DE848673C - Elektrische Hochdruckmetalldampfentladungsroehre - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 8. SEPTEMBER 1952

N 249s VIII cj2i g

Die Erfindung bezieht sicli auf eine elektrische Iiochdruckmetalldampf entladungsröhre mit mindestens einer festen Elektrode, die aus einer verdampfbaren Metallmenge herausragt. Es ist bekannt, daß der Abstand, um den diese Elektrode aus dem Metall herausragt, die Höhe des Betriebsdampfdruckes beeinflußt. In diesen Entladungsrohren geht die Entladung von dem Ende dieser Elektrode aus, so daß dieses Ende stark erhitzt wird. Wird bei einer bestimmten Entladungsröhre der Abstand zwischen dem Ende der Elektrode und dem Niveau des verdampfbaren Metalls vergrößert, so nimmt die Wärmeübertragung vom Elektrodenende zum verdampfbaren Metall und daher der entwickelte Dampfdruck ab. Wird hingegeij der genannte Abstand verkürzt, so wird ein höherer Druck erhalten.

Es kommt vor, daß man Entladungsröhren dieser Gattung, die mit einer bestimmten Stromstärke und einem bestimmten Dampfdruck betrieben werden, derart zu ändern wünscht, daß die Stromstärke vergrößert und der Dampfdruck konstant gehalten wird. Der Erfinder kam dabei zum folgenden Ergebnis: Wird ohne Änderung der Abmessungen der Entladungsröhre und der Elektroden die Stromstärke vergrößert, so nimmt die am Elektrodenende entwickelte Wärme zu, was eine stärkere Erhitzung des verdampfbaren Metalls und

eine Erhöhung des Dampfdruckes zur Folge hat, womit eine Erhöhung der Bogenspannung einhergeht. Der Dampfdruck kann nun wieder durch eine derartige Änderung der Röhre herabgesetzt werden, daß die feste Elektrode um einen größeren Abstand aus dem verdampfbaren Metall herausragt oder einen kleineren Durchmesser erhält. Durch diese beiden Maßnahmen wird die Wärme- * leitung vom Elektrodenende zum verdampf baren ίο Metall herabgesetzt, so daß dieses Metall weniger stark erhitzt wird und mithin der Dampfdruck abnimmt; gleichzeitig jedoch nimmt die Temperatur des Elektrodenendes zu. Dies ist nun öfters unerwünscht, da hierdurch die Lebensdauer der Elektrode abnehmen und die Innenseite der Wand infolge Verdampfung des Elektrodenmaterials schwarz werden kann. Um diesen Nachteil zu vermeiden, könnte der Querschnitt der Elektrode vergrößert werden, wodurch die seitliche Oberfläche der Elektrode größer wird; dies hat eine größere Wärmeausstrahlung und eine größere Wärmeabgabe der Elektrode an den Metalldampf zur Folge, wodurch die Temperatur der Elektrode herabgesetzt wird. Infolge der Vergrößerung des Querschnittes nimmt jedoch die Wärmeleitung vom Elektrodenende zum verdampfbaren Metall wieder zu, was zu einer gerade unerwünschten Erhöhung des Dampfdruckes und daher der Bogenspannung führt.

Gemäß der Erfindung wird diesem Ubelstand dadurch abgeholfen, daß in der Elektrode zwischen dem Elektrodenende und dem verdampfbaren Metall ein Wärmewiderstand vorgesehen wird, d. h. daß einem Teil der Elektrode eine verringerte Wärmeleitfähigkeit gegeben wird, wodurch die Wärmeleitung vom Elektrodenende zum verdampfbaren Metall verringert wird. Hat man den Querschnitt der Elektrode größer gewählt, um dadurch die Wärmeabgabe zu vergrößern und die Temperatur des Elektrodenendes herabzusetzen, so hat man es in der Hand, die durch den großen Querschnitt verursachte, unerwünscht große Wärmeleitung durch den Elektrodenkörper zum verdampfbaren Metall mittels des genannten Widerstandes wieder zu verringern. Hierdurch hat man bei der Bemessung der Elektrode gleichsam einen Freiheitsgrad hinzubekommen.

Besteht das Elektrodenende aus Wolfram, so kann die Elektrode an der aus dem verdampfbaren Metall ausladenden Stelle z. B. aus Graphit hergestellt werden, der eine geringere spezifische Wärmeleitfähigkeit als Wolfram besitzt. Der Wärmewiderstand wird jedoch vorzugsweise in der Weise erhalten, daß der Elektrode an dieser Stelle ein kleinerer Querschnitt gegeben wird, in welchem Fall die ganze Elektrode aus dem gleichen Material bestehen kann. Dieser verkleinerte Querschnitt kann z. B. dadurch erreicht werden, daß die Elektrode eingeschnürt oder örtlich hohl gemacht wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der in Fig. 1 eine Entladungsröhre gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt ist, während Fig. 2 eine weitere Möglichkeit für den Bau der Anode dieser Röhre zeigt.

Die dargestellte Entladungsröhre 1 besteht aus Quarz und ist für Gleichstrombetrieb bestimmt; zu diesem Zweck weist sie eine Kathode 2 und eine Anode 3 auf. Die Anode 3 besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Wolframblock, dessen der Kathode zugekehrtes Ende abgerundet ist. Diese Anode wird von einem ringförmigen Wolframdraht 4 getragen, der in den Stützdraht 5 übergeht, der unter Zwischenfügung einer Schicht 6 aus Übergangsglas in das untere Ende der Röhrenwand eingeschmolzen ist. Um das untere Ende der Anode herum befindet sich eine Quecksilbermenge 7, so daß die Anode 3 aus diesem Quecksilber hervorragt. In der Nähe des Quecksilberniveaus hat die Anode eine Einschnürung 8. Die Kathode 2 besteht gleichfalls aus Wolfram und wird vom Stützdraht 9 getragen, der unter Zwischenfügung des Übergangsglases 10 durch das obere Ende der Röhrenwand hindurchgeführt ist. Der Raum zwischen dem Draht 9 und der Röhrenwand ist mit einem wendelförmig gewickelten Wolframdraht 11 angefüllt. Die Röhre ist mit einer Gasfüllung versehen, die aus Argon unter einem Druck (bei Zimmertemperatur) von etwa 65 cm Quecksilbersäule besteht.

Die Entladungsröhre wird während des Betriebes künstlich gekühlt und die Röhre kann zu diesem Zweck von einem Glaszylinder umgeben werden, durch den Kühlwasser hindurchgeführt wird.

Zur Erläuterung können die folgenden Zahlen genannt werden: Wandstärke 2 mm, größter Innendurchmesser, in der Zeichnung mit α angegeben, 35 mm, Durchmesser b 20 mm, Höhe c der Quecksilbermenge 25 mm, Abstand d, um den die Anode aus dem Quecksilber herausragt, 28 mm, Abstand e zwischen den Elektroden 10 mm, Abstand/ zwisehen Kathodenende und Einschmelzstelle 30 mm, Durchmesser g der Anode 15 mm, Durchmesser Ii der Anode an der Stelle der Einschnürung 6 mm, Durchmesser k der Kathode 15 mm.

Diese Entladungsröhre wurde mit einem Gleichstrom von 115 A und einer Bogenspannung (Spannung zwischen den Elektroden) von 50 V betrieben. Zum Vergleich sei bemerkt, daß eine Entladungsröhre von den gleichen Abmessungen, bei der die Anode jedoch nicht eingeschnürt war und einen no Durchmesser von 12 mm besaß, mit einem Strom von 60 A und einer Bogenspannung von 65 V betrieben werden konnte.

Die in Fig. 2 dargestellte Anode ist aus zwei Teilen aufgebaut, nämlich aus einem Teil 12 aus Wolfram und einem Teil 13 aus Graphit. Der Stützdraht ist wieder mit 5 und das umgebende Quecksilber mit 7 bezeichnet. Die geringere Wärmeleitung in dem aus dem Quecksilber herausragenden Teil der Elektrode ist hier also nicht durch eine besondere Ausgestaltung der Anode erhalten, wie dies in Fig. 1 der Fall ist, sondern durch Anwendung von Graphit, der eine geringere spezifische Wärmeleitfähigkeit als Wolfram besitzt.

Die Erfindung ist vornehmlich bedeutungsvoll für Entladungsröhren, die mit großen Strömen,

ζ. B., falls die Röhren künstlich gekühlt werden, ^! mit Strömen größer als 25 Λ, betriehen werden. i

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Insbesondere zur Lichtausstrahlung dienende elektrische Hochdruckmetalldampf entladungsröhre mit mindestens einer Elektrode, I die aus einer verdampfbaren Metallmenge her- ; ausragt, dadurch gekennzeichnet, daß sich in I der Elektrode zwischen dem Elektrodenende

   und dem verdampfbaren Metall ein Teil mit verringerter Wärmeleitfähigkeit befindet.
2. 2. Elektrische Hochdruckmetalldampfentladungsröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode an der Stelle der verringerten Wärmeleitfähigkeit einen kleineren Querschnitt besitzt.

   Angezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 793748;
   österreichische Patentschrift Nr. 139320.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   5325 8.54