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Gas- oder dampfgefüllte, von einem Vakuummantel umgebene Entladungslampe
Die Erfindung bezieht sich auf ga-s- oder dampfgefüllte .elektrische Entladungsröhren,
insbesondere auf Metalldampflampen. Der Wirkungsgrad solcher Lampen hängt in vielen
Fällen von dem Dampfdruck innerhalb der Entladungsröhre ab und dieser wiederum von
der Temperatur der Lampe. Deshalb sind Mittel vorzusehen, um eine zu schnelle Ableitung
der von der Entladung erzeugten Wärme zu verhindern. Zu .dem Zweck ist die eigentliche
Röhre von einer zusätzlichen, vorzugsweise evakuierten und in gewissen Fällen auch
doppelwandigen Hülle umgeben.
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Ein einfacher, hochevakuierter Mantel isoliert zwar die Entladungsröhre
genügend, selbst wenn es sich um Natriumdampflampen und ähnliche handelt, die mit
schwer verdampfbaren Stoffen gefüllt sind. Es hat sich aber ergeben, daß es höchst
schwierig ist, ein sehr hohes Vakuum während des Betriebes aufrechtzuerhalten. Wahrscheinlich
ist das darauf zurückzuführen"daß infolge der hohen Temperatur der gesamten Lampe
und der eigentlichen Entladungsröhre im besonderen Gase ständig von den Glas- und
Metallteilen, innerhalb der Außenhülle abgegeben werden, so daß der Druck innerhalb
des Mantels, der zu Anfang beispielsweise von der Größenordnung i,io-6 mm ist, stark
ansteigt und nach verhältnismäßig kurzer Brennzeit Werte von mehreren Millimetern
Quecksilbersäule erreichen kann.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, diesen Mantel mit Gasen, wie Kohlendioxyd,
zu füllen, .die eine sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit haben. Diese Methode ergibt
zufrie-,denstellende Ergebnisse aber nur mit solchen Entladungsröhren, die, wie
z. B. Ouecksilberdampflampen, ein leicht verdampfbares Metall enthalten; Natriumdampflampen
und ähnliche,
clie mit weit schwerer verdampfbaren Stoffen gefüllt
sind, werden dagegen meist zum Zwecke möglichst weitgehender Wärmeisolation mit
einer doppelwandigen Hülle um-,-eben, wobei der Raum zwischen den Wänden dieser
Hülle vorzugsweise unter verdünntem Druck steht.
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Die ebenfalls bekannte Anordnung von Getterstoffen iin 'Mantelraum
hat auch nicht zu dein erstrebten Erfolge geführt, den geringen Anfangsdruck in
dieseln Ratime aufrechtzuerhalten.
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Die Erfindung bezweckt, innerhalb des Vakuummantels einer Dampflampe
Mittel vorzusehen, wodurch ein sehr hohes Vakuum selbsttätig während der gesamten
Lebensdauer der Lampe aufrechterhalten bleibt.
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Es ist bekannt, daß in einer Gliininlanipe ein Hartwerden, das ist
eine Aufzehrung vier Füllgase, stattfindet, 'verursacht entweder durch kathodische
Zerstäubung der Elektroden oder infolge chemischer Umsätze zwischen den Füllgasen
und den Elektrodenleitern. Gemäß der Erfindung wird innerhalb des Vakuummantels
einer Dampfentladungslampe eine Gliminentladungsstrecke vorgesehen, die selbsttätig
in Tätigkeit tritt, wenn der Druck im Mantel steigt, mit dein Ergebnis, daß infolge
dieser Entladung alle Spuren schädlicher Gase und Dämpfe schnell aufgezehrt werden,
bis der Druck innerhalb des Mantels wieder genügend niedrig ist.
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Die Erfindung soll an mehreren Beispielen näher erläutert werden.
In einer Ausführungsform sind die Hauptzuführungsdrähte von der Stromquelle durch
den Mantel zu den Elektroden der Dampflampe einander so nahe gebracht, wenigstens
an einem Punkte, daß bei steigendem Druck innerhalb des Vakuummantels eine Glimmentladung
selbsttätig einsetzt. Durch chemischen Umsatz oder katliodische Zerstä ubung werden
dann die unerwünschten Gase in der Hülle absorbiert und das Vakuum wiederhergestellt.
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Da diese Zuführungsdrähte gewöhnlich aus Metallen hergestellt sind,
die wie Nickel einen verhältnismäßig hohen Kathodenfall haben und chemisch nicht
besonders aktiv sind, kann die obige Anordnung weit empfindlicher gestaltet werden,
wenn mit diesen Drähten Metalle, wie Magnesium, Barium, Natritnn oder ähnliche,
verbunden sind. 'Magnesium z. B. zerstäubt leicht und schnell und bilclet so auf
dein Mantel einen Beschlag finit hochreflektierender Oberfläche, der, da er willkürlich
an jeder gewünschten Stelle der Vakuumhülle niedergeschlagen werden kann, vorteilliafterweise
als Reflektor für die Lampe nutzbar ist.
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Ist es dagegen erwünscht, den Mantel frei von jeglichem Niederschlag
zu halten, so werden chemisch sehr wirksame Metalle, wie Barium oder Natrium, vorgezogen,
.die nicht leicht zerstäuben, aber die schädlichen Gase oder Dämpfe schnell und
vollständig durch chemischen Umsatz binden.
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Chemischer Umsatz und kathodische Zerstäubung zu trennen ist nicht
immer möglich. da ein und dasselbe Metall (z. B. Eisen) mit einigen der im Mantel
frei gesetzten Gasen chemisch reagiert (beispielsweise mit Kohlenmonoxyd), in anderen
zerstäubt (z. B. Wasserstoff) ; die praktische Hauptwirkung, nämlich eine schnelle
und vollständige Absorption der schädlichen Gase, kann jedoch stets sicher erzielt
werden.
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In einem weiteren Beispiel mag der Getterleiter einen besonderen Zuführungsdraht
haben, so daß z. B. ein Draht, Blech oder beliebig anders geformter Körper aus Magnesium
nahe an einen Hauptzuführungsdraht gelegt werden kann. Oder es werden zwei vollkommen
unabhängige Leiter, jeder mit getrenntem Zuführungsdraht versehen, in den .Mantel
eingebaut. In beiden Fällen kann w 'ilireiid des Betriebes der Lampe ein elektrisches
Potential ständig zwischen den Getterleitern oder dem Getterleiter und dem Hauptzuführungsdraht
aufrechterhalten werden, so daß eine Glimmlampe innerhalb des Mantels vorgesehen
ist, die in Wirksamkeit tritt und einen Entladungsstrom trägt, sobald der Druck
innerhalb der Hülle einen gewissen vorbestiminbarenWert erreicht.
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Diese Getterglimmlampe kann mit der Stromquelle durch einen Widerstand
verbunden sein. Bei Lampen, wie z. B. Quecksilberhochdrucklampen, die mit gewöhnlichen
Netzspannungen betrieben werden, d. h. Spannungen von etwa igo bis 26o Volt, genügen
diese ebenfalls zum Betriebe der Getterlampe. Bei Höchstdruckquecksilber- und Natriumdampflampen
jedoch, also solchen, die mit einem Transformator versehen sind, können' die zum
Betriebe der Lampen erzeugten höheren Spannungen (von etwa 5oo Volt) vorteilhafterweise
ausgenutzt werden, um die Getterglimmlampe noch empfindlicher zu gestalten, so daß
sogar die geringsten Spuren schädlicher Gase schnellstens absorbiert werden.
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Zwei praktische Ausführungen nach der Erfindung sind auf der Zeichnung
beispielsweise dargestellt, in der Fig. i eine Quecksilberlampe zeigt, während Fig.2
eine Natriumlampe betrifft.
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Die Quecksilberlampe io in Fig. i ist von dem Mantel i i rangeben.
Wie üblich, ist die Lampe io mit zwei Hauptelektroden 13 und einer Hilfselektrode
iq. versehen, die zum Zwecke leichten Zündens der einen Hauptelektrode gegenübersteht
und mit der anderen
durch den Widerstand 15 verbunden ist; dieser
ist gleichzeitig wirksam für die Getterglimmlampe innerhalb des Mantels, die von
einem Hauptzuführungsdraht 16 und einem mit der Zündelektrode verbundenen Leiter
17 gebildet wird. Durch die Zuführungsdrähte i9 ist die Lampe io mit der Netzspannung
durch eine (nicht gezeichnete) Drosselspule verbunden.
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Fig. 2 zeigt eine Natriumdampflampe 2o innerhalb des Mantels 21. Die
beiden Elektroden 22 :der Lampe sind mit den Hochspannungsklemrrien 23 eines (nicht
gezeichneten) Transformators verbunden, der eine Spannung von etwa 5oo Volt erzeugt.
Zwei zusätzliche Zuführungsdrähte 2q. sind mit den Klemmen 23 ,durch Widerstände
25 verbun-.den, die Werte von je 2ooo Ohm haben mögen. Diese Zuführungsdrähte führen
unmittelbar zu zwei Elektroden 26 innerhalb des Mantels 21, die die Getterglimmlampe
gemäß der Erfindung bilden.