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Insbesondere zum Aussenden von Strahlen dienende elektrische Hochdruckmetalldampfentladungsröhre
mit einer oder mehreren aus einer verdampfbaren Metallmenge nur wenig herausragenden
festen Glühelektroden Die Erfindung betriffteine insbesondere zum Aussenden von
Strahlen dienende elektrische Hochdruckmetalldampfentladungsro-hre mit einer oder
mehreren aus. einer sie umgebenden verdampfbark,n Metallmenge nur wenig herausragenden,
festen Glühelektroden.
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Es ist bereits eine -Röhre vorgeschlagen, die künstlich gekühlt wird
und deren. Glühelektroden weniger jals 5 mm paus :einer Quecksilbermenge herausragen.
Diese Röhre eignet sich für .einen. Betrieb mit sehr hohen Belastungen und sehr
hohen Dampfdrücken. Die ,stark :eingeschnürte Hochdrucketntladung hat hierbei eine
sehr große ObeTfläche:nhelligkeit. Die -erwähnte Elektrodenkwistruktion ist in dieser
Röhre von großem Vorteil, da sie eine starke Kühlung der festen Elektroden bewirkt
und somit die Lebensdauer der Röhre vergrößert.
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Ferner ist eine Entladungsröhre mit einer Hochdruckentladung in Dampf
schwer-flüchtiger Metalle vorgeschlagen worden, welche ebenfalls feste Elektroden
hat, die weniger als q. mm aus :einer sie :umgebenden Menge des den Dampf liefernden
schwer flüchtigen Metalls herausragen. Diese Metallmenge schützt die Einschmelzung
vor :einer zu starken Beanspruchung und füllt das Ende der
Röhre
derart ,aus, daß der Dampfdruck erheblich größer wird, ,als wenn das Röhrenende
:nicht mit dem Metall ausgefüllt ist.
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Es hat sich nun gezeigt, daß die Entladung solcher Röhren unter Umständen
unruhig werden kann. Diesle Unruhe äußert sichdurch Flackern des ausgestrahlten
Lichtes sowie durch gleichzeitiges Schwanken insbesondere .des Entladungsstromes
und der von der Entladung aufgenommenen Leistung. Als Ursache dieser Erscheinungen
kann angenommen werden, daß .die die Elektroden umgebende Metallmenge ihre Lage
in bezug auf das Elektrodenende ändert. Der Abstand der Metalloberfläche von dem
Elektrodenende ist nämlich von wesentlichem Einfluß auf die Spannung der Entladung,
und wenn z. B. bei waagerechter Lage der Entladungsröhre etwas Metall an den Elektrodenenden
vorbeikommen kann, so ändern sich dadurch die elektrischen Daten der Entladung.
Bei dieser Änderung handelt tos sich jedoch inicht um den Übergang in einen ;neuen.
stabilen Dauerzustand, sondern um ein andauerndes Schwanken, da das näher zum Elektrodenende
gelangende Metall einer schnelleren Verdampfung ausgesetzt ist als die übrigen Teile
der Metalloberfläche, so daß durch diese örtliche Verdampfung die Oberfläche des
Metalls dauernden Schwankungen unterworfen wird.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Röhrenteil, der Idas die
Elektrodenumgebende Quecksilber enthält, mit einem geringen inneren Durchmesser
auszuführen, und es war zu. erwarten, daß diese engen Elektrodenkammern infolge
der stärkeren Kapillarwirkung-konstante Verhältnisse in bezug :auf den Abstand der
Quecksilberoberfläche zum Elektrodenende zeigen würden. überraschenderweise hat
es sich jedoch herausgestellt, daß dies nicht der Fall ist. Bei derartigen Elektrodenkammern
mit verringertem Querschnitt zeigt sich nämlich, daß während des Betriebes öfters
auf der Elektrode vom Quecksilber unbenetzte Stellten entstehen, die naturgemäß
mit noch stärkeren Schwankungen der Betriebsdaten verbunden sind. Der unter gewissen
Umständen auftretende unruhige Betrieb weist noch den weiteren Nachteil auf, daß
anscheinend infolge schlechterer Kühlung der Glühelektroden diese stark zerstäubt;
hierdurch wieder wird die Lebensdauer der Röhre ungünstig beeiaflußt.
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Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der erwähnten Nachteile, und
gemäß der Erfindung wird bei den eingangs näher bezeichneter Hochdruckentladungsröhren
zwischen der Elektrodenkammer und den Entladungsr:aum in Höhe des Elektrodenendes
eine derartige Einschnürung der Wand vorgesehen, daß die Oberfläche der in der Elektrodenkammer
befindlichen Metallmenge mindestens in der horizontalen Lage, vom Entladungsraum
aus gesehen, hinter dem Elektrodenende zurücksteht.
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Zur Vermeidung der lästigen Kippzüindung wird die Röhre meistens in
bekannter Weise mit -einer Gasfüllung versehen. Es ist jedoch auch möglich und ebenfalls
bekannt, das Metall, z. B. das Quecksilber, zur Einleitung der Zündung anzuwärmen.
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Es ist bekannt, bei Entladungsröhren mit flüssigen Elektroden den
Elektrodenbehälter so zu gestalten, daß der Querschnitt der der Entladung zugekehrten
Menge des Elektrodenmaterials kleiner ist als der Querschnitt des Leuchtrohres.
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Die Zeichnung stellt beispielsweise in vergrößertem Maßstab eine Entladungsröhre
gemäß der Erfindung,dar.
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Die dargestellte, insbesondere zum Aussenden von Strahlendienende
Hochdruckmetalldampfentladungsröhre besteht aus .einem. Quarzröhrchen i mit seinem
inneren Durchmesser von 2,5 mm und seinem Außendurchmesser von 5 mm. An den
beiden Enden der Entladungsröhren sind zwei Drähte 2 aus Wolfram in bekannter, in
der Zeichnung nicht näher dargestellter Weise mittels alkalifreier Zwischengläser
hindurchgeführt. Die Wolframdrähte 2 ragen in :die Entladungsröhre hinein und sind
von einer Quecksilbermenge 3 so weit umgeben, daß sie aus derselben nur um etwa
o, 5 mm herausragen. Die Länge des aus dem Quecksilber herausragenden Elektrodenteiles
kann z. B. in bekannter Weise dadurch verringert werden, daß ein ;nicht dargestellter
Pumpzapfen kürzer abgeschmolzen wird. Die Elektrodeneriden können beispielsweise,
wie bekannt, durch Erdalkalioxyd aktiviert sein, bei hohen Belastungen kann jedoch
von der Aktivierung abgesehen werden. Der Abstand ,der einander zugekehrten Enden
der Glühelektroden beträgt bei ,der dargestellten Röhre i o mm. Gemäß ,der Erfindung
ist die Wand der Röhre i zwischen dem Entladungsraum und den die Quecksilbermenge
3 enthaltenden Elektrodenkammern in der Höhe der Elektrodenenden mit Einschnürungen
4. versehen. Diese Einschnürungen sind derart ausgebildet, @daß die Oberfläche der
in der Elektrodenkammer befindlichen Quecksilbermenge mindestens in der horizontalen
Lage, vom Entladungsraum aus gesehen, hinter den Elektrodenenden zurücksteht. Die
Entladungsröhre wird von einem in der Abbildung nicht dargestellten bekannten Kühlmantel
umgeben, durch welchen bim Betriebe Kühlwasser geführt wird.
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Die Entladungsröhre wird in Reihe mit einer derart bemessenen Vorschaltimpedanz
an eine Wechsielstromquelle angeschlossen,
daß die Stromstärke einen
Endwert von 5 Amp. annimmt. Die Spannung zwischen den Glühelektroden beträgt 'hierbei
zöo V und die von der Entladung aufgenommene Leistung 9oo W. Die Menge des von der
Entladung ausgestrahlten Lichtes beträgt 5 i ooo Intern. Kerzen.
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Die Entladungsröhre brennt ruhig. Durch die Anordnung der erfindungsmäßigen
Einschnürungen ist es gelungen, beispiels«,eise Röhren mit einer spezifischen Belastung
von i zoo W/cm der Entladungsbahn sehr ruhig zu betreiben, wobel die-Lebensdauer
größer war als ohne Anwendung der erfindungsgemäßen. Einschnürung. Dies ist auf
die geringere Zerstäubung der mit Einschnürungen ausgestatteten Entladungsröhren
zurückzuführen.