an beiden Seiten offenen Zylinder anzubringen, der sich in die Quecksilberkathode hinein erstreckt oder in kurzem Abstand vor dieser endet, während die Anode sich innerhalb des Zylinders befindet. Da in dieser Röhre aber kein Gas vorhanden ist, so kann auch kein umlaufender Gasstrom entstehen.

Auch ist es bekannt, in gasgefüllten Metallfadenglühlampen und Wolframbogenlampen die von den Glühkörpern abgeschleuderten Metallteilchen mittels eines schornsteinartigen Organs wegzuführen, um den zum Aussenden von Lichtstrahlen bestimmten Teil des Lampenkolbens frei von Metallablagerungen zu halten. Hier handelt es sich also um Metallteilchen, die, sobald sie den Glühkörper verlassen haben, keine nützliche, sondern nur eine schädliche Wirkung haben, so daß angestrebt wird, sie möglichst schnell wegzuführen. Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Lampe wird dagegen absichtlich ein Metalldampf in die Entladungsbahn gebracht, um eine nützliche, für den Betrieb der Lampe erforderliche Wirkung hervorzubringen. Der Dampf muß nämlich an der Entladung teilnehmen, damit die für den Dampf charakteristischen Strahlen erzeugt werden. Die Anordnung muß daher derart gewählt werden, daß der Dampf zwar an der Entladung teilnimmt, aber trotzdem praktisch nicht mit dem für den Strahlenaustritt bestimmten Wandteil in Berührung kommt.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der eine Entladungslampe gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt ist.

Fig. ι stellt die Entladungslampe im Längsschnitt dar, und

Fig. 2 ist eine Einzeldarstellung der Bauart einer Anode der Röhre.

Die in Fig. 1 dargestellte Entladungsröhre dient zum Erzeugen von ultravioletten Strahlen, die durch den aus Quarz oder einem anderen für ultraviolette Strahlen durchlässigen Stoff bestehenden Teil 1 der Röhrenwand nach außen treten können. Der Wandteil 1 ist mittels einiger Übergangsringe 2 an den aus gewöhnlichem Glas bestehenden Wandteil 3 angeschmolzen. Die Übergangs ringe 2 sind auf bekannte Weise aus verschiedenen Stoffen mit untereinander verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten hergestellt.

Die Röhre enthält eine Glühkathode 4, z. B. eine Wehnelt-Kathode, und zwei Anoden 5 und 6, die mit Hilfe von Stützdrähten 7, die erforderlichenfalls mit isolierendem Stoff überdeckt sind, auf der Quetschstelle 8 angeordnet sind. Die beiden Anoden bestehen aus halbzylinderförmigen Körpern. Wie in Fig. 2 näher dargestellt ist, besteht die Anode 6 aus einem eisernen Hohlkörper, der unten offen ist. In dieser hohlen Anode befindet sich ein Magnesiumstäbchen 9, das unter dem Einfluß einer zwischen der Glühkathode 4 und der Anode 6 erfolgenden Entladung verdampfen kann, so daß die Entladung in Magnesiumdampf stattfindet. Es ist selbstverständlich, daß auch die Anode 5 aus einem Hohlkörper bestehen kann. Bei der in der Figur dargestellten Röhre besteht die Anode 5 jedoch aus einem massiven Eisenkörper, so daß beim Betrieb der Entladungsröhre mit einem zweiphasigen Wechselstrom nur während der einen Hälfte jeder Periode das Magnesium unmittelbar durch die Entladung erhitzt wird. Die Anoden sind von einer z. B. aus Quarz hergestellten isolierenden Kappe 10 umgeben, die außerhalb des unteren Randes der Anoden hervorragt und mit einer Zwischenwand versehen ist, welche die beiden Anoden voneinander trennt.

In der Entladungsröhre befindet sich ein z. B. aus gewöhnlichem Glas bestehender zylindrischer Teil ii, der am unteren Ende offen ist und am oberen Ende mit einem drahtnetzartigen Ring 12 verbunden ist, der seinerseits von einer am Fuß 13 vorgesehenen Rippe 14 getragen wird. Die Anoden 5 und 6 befinden sich innerhalb des Zylinders 11, während die Kathode 4 am Ende dieses Zylinders

ίο angeordnet ist.

Die Entladungsröhre enthält außer Magnesiumdampf noch ein Gas, zweckmäßig ein Edelgas, wie Argon, z. B. unter einem Druck von 150 mm Quecksilbersäule. Während des Betriebs der Röhre steigt die durch die Bogenentladung erhitzte Gas- und Dampf-• atmosphäre durch den als Schornstein wirkenden Zylinder 11 empor. Der mitgerissene Dampf kommt dabei mit der Wand des Zy-

ao linders 11 in Berührung, wodurch sich ein großer Teil dieses Dampfs auf dem Zylinder 11 absetzt oder sich mit dem Stoff verbindet, aus dem dieser Zylinder besteht. Nach einiger Zeit ist die Wand des Zylinders 11 ganz schwarz geworden. Die hohe Temperatur, welche die Wand beim Betrieb erhält, fördert die Verbindung des Magnesiums mit der Wand des Zylinder 11. Der Kontakt zwischen dem emporsteigenden Dampfstrom und der Wand des Zylinders 11 kann noch dadurch verbessert werden, daß in der Achse dieses Zylinders ein oder mehrere Schirme angeordnet werden, die sich bis nahe an die Wand des Zylinders erstrecken.

Die mit Dampf beladene Gasatmosphäre tritt dann durch die Öffnungen des Ringes 12 aus dem Zylinder 11 heraus, wobei sich auch auf diesem Teil 12 ein Teil des Dampfes absetzen kann. Der Gasstrom gelangt darauf in den oberen Teil der Entladungsröhre und kehrt durch den zylindrischen Raum zwischen dem Zylinder 11 und der Entladungsröhrenwand zu dem unteren Teil der Entladungsröhre zurück. Es setzt sich gegebenenfalls im oberen Teil der Entladungsröhre auch noch ein Teil des Magnesiumdampfes ab. Der Teil ι der Röhrenwand, durch den hindurch die durch die Magnesiumdampfentladung erzeugten ultravioletten Strahlen nach außen treten müssen, bleibt praktisch ganz frei von niedergeschlagenem Magnesium, so daß die Durchlässigkeit dieses Wanäteils für die erzeugten Strahlen nicht ungünstig beeinflußt wird.

Die dargestellte Entladungsröhre kann so lange betrieben werden, bis die in der Anode 6 befindliche Magnesiummenge ganz verbraucht ist. Diese Anode wird aus diesem Grund so

groß gemacht, daß die Magnesiummenge dazu ausreicht, die Röhre während einer geraumen Zeit benutzen zu können. Diese Menge wird zweckmäßig ungefähr so groß gewählt, daß sie dazu ausreicht, die Röhre so lange betreiben zu können, wie die Lebensdauer der anderen Teile, z. B. der Glühkathode der Röhre, beträgt.

Der als Schornstein wirkende Teil braucht nicht immer als Zylinder ausgestaltet zu sein. Er kann z. B. auch kegelförmig ausgebildet sein, und in einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, das untere Ende des Teils zu erweitern. In der dargestellten Entladungsröhre befindet sich die Entladungsbahn innerhalb des Zylinders 11. Es kann jedoch diese Bahn auch ganz oder teilweise außerhalb dieses Zylinders liegen.

Die Entladungsröhre eignet sich nicht nur zum Erzielen einer Magnesiumdampfentladung, sondern sie kann auch zum Erzeugen einer Entladung in dem Dampf eines anderen Stoffs benutzt werden, insbesondere jener Stoffe, die schwer zu verflüchtigen sind und die Wand der Entladungsröhre auf ungünstige Weise angreifen wurden. Läßt man die Entladung z. B. in Natriumdampf erfolgen, so kann eine sehr starke Quelle zum Aussenden von sichtbarem Licht erhalten werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gasgefüllte Dampfentladungslampe, dadurch gekennzeichnet, daß ein an beiden Seiten offener, als Schornstein wirkender Zylinder derart über der Entladungsbahn angeordnet ist, daß der in die Entladungsbahn gebrachte Dampf an der Entladung teilnehmen, aber praktisch nicht mit dem zur Durchlassung der erzeugten Strahlen bestimmten Wandteil in Berührung kommen kann, indem der Dampf von dem umlaufenden Gas an einen nicht für den Strahlenaustritt bestimmten Teil der Lampe weggeführt wird, wo er sich absetzen kann.

2. Gasgefüllte Dampfentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Wandteil des Schornsteins eine Anzahl öffnungen aufweist und etwa aus einem Drahtnetz besteht.

3. Gasgefüllte Dampfentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- n₀ zeichnet, daß sie eine aus einem Hohlkörper bestehende Anode enthält, die auf der der Kathode zugekehrten Seite eine öffnung aufweist und eine Menge eines Stoffes enthält, in dessen Dampf die Ent- n₅ ladung erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen