DE716566C

DE716566C - Insbesondere zum Aussenden von Strahlen dienende, kuenstlich gekuehlte Hochdruckquecksilberdampfentladungsroehre

Info

Publication number: DE716566C
Application number: DEN40093D
Authority: DE
Inventors: Eduard Gerardus Dorgelo; Dr Willem Elenbaas; Hendricus Johannes Lemmens
Original assignee: Philipls Patentverwaltung G M
Current assignee: Philipls Patentverwaltung G M
Priority date: 1936-11-28
Filing date: 1936-11-28
Publication date: 1942-02-02
Also published as: FR51111E; GB538533A; US2152987A; US2245406A; GB484143A; FR829884A

Description

Insbesondere zum Aussenden von Strahlen dienende, künstlich gekühlte Hochdruckquecksilberdampfentladungsröhre Es sind künstlich gekühlte Hochdruckquecksilberdampfentladungsröhren, -insbesondere zum Aussenden von Strahlen mit festen Elektroden bekannt, die nur wenig (weniger als 5- mm) aus einer sie teilweise umgebenden, aus Quecksilber oder Amalgam bestehenden verdampfbaren Metallmenge herausragen. Diese Röhren können mit sehr hohen Belastungen, die in der Regel erheblich größer sind als q.ob Watt je Zentimeter Länge der Entladungsbahn, und sehr hohen, eine starke Einschnürung der Entladung bewirkenden Dampfdrucken betrieben werden. Dadurch,-daß die festen Elektroden nur wenig aus der verdampfbaren Metallmenge herausragen und die Röhren künstlich gekühlt werden, z. B. mit -Hilfe vnn-iängs der Röhre entlang fließendem Wasser, findet eine starke Wärmeabfuhr der an den festen Elektroden entwickelten Wärme 'statt, wodurch eine vorzeitige Zerstörung_ dieser Elektroden hintangehalten wird.
Es ist sehr vorteilhaft, diese Röhren mit Gleichstrom zu betreiben,- da dann ihre Lebensdauer erheblich größer ist als bei Wechselstrombetrieb.
Die Erfindung bezweckt nun eine Verbesserung' der oben beschriebenen Röhrenart, wodurch diese für Gleichstrombetrieb geeignet wird.
Gemäß der Erfindung ist bei der eingangs beschriebenen Röhre, falls sie mit Gleichstrom betrieben wird, der Querschnitt des aus der verdampfbaren Metallmenge herausragenden Teils der Anode größer als der Querschnitt des herausragenden Teils der Kathode. Hierdurch wird die Lebensdauer verlängert, wofür nachstehend ein Erklärungsversuch gegeben wird. Bei gleichem Querschnitt der Kathode und Anode würde bekanntlich bei Gleichstrombetrieb der aus der Metallmenge hervorragende Teil der Anode heißer werden als der entsprechende Teil der Kathode. An der Anodenseite würde daher die Metallmenge schneller verdampfen als an der Kathodenseite. Der Teil der Anode, der beim Betrieb aus der verdampfbaren Metallmenge herausragt, würde dann größer werden als der Teil der Kathode, der aus der Metallmenge herausragt. Die Anode würde also eine erheblich höhere Temperatur annehmen und die Entladung an einer größeren Oberfläche ansetzen. Hierdurch würde die Lebensdauer der ,Anode verringert werden.
Dadurch, daß der Querschnitt der Anode der erfindungsgemäßen Röhre vergrößert ist, ist der Anodenfall und somit die an der Anode entwickelte Wärme verringert. überdies findet eine bessere Wärmeableitung durch die Anode hindurch zu der verdampfbaren Metallmenge und von dort zu dem Kühlmittel statt. Auch strahlt der aus der Metallmenge herausragende Teil der Anode infolge des größeren Querschnittes mehr Wärme ab als eine Anode mit kleinem Querschnitt. Der von der verdampfbaren Metallmenge entwickelte und längs der Anode streichende Dampf findet auch eine größere Berührungsfläche mit der Anode, was ebenfalls die Wärmeabfuhr verbessert. In dieser Weise wird eine vermehrte Wärmeabgabe der Anode erreicht, ohne daß der aus der verdampfbaren Metallmenge herausragende Anodenteil vergrößert wird. Eine verlängerte Lebensdauer der Anode und somit der Entladungsröhre ist hiervon die Folge.
Zweckmäßig wird der Querschnitt der Anode t:,5- bis 5 mal den Kathodenquerschnitt gemacht. In jedem praktischen Falle kann durch einige Versuche das günstigste Verhältnis leicht experimentell festgestellt werden.
Es ist bei Vakuummetalldampflampen mit Quecksilberelektroden bekannt, daß beim Gleichstrombetrieb die Anode heißer wird als die Kathode und daher das Anodenquecksilber nach der Kathodenseite hinüberdampft. Es ist ferner bekannt, um dies zu verhindern, die Anordnung so zu treffen, daß das Größenverhältnis der beiden Polgefäße proportional der an ihnen entwickelten Wärmemenge gemacht und das negative Polgefäß nach der Leuchtröhre hin mit einem verengten Ansatzstück versehen wird. Hierdurch wird das Aufrühren des Quecksilbers durch das Kathodenbüschel nach der Tiefe hin beschränkt und so zwangsläufig eine feinere Niveauregelung erzielt als ohne diese Maßnahmen. Die Zeichnung stellt beispielsweise eine Ausführung der Erfindung schematisch dar.
Die abgebildete Entladungsröhre besteht aus einem zylindrischen Quarzrohr i mit innerem bzw. äußerem Durchmesser von 2 bzw. 4 mm. Die Röhre ist mit zwei festen Elektroden 2 und 3 versehen, die voll den Enden von zwei durch die Wand der Entladungsröhre geführten Wolframdrähteia 4 und 5 gebildet werden. Der Durchmesser der Elektrode 2 beträgt 6oo Mikron, während. der Durchmesser der mit 3 bezeichneten Elektrode i ooo Mikron ist. Die Röhre wird mit Gleichstrom betrieben, wobei die Elektrode 2 die Kathode und die Elektrode 3 die Anode bildet. Die an sich bekannte Glühkathode 2 wird nicht von einem besonderen Heizstrom, sondern von der Entladung geheizt, sie kann gegebenenfalls mit stark elektronenernittierend.en Stoffen, etwa Er dalkalioxyd, versehen sein. Die Kathode und Anode sind teilweise von einer Quecksilbermenge 6 umgeben und ragen nur wenig, etwa 0,5 bis 1,5 mm, aus dem Quecksilber hervor. In der Röhre befindet sich auch -eine Menge Argon unter einem Druck (bei Zimmertemperatur) von 5o mm .Quecksilbersäule. Der gegenseitige Abstand der Elektroden 2 und 3 beträgt 12,5 mm.
Die beschriebene Entladungsröhre ist von einem zylindrischen Glasgefäß 7 umgeben. das an den Enden durch Pfropfen 8 und 9 abgeschlossen ist, durch die die Stromzuführungsdrähte io und ii geführt sind. Diese Drähte sind von isolierenden Röhrchen 13 umgeben. Durch das Gefäß 7 wird eine Kühlflüssigkeit, am einfachsten Wasser, geführt, das längs der Röhre i strömt und die Entladungsröhre intensiv kühlt. Die Röhre wird über einen Widerstand an eine Gleichstromquelle angeschlossen, deren Spannung z. B. 6oo V beträgt, wobei der Vorschaltwiderstand derart eingestellt werden kann, daß der Strom, nachdem die Entladung ihren Endzustand erreicht hat, 2 Amp. ist. Die Spannung zwischen den Elektroden beträgt dabei 500 V, dies entspricht etwa einem Quecksilberdampfdruck von ungefähr ioo Atm. Die Belastung der Röhre beträgt 8oo Watt je Zentimeter Länge der Entladungsbahn.
Falls das Gefäß 7 aus einem Stoff hergestellt ist, der ultraviolette Strahlen durchläßt, kann die Röhre nicht nur zum Aussenden von sichtbarem Licht, sondern auch von ultravioletten Strahlen benutzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Insbesondere zum Aussenden von Strahlen dienende, künstlichgekühlte Hochdruckquecksilberdampfentladungsröhre für Gleichstrombetrieb mit festen Elektroden, die nur wenig von einer sie teilweise umgebenden, aus Quecksilber oder Amalgam bestehenden verdampfbaren Metallmenge herausragen, dadurch gekennzeichnet, üah der Querschnitt des aus dieser Metallmenge herausragenden Teils der Anode größer ist als der Querschnitt des aus der Metallmenge herausragenden Teils der Kathode. z. Entladungsröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Anode 1,5- bis 5mal so groß ist als der Querschnitt der Kathode.