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Elektrischer Strahlenwerfer mit einer flüssigkeitsgekühlten Hochdruckdampfentladungslampe
als Strahlenquelle Die Erfindung betrifft einen elektrischen Strahlenwerfer mit
einer flüssigkeitsgekühlten Hochdruckdampfentladungsröhre als Strahlenquelle, mit
einem diese Röhre umgebenden Reflektor und einem diese beiden umgebenden, mit einem
Strahlenaustrittsfenster versehenen Gehäuse.
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Bekanntlich ist es mit flüssigkeitsgekühlten Hochdruckdampfentladungsröhren
gelungen, Licht- und Strahlenquellen zu schaffen, die die Glühlampen an spezifischer
Lichtausbeute und Oberflächenhelligkeit weitaus übertreffen und dabei in ihren Ausmaßen
so weitgehend verringert werden konnten, daß insbesondere bei Scheinwerfer- und
Projektionsvorrichtungen die ganze Vorrichtung, die die Röhre, den Reflektor und
die zur Flüssigkeitskühlung dienenden Organe enthält, auf bisher ungekannt kleine
Ausmaße reduziert werden konnte. -Bei dieser an sich sehr vorteilhaften, gedrängten
Bauart dieser Vorrichtungen ergaben sich jedoch große Schwierigkeiten bezüglich
der Anordnung der Zu-- und Abfuhrorgane für die Kühlflüssigkeit und der eldktrischen
Zuleitungen der Entladungsröhren. Es wurde bereits vorgeschlagen, die Kühlflüssigkeit
an einem Ende des Gehäuses zuzuführen und am anderen Ende abzuführen, wobei die
Stromzuführungen der Entladungsröhre entweder nur an einem Ende oder aber an beiden
Enden angeordnet werden. Ferner wurde auch vorgeschlagen, die Flüssigkeits-und Stromanschlüsse
in einen festen Kopf
zu verlegen und eine oder mehrere Röhren in
einem Gehäuse unterzubringen, das dreh- , bar um diesen Kopf geordnet ist.
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Gemäß der Erfindung werden die Zu- und.. Abführungsleitungen der Kühlflüssigkeit
einem Ende des Gehäuses und innerhalb des:. Gehäuses ein der Umleitung der Flüssigkeit
dienender Leitkörper, am anderen Ende des Gehäuses aber die Stromzuführungen der
Entladungsröhre angeordnet.
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Besonders einfach gestaltet sich der erfindungsgemäß neue Strahlenwerfer,
wenn der der Flüssigkeitsumleitung dienende Leitkörper strahlendurchlässig ausgebildet
ist und der Strahlenaustrittsöffnung des Reflektors als Abschluß dient.
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Eine zweckmäßige Ausführungsmöglichkeit der Vorrichtung ergibt sich,
wenn das Zufuhrorgän der Kühlflüssigkeit axial zur Röhre liegt und von einer mit
einem Abflußrohr versehenen Kammer umgeben ist, die mit dem Kühlraum in Verbindung
steht.
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Vorzugsweise werden die elektrischen Zu-IeitungenderEntladungsröhren
so angeordnet, daß eine Zuleitung mit dem Reflektor verbunden ist, so daß der Reflektor
und das Gehäuse als Teil des Stromkreises dienen und zweckmäßig geerdet werden,
während die andere Zuleitung vom Gehäuse isoliert herausgeführt ist..
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Besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, die Vorrichtung derart
auszubilden, daß die Röhre, der Leitkörper, der Reflektor und die elektrischen Zuleitungen
zu einer im Gehäuse auswechselbar angeordneten Einheit zusammengesetzt sind.
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Zweckmäßigerweise wird der Leitkörper am Reflektor auswechselbar angeordnet.
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Für den Fall, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung vernehmlich nur
zur Aussendung von sichtbaren Strahlen dient, ist es vorteilhaft, wenn der Leitkörper
aus einem die sichtbaren Strahlen durchlassenden und die ultravioletten Strahlen
absorbierenden Material besteht. Wenn die Vorrichtung zur Aussendung von sichtbaren
Strahlen dienen soll und das Strahlenaustrittsfenster des Gehäuses aus einem lichtdurchlässigen
Material hergestellt wird, das die ultravioletten Strahlen zurückhält, so werden
die von der Entladungsröhre ausgesandten ultravioletten Strählen vom Fenster absorbiert.
Diese zurückgehaltenen Strahlen setzen sich jedoch in Wärme um, die eine Überbeanspruchung
des nur an einer Seite gekühlten Fensters herbeiführen kann. Wird jedoch erfindungsgemäß
der die Strahlenaustrittsöffnung des Reflektors abschließende Leitkörper ebenfalls
aus einem die ultraviolette Strahlung zurückhaltenden-Material angefertigt, so liegen
die Verhältnisse wesentlich günstiger, denn dieser Körper wird von der Kühlflüssigkeit
an beiden Seiten gekühlt, wodurch eine Wärmeentlastung des Fensters erreicht wird.
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Die Zeichnung stellt beispielsweise eine Vorrichtung gemäß der Erfindung
dar.
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@'- Fig. i zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung,
während die F ig. 2 und 3 zwei Querschnitte der Vorrichtung längs der Ebenen II-II
bzw. III-III in Fig. i darstellen.
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Die veranschaulichte Hochdruckquecksilberdampfentladungsröhre i besteht
aus einem an den Enden verengten zylindrischen Quarzröhrchen und zwei im Betriebe
aus dem sie umgebenden Quecksilber herausragenden Glühelektroden 2 und 3 ; sie enthält
ferner eine Gasfüllung. Die Entladungsröhre i ist in der Brennlinie eines ebenfalls
zylindrisch ausgebildeten Reflektors angeordnet, der aus einem Metallrohr 5 besteht,
auf dessen Innenwand ein besonderer reflektierender Belag q. geeigneter Form befestigt
ist. Parallel mit der Achse der Entladungsröhre i ist ein Teil des Metallrohres
5 entfernt, und diese offene Seite des Rohres 5 ist durch einen zwischen dem Rohr
5 und dem entsprechend ausgebildeten Reflektorbelag q. angeordneten plattenförmigen,
strahlendurchlässigen Leitkörper 6 in der Weise abgeschlossen, daß in der Nähe der
Elektrode 2 ein Spalt 7 frei bleibt. Das Material des Leitkörpers besteht im vorliegenden
Falle aus einem die sichtbaren Strahlen durchlassenden und die ultravioletten Strahlen
absorbierenden Glas, das eine Zusammenstellung aufweist, wie das z. B. in der Glühlampenfabrikation
für die Herstellung von Kolben verwendete Glas. Der Leitkörper 6 kann z. B. durch
einen in der Zeichnung nicht dargestellten, am Rohr 5 befestigten Draht arretiert
werden. Das Rohr 5 ist an dem, mit der Elektrode 2 benachbarten Ende mit einem Flansch
8 versehen und enthält an diesem Ende einen Isolierkörper 9, an 'dem das die Elektrode
2 enthaltende Ende der Entladungsröhre i befestigt ist und das außerdem mit einem
Kontaktorgan io versehen ist, welches mit der Elektrode 2 in elektrisch leitender
Verbindung steht. Der Stromzuführungsdraht der Elektrode 3 ist mit dem Metallrohr
5 leitend verbunden.
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Das mit dem isoliert herausgeführten Kontaktorgan io versehene Metallrohr
5 bildet mit der Entladungsröhre i, dem Reflektor 5 und dem Leitkörper 6 eine auswechselbare
Einheit.
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Diese Einheit ist in einer als Kühlraum dienenden zylindrischen Bohrung.
eines Gehäuses i i untergebracht und an diesem mittels einer Überwurfmutter i2 befestigt.
Das Gehäuse ii ist an geeigneter Stelle mit einem wasserdicht abschließenden Strahlenaustrittsfenster
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aus einem Glas versehen, das dieselbe Zusammensetzung aufweisen kann, wie die als
Leitkörper 6 dienende Glasplatte. An dem von der Überwurfmutter 12 abgekehrten Ende
des Gehäuses ist der Kühlraum durch eine Wand 14 abgeschlossen, die mehrere Üffnungen
aufweist. Die zentrale Öffnung ist mit Schraubengewinde versehen und dient zur Aufnahme
des mit einem Flansch 16 versehenen Kühlwasserzufuhrorgans 15. Konzentrisch zu dieser
zentralen Öffnung weist die Wand 14 noch einige Öffnungen 17 auf. Zwischen dem Flansch
16 und der Wand 14 befindet sich ein mit einem Abflußrohr 22 versehenes, das Zufuhrorgan
15 koaxial umgebendes Rohr 18. , Das Gehäuse i i ist mit einigen Schrauben i9 versehen,
die zur Befestigung am Aufstellungsorte dienen können und auch zur Herstellung von
Erdverbindungen benutzt werden.
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Das Kontaktorgan io ruht in einer Kontaktbuchse des Kabelanschlußstückes
2o, das finit einer Arretiervorrichtung 21 versehen ist, die die Überwurfmutter
12 umgreift. Dieses Kabel führt zu dem Pol der meistens aus einem Transformator
bestehenden Stromquelle, deren anderer Pol geerdet wird.
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Der Weg des Kühlwassers durch die Vorrichtung ist durch Pfeile angedeutet.
Wie aus den Figuren hervorgeht, gelangt das Kühlwasser durch das Zufuhrorgan 15
axial auf das Elektrodenende 3 der Entladungsröhre i und umspült, durch den Reflektor
5 und den Leitkörper6 geleitet, die Entladungsröhre. Hiernach entweicht das Kühlwasser
durch den Spalt 7 in den Raum zwischen dem Fenster 13 und dem Leitkörper 6, welcher
Raum gleichzeitig eine Flüssigkeitslinse bildet, und verläßt diesen Raum, indem
es nunmehr an dem Leitkörper an der von der Entladungsröhre abgekehrten Seite in
gegenläufigem Sinne entlang fließt, den Kühlraum des Gehäuses i i und gelangt über
die Öffnungen 17 der Wand 14 in das eine Kammer bildende Innere des Rohres 18, von
wo aus es durch das Abflußrohr22 die Vorrichtung verläßt. Die Verwendung des Leitkörpers
6 ermöglicht es somit, die Zu- und Abfuhrorgane der Kühlflüssigkeit an einem Ende
der Vorrichtung anzuordnen, so daß die spannungsführenden elektrischen Zuleitungen,
hiervon gänzlich getrennt, am anderen Ende der Vorrichtung vorgesehen werden können.
Hierdurch wird es erst möglich, die auf ein Minimum reduzierten Ausmaße der gesamten
Vorrichtung völlig auszunutzen, ohne daß sich irgendwelche Komplikationen im Betriebszustand
ergeben können.
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Der Enladungsraum der Entladungsröhre i weist einen inneren Durchmesser
von 2 mm auf. Die Röhre wird mit einer spezifischen Belastung von 400 Watt/cm betrieben
und weist eine Oberflächenhelligkeit von etwa 33 ooo int. Kjcin°- auf. Die spezifische
Lichtausbeute beträgt etwa 6o Lm/W und der Betriebsquecksilberdampfdruck ioo Atm.
Im Ausführungsbeispiel ist eine Vorrichtung beschrieben, die eine Strahlungsquelle
für sichtbares Licht darstellt. Selbstverständlich können jedoch alle von der Entladungsröhre
ausgesandten Strahlen in beliebiger Art ausgenutzt werden, zu welchem Zwecke das
Material des Leitkörpers 6 und des Fensters 13 z. B. aus einem die ultravioletten
Strahlen durchlassenden Material oder aus einem Werkstoff mit dem gewünschten Durchlässigkeitsvermögen
gewählt wird. .