DE724060C - Elektrische Hochdruckmetalldampfentladungsroehre mit eingeschnuerter Entladung, mit zusaetzlicher Gasfuellung, mit aktivierten im Betrieb gluehenden Elektroden und mit schwerschmelzbarem, waehrend des Betriebes nicht verdampfbarem, im Lampeninneren angeordnetem und zur thermischen Lichtausstrahlung anregbarem Koerper (Temperaturstrahler), welcherí¬ohne selbst stromdurchflossen zu seiní¬unmittelbar durch die Entladung beheizt wird - Google Patents

Description

• Elektrische Hochdruckmetalld'ampfentladungsröhre mit eingeschnürter Entladung, mit zusätzlicher Gasfüllung, mit aktivierten im Betrieb glühenden Elektroden und mit schwerschmelzbarem, während des Betriebes nicht verdampfbarem, im Lampeninneren angeordnetem und zur thermischen Lichtausstrahlung anregbarem Körper (Temperaturstrahler), welcher - ohne selbst stromdurchflossen zu sein -unmittelbar durch die Entladung beheizt wird Es ist bereits bekannt, in elektrische Entladungslampen aus strahlendurchlässigem Material nicht verdampfbare Stoffe derart einzuführen, daß diese durch die Entladung erhitzt und zur thermischen Lichtemission angeregt werden. So ist z. B. eine Entladungslampe bekannt, in der durch eine elektrische Entladung zwischen einer beispielsweise glühenden Kathode und einer bei Inbetriebnahme kalten Anode letztere zum Glühen gebracht wird. Dort wird auch vorgeschlagen, durch die Bogenentladung selbst eine zusätzliche thermische Lichtemission zu erhalten. Ebenso sind auch Entladungslampen mit eingeschnürter' Entladung, sogenannter Hochdruckentladung, bekannt. Weiterhin ist bekannt, den Metallvorrat für Hochdruckdampfentladungslampen so gering zu bemessen, daß der .ganze Metallvorrat im Betriebe verdampft.
• Bigher war es aber nicht möglich, den thermisch. strahlenden Körper auf gleichbleibenden und genau vorher bestimmbaren Temperaturen zu halten. Die Erfindung bezieht sich auf die bekannte elektrische Hochdruckmetalldampfentladungsröhre mit eingeschnürter Entladung, mit zusätzlicher Gasfüllung, mit aktivierten im Betrieb glühenden Elektroden und mit schwerschmelzbarem, während des Betriebes nicht verdampfbarem, im Lampeninneren angeordnetem und zur thermischen Lichtausstrahlung anregbarem Körper welcher, ohne selbst stromdurchflossen zu sein, unmittelbar durch die Entladung beheizt wird.
• Erfindungsgemäß wird diese bekannte Entladungsröhre dadurch verbessert, daß :der in ihr für die Verdampfung vorgesehene Metallvorrat während des Dauerbrennzustandes vollständig verdampft und somit die den Temperaturstrahler umhüllende Dampffüllung untersättigt (überhitzt) ist.
• Die Leuchtwirkung und der visuelle Nutzeffekt der Strahlung eines Temperaturstrahlers hängt außerordentlich stark von der erreichbaren Temperatur ab. Schon eine außerordentlich kleine Verringerung der Temperatur kann ein erhebliches Absinken des Nutzeffektes bewirken und den ökonomischen Betrieb einer solchen Lampe überhaupt in Frage stellen. Man vergegenwärtige sich hierzu, daß der Nutzeffekt eines Temperaturstrahlers in demBereich, wie z.B. die Wolframglühkörper betrieben werden, mit der 13- Potenz der Temperatur steigt und fällt. Des weiteren ist aber auch ein Temperaturstrahler außerordentlich empfindlich gegen Überhitzung. Schon eine sehr geringe Überhitzung kann zu einer Verdampfung und Zerstörung des Temperaturstrahlers führen, da die Verdampfung aller als Temperaturstrahler zur Verwendung gelangenden Körper ungefähr mit der 17. Potenz der Temperatur steigt.
• Die Betriebstemperatur eines Glühdrahts kann man bei unmittelbarer Erhitzung durch den elektrischen Strom leicht genau einregem. Bei der Erhitzung von Temperaturstrahlern durch einenMetalldampflichtbogen von hohem Druck unterliegt hingegen in gesättigtem oder übersättigtem Dampf die Wärmezufuhr seitens des Lichtbogens starken Schwankungen. Denn es verdampft bekanntlich bald etwas mehr von dem dampfliefernden Metall, so daß der Druck und damit die Temperatur des Lichtbogens stark ansteigt; zeitweilig kondensiert wieder etwas mehr :Metall, wodurch der Druck und damit die Temperatur des Lichtbogens abfällt. Als bekannte Vorgänge, die eine Mehr- oder Minderverdampfung des Metalls bei Metalldampflampen mit Bodenkörpern oder jedenfalls mit einem Rest flüssigen oder sonstwie nicht verdampften Metalls hervorrufen, seien nur äußere Temperaturschwankungen (Sommer und Winter, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein äußerer Kühlwirkung durch Wind und Wetter sowie die unvermeidbaren Netzspannungssrhwankungen genannt. Derartige Druckanstiege und -abfälle schaden dem Licbtbogenbetrieb an sich nicht, jedenfalls insofern nicht, als die Lampe als solche dabei nicht zerstört wird. Dagegen verursachen sie entweder eine schlechte Leuchtökonomie eines durch den Lichtbogen selbst erhitzten Temperaturstrahlers oder eine schnelle Zerstörung desselben. Hier bewirkt nun die Verwendung von Metallmengen, die so dosiert sind, daß bei Betriebstemperatur alles Metall bereits verdampft und der Dampfdruck um einen gewissen Betrag untersättigt ist, eine wesentliche Verbesserung. Durch die herbeigeführte Unabhängigkeit des Drucks 'von den obenerwähnten störenden Einflüssen erhält der heizende Lichtbogen eine gleichbleibende Temperatur und entfaltet im Dauerbrenn-r_ustand eine gleichbleibende Heizwirkung auf den Temperaturstrahler, so daß dieser weder unter- noch überheizt wird. Weiterhin wird es nun durch die Erfindung auch noch ermöglicht, den Temperaturstrahler höher als sonst zu erhitzen und hart an die Grenze vier Verdampfbarkeit zu gehen. Da nämlich die schädlichen Überheizungen durch ungewollten Druckanstieg jetzt entfallen, braucht man nicht mehr, wie es zuvor bei Lampen mit gesättigter Metalldampffiillung der Schwankungen wegen aus Sicherheitsgründen nötig «rar. mit der Temperatur unter der sonst zulässigen Höchstgrenze zu bleiben: d. h. man kann den Temperaturstrahler dauernd höher erhitzen und damit die Ökonomie verbessern.
• Ferner wird die Explosionsgefahr der Lampe herabgesetzt. Denn auch bei einer Lampe mit nur geringem Metallüherschuß im Dauerbrennzustand besteht die Gefahr, daß Metalltropfen bei Kondensation, Herunterlaufen und Abfallen von der Wandung oder bei Bewegung der Lampe mit dem in der erfindungsgemäßen Lampe weißglühenden Temperaturstrahler in Berührung kommen und explosionsartig unter Zerstörung der Lampe oder Schädigung des Temperaturstrahlers verdampfen.
• Bei den bekannten 1Tetalldampf@oc@drucklampen, welche mit untersättigter Metalldarnpffiillung arbeiten, geschah dies bisher, um ein Abreißen des Lichtbogens bei Cberspannungen oder sonstiger Überhitzung zu vermeiden sowie um Flackererscheinungen vorzubeugen, also um die Leuchtwirkung des Lichtbogens selbst zu stabilisieren. Demgegenüber dient die vorliegende Erfindung zur Stabilhaltung der Lichtbogentemperatur eines zusätzlichen, unmittelbar durch den Lichtbogen hoch erhitzten und als Temperaturstrahler wirkenden Leuchtkörpers sowie zur Vermeidung von Explosionen in solchen Lampen.
• Die erfinclu,ngsgemäße Entladungslampe enthält die bekannte Hülle aus strahlendurchlässigem Material, also beispielsweise aus Hartglas oder Quarz. In diese Hülle sind die Elektroden in bekannter Weise eingeschmolzen. Die Elektroden sind die bekannten aktivierten, im Betrieb glühenden und vornehmlich durch die Entladung gebeizten festen Elektrodenkörper. In der Entladungsröhre ist außer dem Bodenkörper aus verdampfbaretn Metall, beispielsweise Quecksilber, ein Stoff eingebracht, der sich an der Verdampfung nicht beteiligt, durch die Entladung jedoch aufgeiheizt und zur Lichtemission angeregt wird. Es müssen Stoffe mit hohem Schmelzpunkt sein. Beispielsweise brauchbar sind hierfür Sinterkorund, Zirkonium und Ytterium, die Oxyde des Thor und Cer, aber insbesondere auch Wolfram. Mit Vorteil können auch Mischungen dieser Stoffe, die gesintert werden, Verwendung finden. Durch eine derartige Mischung und den Zusatz von Stoffen, die in dem vorgeschriebenen Temperaturbereich eine starke Lichtabgabe gerade im sichtbaren Gebiet - Stelektivstrahler, wie beispielsweise Cer - besitzen, kann die Lichtausbeute wesentlich verbessert werden.
• Die als Temperaturstrahler eingebrachten Stoffe können bekanntlich in verschiedener Form eingeführt sein, so beispielsweise als Staub oder als Netz, und können in bekannter Weise den Lichtbogen umschließen. Aber auch Stäbe wurden mit Erfolg gebraucht.
• Zum besseren thermischen Ausgleich in der Lampe kann in bekannter Weise noch eine Edelgasgrundfüllung vorgesehen werden, die. hauptsächlich beim Einleiten der Entladung eine günstige Temperaturverteilung und .damit ein sicheres Verdampfen des Metallvorrats ermöglicht. Die Zündung der Röhre wird in bekannter Weise, so beispielsweise durch einen Zündstoß oder durch eine einleitende Glimmentladung, !herbeigeführt.
• Wichtig ist, daß im Lichtbogen sehr hohe Temperaturen erreicht werden. Dann wird das diskontinuierliche. Spektrum der Dampfentladung durch die zusätzliche thermische Emission des Einbringkörpers aufgefüllt und, sobald das Maximum der gesamten ausgestrahlten Intensität im Sichtbaren liegt, ein dem Auge angenehmes Licht in wirtschaftlicher Weise erzeugt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Elektrische Hochdruckmetalldampfentla.dungsröihre mit eingeschnürter Entladung, mit zusätzlicher Gasfüllung, mit aktivierten im Betrieb# glühenden Elektroden und mit schwerschmelzbarem, während des Betriebes nicht verdampfbarem, im Lampeninneren angeordnetem und zur thermischen Lichtausstrahlung anregbarem Körper (Temperaturstrahler), welcher - ohne selbst stromtdurchflussen zu sein - unmittelbar :durch die Entladung beheizt wird, dadurch gekennzeichnet, Mß der in dieser Entladungsröhre für die Verdampfung vorgesehene Metallvorrat während des Dauerbrennzustandes vollständig verdampft und somit die den Temperaturstrahler umhüllende Dampffüllung untersättigt (überhitzt) ist.