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Insbesondere zum Aussenden von Strahlen dienende gasgefüllte Entladungsröhre
Es ist bekannt, in deiner gasgefüllten :elektrischen Entladungsröhre in der Nähe
einer nicht von einem besonderen Heizstrom, sondern von der Entladung erhitzten
Glühelektrode :eine Hilfselektrode anzuordnen und letztere über einen Widerstand
mit einer anderen Hauptelektrode zu verbinden. Die zwischen der Glühelektrode und
der Hilfselektrode gebildete Hilfsentladungsbahn liegt dann zusammen mit dem erwähnten
Widerstand parallel zu der Hauptentladungsbahn. Beim Inbetriebsetzen der Entladungsröhre
fließt zuerst ein Hilfsstrom durch den Parallelstromzweig, so daß die Glühelektrode
durch die Hilfsentladung geheizt wird und zu gleicher Zeit Elektronen und Ionen
innerhalb der Röhre gebildet werden. Hierdurch wird die Zündung der Hauptentladung
erleichtert, so daß diese Zündung durch eine niedrigere Spannung bewirkt wird als
beine hehlen, des Tarallelstromzweiges mit Hilfsentladung.
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Ist die Entladungsröhre mit zwei Glühelektroden versehen, so kann
man in der Nähe jeder dieser Hauptelektroden eine Hilfselektrode anordnen und jede
Hilfselektrode über einen Widerstand mit der nicht benachbarten Hauptelektrode verbinden,
so daß zwei parallel zu der Hauptentladungsbahn geschaltete, je eine Hilfsentladungsbahn
und einen Widerstandenthaltende Stromzweige gebildet werden. Es ist .auch möglich,
die beiden Hilfselektro@den unter Zwischenschalten eines Widerstandes miteinander
zu verbinden, so daß .ein, von den beiden Hilfsentladungsbah:nen und dem Widerstand
gebildeter ParalleIstromzweig entsteht.
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Es ist weiter bekannt, in der Entladungsröhre :einen einen genügenden
Widerstand aufweisenden Leiter anzuordnen, dessen Enden bis in die Nähe der Hauptelektroden
reichen, so daß die Hilfsentladungsbahnen zwischen den Glühelektroden und den Enden
dieses Leiters gebildet werden.
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Die beschriebenen Vorrichtungen haben gemein, daß parallel zu der
Hauptentladungsbahn ein Stromzweig liegt, der eine an eine Glühelektrode ansetzende
Hilfsentladungsbahn und einen die Stärke des durch den Parallel.-stromzweig fließenden
Stromes beschränkenden Widerstand enthält.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine derartige insbesondere zum Aussenden
von Strahlen dienende gasgefüllte elektrische Entladungsröhre mit mindestens einer
von der Entladung geheizten Glühelektrode, bei der parallel zu der H.auptentladungsbahn
ein Stromzweig liegt, der eine an diese Glühelektrode ansetzende Hilfsentladungsbahn
und einen Widerstand enthält. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung dieser Vorrichtung.
Unter gasgefüllter Entladungsröhre wird hier nicht nur eine mit einem oder
mehreren
Gasen gefüllte, sondern auch eine mit einer Dampffüllung oder mit einer Gas-Dampf-Füllung
versehene Entladungsröhre verstanden.
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Gemäß der Erfindung hat der im Parall#'l## stromzweig liegende Widerstand
einen ' 1,
großen positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes
und ist -derart in oder in der Nähe der Röhre angeordnet, daß sein Widerstandswert
beim normalen Betrieb wenigstens i, 5mal, zweckmäßig 3mal so groß als beim Zünden
der Entladungsröhre ist. Es hat sich herausgestellt, daß die Zündspannung der Hauptentladung
um so niedriger ist, j e geringer der Widerstand in dem Parallelstromzweig und je
größer somit der Strom in diesem Zweig ist. Ein starker Strom in dem P.arallelstromzweig
macht jedoch die Hauptentladung unter Umständen unruhig, -was sich öfters durch
Flimmern des von der Hauptentladung ausgesandten Lichtes kenntlich macht. Überdies
bedeutet ein starker Strom im Parallelstromzweig einen: großen Verlust während der
ganzen Betriebsdauer der Vorrichtung, wodurch der Wirkungsgrad verringert wird.
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Dadurch, daß der im Parallelstromzweig vorhandene Widerstand als ein
Widerstand mit großem positivem Temperaturkoeffizienten ausgebildet wird, kann der
Strom in diesem Zweig beim Inbetriebsetzen der Entladungsröhre, wenn der Widerstand
noch kalt ist, groß gewählt werden, wogegen beim normalen Betrieb der Röhre der
Widerstand einen größeren Wert annünmt. Das Aufrechterhalten der Hilfsentladung
ergibt den Vorteil, daß die Wiederzündung erleichtert wird.
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Die Erfindung ist von besonderem Interesse für Entladungsröhren, die
beim Betrieb eine hohe Temperatur, z. B. höher als 2oo° C, annehmen, vor allem für
Hoch.druckquecksilberdampfentladungsröhren und Entladungsröhren mit Dampf schwerflüchtigen
Metalls, z. B. Natriumdampflampen.
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Derartige Entladungsröhren werden meistens von einem das Wärmeabgabevermägen
der Entladungsröhre verringernden Mantel umgeben, der in der Regel aus einer doppelwandigen
evakuierten Hülle oder aus einer einwandigen, die Entladungsröhre völlig umschließenden
evakuierten Hülle besteht. Bei Verwendung eines solchen Mantels kann der Widerstand
des Parallelstromzweiges mit Vorteil innerhalb dieses Mantels angeordnet werden.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, bei Entladungsröhren mit fremdgeheizten
Elektroden und einer HiIfsentladungsstrecke in die Zuleitung der Hilfselektrode
eine Glimmlampe zu schalten, so daß beim Einschalten des Stromes nur die Heizung
der Hauptelektrode, nicht aber sofort die Hilfsentladung eintritt und ferner nach
erfolgter Zündung der Hauptentladung der Hilfsentladungskreis abgeschalaet wird,
ohne daß bewegliche Schalter vorwären.
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Die Erfindung wird im nachstehenden an 'Hand der ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert.
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Die Fig. i und 2 veranschaulichen die Vorrichtung. nach der Erfindung
teilweise im Schnitt in Vorder- und Seitenansicht.
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Fig.3 zeigt das Schaltschema dieser Vorrichtung.
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Die abgebildete Vorrichtung enthält eine U-förmige, vornehmlich zur
Lichtausstrahlung dienende Entladungsröhre i, die an den. Enden mit Glühelektroden
2 bzw. 3 und Hilfselektroden q. bzw. 5 versehen ist. Die Glühelektroden bestehen
aus bifilar gewundenen und mit stark elektronenemittierendem Material überzogenen
Drähten. Die beiden Stromzuiührungsdrähte jeder Glühelektrode sind außerhalb der
Entladungsröhre i miteinander verbunden und zu einem gemeinsamen Stromzuführungsdraht
6 bzw. 7 vereinigt, so. daß die Glühelektroden von der Entladung geheizt werden.
Die Hilfselektroden bestehen aus die Glühelektroden umgebenden Metallzylindern..
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Die Entladungsröhre i ist mit Edelgas gefüllt, z. B. mit Neon unter
einem Druck von i o mm, und enthält überdies eine Menge Natrium, dessen Dampf beim
normalen Betrieb an dem Entladungsvorgang beteiligt ist und ein intensives gelbes
Licht ausstrahlt.
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Zwecks Wärmeisolierung ist die Entladungsröhre i in die evakuierte
Hülle 8 eingeschlossen, die mit einem nicht gezeichneten Sockel versieben wird,
dessen beide Kontakte mit den Stromzuführungsdrähten 6 und 7 verbunden werden. Zwischen
der Entladungsröhre und der Hülle 8 befindet sich ein zylindrischer Glasschirm 9,
der am unteren Ende mit der Hülle 8 verschmolzen ist.
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Die Entladungsröhre i ist mit Hilfe der Stromzuführungsdrähte an der
Quetschstelle i o der Hülle 8 befestigt und durch die Spiralfeder i i gegen den
Schirm 9 und somit gegen die Hülle 8 federnd abgestützt. Diese Spiralfeder ist unter
Zwischenlegen eines Glimmerplättchens 12 zwischen den beiden Rohrschenkeln festgeklemmt.
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Die Hilfselektrode .4 ist über den Widerstand. 13 mit dem Stromzuführungsdraht
7 der Glühelektrode 3 verbunden. Ebenso steht die Hilfselektrode 5 über den Widerstand
1q. mit der Glühelektrode 2 in Verbindung. In dieser Weise sind zwei parallel zu
der zwischen. den Glühelektroden 2 und 3 bestehenden Hauptentladungsbahn liegende
Stromzweige gebildet.
Die Widerstände 13 und 1q. bestehen aus auf
Glimmerplättchen 15 bzw. 16 gewundenen Drähten aus einem Material
mit großem positivem Temperaturkoeffizienten, z. B. aus Eisen. Die Widerstände sind
innerhalb der Hülle S angeordnet und werden beim Betrieb nicht nur von den sie durchfließenden
Strömen, sondern auch durch die von der- Entladungsröhre entwickelte Wärme geheizt.
Die Widerstände sind nun so ausgebildet, daß die Ströme beim normalen Betrieb wesentlich
geringer als bei der Zündung der Röhre sind.
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Dies wird erreicht, ohne daß eine Umschaltung vorgenommen wird, was
nötig sein würde, wenn, in dem Par allelstromzweig ein Schalter aufgenommen sein
würde, mit dessen Hilfe der Parallelstromzweig nach, der Zündung der Hauptentladung
abgeschaltet werden könnte.
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Wenn die Widerstände geringe Abmessungen haben, können sie mit Vorteil.
zwischen den Schenkeln der Entladungsröhre angeordnet werden. Es sind z. B. Widerstände
benutzt worden, die ,aus einem dünnen Eisendraht bestanden, der auf einen emaillierten
dünnen Kupferstab aufgewunden war. Diese Widerstände wurden mit Erfolg zwischen
den Schenkeln der Röhre angeordnet, wo sie der Wärmeausstrahlung der Röhre gut ausgesetzt
waren, ohne jedoch die Lichtausstrahlung ernsthaft zu hindern.
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Beispielsweise sei bemerkt, daß in einem bestimmten Fall die Widerstände
derart ausgebildet wurden, daß ihr Widerstandswert in kaltem Zustand iooo Ohm und
während des normalen Betriebes 25oo Ohm betrug. Es stellte sich weiter heraus, daß,
wenn, ein Widerstand benutzt wurde, der auch im kalten Zustand einen Widerstandswert
von 2500 Ohm hatte, die um 23% höher war als bei Benutzung des Widerstandes mit
dem Anfangswert von i ooo Ohm Die Verwendung des erfindungsgemäß ,ausgebildeten
Widerstandes bewirkte also bei gleichen Verlusten während des normalen Betriebes
eine wesentlich niedrigere Zündspannung.
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Wie schon oben bemerkt wurde, kann der Parallelstromzweig auch innerhalb
der Ent-I.adungsröhre gebildet werden, wozu ein gegebenenfalls in einem Glasröhrchen
eingeschlossener Widerstandsdraht derart innerhalb der Röhre angeordnet werden kann,
daß seine freien Enden sich in der Nähe der Hauptelektroden befinden und die Hilfselektroden
bilden. Dieser Widerstandsdraht wird dann erfindungsgemäß mit einem solchen positiven
Temperaturkoeffizienten ausgebildet, daß der Widerstandswert beim normalen Betrieb
der Röhre wesentlich größer als der Anfangswert bei kaltem Draht ist.