DE725341C

DE725341C - Elektrische Gluehlampe mit einem Betriebsdruck von mehr als einer Atmosphaere

Info

Publication number: DE725341C
Application number: DEN42077D
Authority: DE
Inventors: Dr Willem Uyterhoeven
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1937-06-12
Filing date: 1938-06-10
Publication date: 1942-09-19
Also published as: GB518016A; FR839199A; FR839200A; DE699404C; BE428543A; GB515704A; CH206539A; BE428542A

Description

Im Patent 699404 ist eine elektrische Glühlampe mit einem 8 Atm. übersteigenden Betriebsdruck und einem den stark zusammengedrängten Glühkörper eng umgebenden langgestreckten Kolben mit einem Höchstdurchmesser von 15 mm und einer Höchstlänge von 50 mm beschrieben. Bei dieser Glühlampe sind durch die eine Stirnfläche die beiden Poldrähte hindurchgeführt, und der Glühkörper ist in der Nähe der anderen Stirnfläche des Kolbens ausgespannt, derart, daß in der Brennstellung der Lampe der Glühkörper sich in dem nach unten hängenden Teil des Kolbens befindet.

Die zugeführte elektrische Energiemenge wird in einer elektrischen Glühlampe nur zu einem sehr geringen Teil in sichtbares Licht umgesetzt. Mit einer Annäherung kann gesagt werden, daß ungefähr 90 % der zugeführten Energie in Wärme umgesetzt wird. Diese muß also durch das die Glühlampe umgebende Medium hindurch entweder durch Konvektion oder durch Strahlung abgeleitet werden. Infolge der verhältnismäßig kleinen Oberfläche des Kolbens wird die Wandtemperatur offensichtlich sehr hoch, so daß man im allgemeinen Vorkehrungen zu treffen hat, damit bei einer in der Einleitung beschriebenen Lampe nicht die Kolbenwandung, welche zufolge der sehr kleinen Abmessungen des Kolbengefäßes in der unmittelbaren Nähe des Glühkörpers liegt, durch die von dem Glühkörper herstammende Hitze gefährdet wird.

Die Erfindung besteht darin, daß eine Glühlampe nach dem Hauptpatent 699 404

von einer geschlossenen oder mindestens an einem ihrer Enden offenen Umhüllung (Kolben) umgeben ist.

Im Gegensatz zur gebräuchlichen Auffassung über die Kühlung eines eine hohe Temperatur aufweisenden Körpers mittels eines strömenden Mediums, gemäß welcher die wirksamste Kühlung nach dem sogenannten Gegenstromprinzip erzielt wird, d. h. daß ι« die die niedrigsten Temperaturen aufweisenden Teile des zu kühlenden Körpers mit dem strömenden Medium niedrigstmöglicher Temperatur in Berührung kommen, ist der Erfinder zur Erkenntnis gelangt, daß es bei der Lampe gemäß der Erfindung erwünscht ist, von diesem Gegenstromprinzip abzuweichen. Erheblich bessere Ergebnisse werden bei der erfindungsgemäßen Lampe dadurch erzielt, daß man sie auf die oben angegebene Weise mit einer Umhüllung umgibt. Zwischen dieser Umhüllung und der Wandung der Glühlampe kommt infolge der starken Erhitzung des in der Nähe des Glühkörpers gelegenen Teiles des Lampenkolbens eine Zirkulation in der die Lampe, umhüllenden Atmosphäre zustande. Dabei kommen die kältesten Gase der Atmosphäre, da der Glühkörper sich im Betriebe der Lampe im unteren Teil des Kolbens befindet, 3" mit den heißesten Kolbenteilen in Berührung, welche Gase somit eine möglichst große Wärmemenge von diesem stark erhitzten Kolbenteil ableiten können. Der Unterseite der Lampe werden beständig neue Kühlgase, wie z. B. Luft, zugeführt, so daß sich die oben beschriebene Kühlung ergibt. Ist die Umhüllung zumindest an einem Ende geöffnet, so wirkt die atmosphärische Luft als Kühlmittel. Ein möglichst geringe Temperatur aufweisendes Medium kann viel besser einer örtlichen Überhitzung entgegenwirken als ein Medium, das bereits dadurch, daß es an anderen Teilen eines eine hohe Temperatur aufweisenden Körpers entlang gestrichen ist, eine gewisse Wärmemenge aufgenommen hat, so daß der Temperaturunterschied zwischen den zu kühlenden Teilen und dem Medium bereits geringer geworden ist. Es kommt bei der erfindungsgemäßen Lampe nicht sosehr darauf an, die gesamte Kolbenoberfläche zu kühlen, sondern es wird hier lediglich die Forderung gestellt, eine örtliche Überhitzung der in unmittelbarer Nähe des Glühkörpers gelegenen Kolbenteile möglichst zu vermeiden.

Der Lampenkolben besteht vorteilhaft aus einem Werkstoff mit einem Erweichungspunkt von über 650⁰.

Nach einem konstruktiv einfachen Ausführungsbeispiel wird die Lampe von einem geschlossenen und eine Gasatmosphäre mit einem Druck von mehr als 10 cm Quecksilbersäule aufweisenden Kolben umgeben. Ein derartiger Kolben sorgt dafür, wie auch die früher angegebene Umhüllung des KoI-bens, daß auch in einer Umgebung, in der ziemlich starke Strömungen in dem die Lampe umgebenden Medium auftreten, die erwünschte Kühlung erzielt wird.

Bemerkt sei, daß schon vorgeschlagen 7« wurde, bei einer Glühlampe, die gegebenenfalls einen Druck höher als.i Atm. aufweisen kann, den Lampenkolben mit einem zweiten Kolben zu umgeben, welcher durchlocht ist, so daß in dem Raum zwischen den beiden j Kolben eine Gasströmung auftreten kanu. Bei dieser bekannten Lampenbauart ist jedoch der innere Kolben nicht derart klein ausgeführt, daß eine örtliche, gegebenenfalls schädliche Überhitzung des inneren Kolbens auftreten kann.

Bei einer anderen schon bekannten Doppelkolbenglühlampe ist zwar der innere, länglich ausgeführte Kolben sehr klein bemessen, aber er nimmt in der Brennstellung der Lampe eine horizontale Lage- ein, so daß von der bei der Erfindung erzielten günstigen Kühlwirkung nicht die Rede sein kann.

Die Erfindung wird an Hand einiger Figuren näher erläutert.

In Fig. ι ist eine Glühlampe nach der Erfindung mit Quarzkolben mit einem Durchmesser von 6 mm und einer Länge von etwa 40 mm dargestellt. In dem Kolben, in dem während des Betriebes der Lampe ein Druck ¹JS von 10 Atm. herrscht, ist ein Glühkörper 1 angeordnet, der sich in der Stellung, in der die Lampe brennt, in der Nähe der unteren Stirnfläche des Lampenkolbens befindet.

Ungeachtet der ziemlich starken, mit B angegebenen Strömungen in dem Medium kommt die erwünschte Kühlung des Lampenkolbens und besonders diejenige der Zone A durch die zylindrische, den Kolben 2 der Lampe umgebende Umhüllung 3 zustande. Der Glühkörper 1 erhitzt die mit A angegebene Zone des Lampenkolbens sehr stark, so daß diese höhere Temperatur als der übrige Teil des Kolbens annimmt. Infolge der Wandtemperatur des Kolbens entsteht, wie. mit Pfeilen angegeben ist, in dem zwischen dem Kolben 2 und dem Organ 3 befindlichen Medium eine Strömung, und zwar derart, daß das Medium an der Unterseite der Lampe angesogen wird und an der Kolbenwand entlang streicht. Wenn das Medium mit der Zone A in Berührung kommt, ist es praktisch noch nicht erhitzt, so daß es eine große Wärmemenge von der Zone A abzuleiten vermag, wodurch die örtliche Überhitzung dieses Kolbenteiles, welche zu schädlichen Folgen führen kann, erheblich ver-

ringert wird. Die höher gelegenen Kolbenteile werden von dem Glühkörper ι in viel geringerem Maße direkt erhitzt, so daß das bereits von der Zone A vorerhitzte, an der Kolbenwand entlang streichende Medium, wenn dieses erforderlich sein sollte, auch noch diese Teile in hinreichendem Maße zu kühlen vermag.

In Fig. 2 sind der Lampenkolben 2 und das

ίο diesen umgehende Gefäß-4 zu einem äußerlich die Gestalt einer normalen Glühlampe aufweisenden Ganzen zusammengebaut. Die Stromzuführungsdrähte 5 und 6 des Läiiipchens 2 sind in einer einen Teil des in dem Kolben 9 festgeschmolzenen Füßchens 8 bildenden Quetschstelle 7 befestigt. Der Kolben 9 ist an seiner Unter- bzw. Oberseite mit Öffnungen 10 bzw. 11 ausgeführt, durch welche der zwischen dem Kolben 2 und 9 befindliche Raum mit der Außenluft in Verbindung steht. Auch bei dieser Ausführungsform wird das Lämpchen 2, wie durch Pfeile d angegeben ist, in .der erwünschten Weise gekühlt. Gegebenenfalls können die Öffnungen 10 und 11 auch fortgelassen werden; die in dem zwischen den beiden Kolbengelegenen Raum befindliche Gasmenge vermag ebenfalls die erwünschte Kühlung herbeizuführen. Man kann den Raum zwischen

3°' den beiden Kolben mit einem die Wärme gut ableitenden Gas, wie z. B. Helium, oder mit einem Dampf füllen, wobei der Druck zum Erzielen der erwünschten Wirkung mindestens 10 cm Quecksilbersäule betragen soll.

Claims

Patentansprüche:

ι. Gasgefüllte elektrische Glühlampe mit einem 8 Atm. übersteigenden Betriebsdruck und einem den stark zusammengedrängten Glühkörper eng umgebenden langgestreckten Kolben mit einem Höchstdurchmesser von 15 mm und einer Höchstlänge von 50 mm, durch dessen Stirnfläche die beiden Poldrähte hindurchgeführt sind, wobei der Glühkörper in der Nähe der unteren Stirnfläche derart ausgespannt ist, daß in der Brennstellung der Glühkörper sich in dem nach unten hängenden Teil des Kolbens g₀ befindet, nach Patent 699 404, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe von einer geschlossenen oder mindestens an einem ihrer Enden offenen Umhüllung (Kolben) umgeben ist.
2. Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe von einem geschlossenen Kolben mit einer Gasatmosphäre von mehr als 10 cm Quecksilbersäule umgeben ist.

Hierzu τ Blatt Zeichnungen