DE874178C

DE874178C - Quecksilberdampf-Entladungsgefaess mit isolierendem Kathodeneinsatz

Info

Publication number: DE874178C
Application number: DES4625D
Authority: DE
Inventors: Hans Bertele Von Grenadenberg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-03-29
Filing date: 1941-03-29
Publication date: 1953-04-20

Description

Quecksilberdampf-Entladungsgefäß mit isolierendem Kathodeneinsatz Die Erfindung betrifft ein elektrisches Otiecksilberdampf-Entladungsgefäß mit metallischer Gefäßwandung und einem isolierenden Kathodeneinsatzkörper, der die Otiecksilberkathode in zwei Teile teilt, und zwar in eineneigentlichenKathodenteil, an dem die Entladung ansetzen soll, und einen diesen umschließenden ringförmigen Teil, in welchem sich das von den Wänden herablaufende kondensierte Otiecksilber sammelt. Bei derartigen Entladungsgefäßen zeigt sich nun häufig der Nachteil, daß der Lichtbogen, anstatt an der Oberfläche des vom Kathodeneinsatzkörper umgrenzten Kathodenteiles anzusetzen, seinen Weg in den Spalt zwischen Einsatzkörper und Kathodenwand nimmt und dort dauernd ansetzt. Auch die Anordnung von Schirmen im Spalt, die dem Lichtbogen das Eindrin,gen in denselben erschweren, bringt vielfach keine vollkommene Abhilfe.
Die bisher gebräuchliche Konstruktion der beschriebenen Kathoden ist in Fig. i veranschaulicht. In dieser Figur bedeutet i den metallischen Kathodentopf, 2 den Kathodenisolator, 3 die metallene Wandting des Entladungsgefäßes. Mit 4 ist der isolierende Kathodeneinsatzkörper bezeichnet, der die Kathode in den Innenteil # und einen äußeren ringförmigen Teil 6 unterteilt. In dem Spalt 7 zwischen der Kathodenwand und dem Kathodeneinsatzkörper ist ein ringförmiger Schirm 8 angeordnet, der dem Lichtbogen das Eindringen in den Spalt erschwert. Trotzdem kommt es, auch bei Anordnung mehrerer Schirme im Spalt, noch häufig vor, daß der Lichtbogen an dem im Spalt befindlichen Quecksilber ansetzt und ständig in den Spalt hineinbrennt, anstatt an der Oberfläche des mittleren Kathodenteiles 5 anzusetzen. Hierbei besteht unter anderem die Gefahr, daß die Kathodenisolation stark beschädigt wird.
Die oben geschilderten Schwierigkeiten werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß man den Kathodeneinsatzkörper mindestens im Bereiche des Ouecksilberspiegels mit einer oder mehreren Öffningen versieht, derart, daß der Quecksilberspiegel durch den Einsatzkörper praktisch nicht oder nur stellenweise unterbrochen wird. Es hat sich herausgestellt, daß man durch diese Maßnahme die obenerwähnten Schwierigkeiten im wesentlichen beseitigen kann. Es kann bei der Anordnung nach der Erfindung zwar unter Umständen vorkommen, daß der Kathodenfleck außerhalb des vom Einsatzkörper umgrenzten Raumes gebildet wird. Dem Brennfleck wird jedoch der Aufenthalt an derartigen Stellen erschwert -und gleichzeitig die Mög- lichkeit gegeben, wieder in die Kathodenmitte zu- rückzukehren. Der Brennfleck wird sich also im Gegensatz zu seinem Verhalten bei den bekannten Anordnungen 'nicht lange außerhalb des Teiles der Kathode aufhalten, der durch den Kathodeneinsatzkörper eigentlich für ihn bestimmt ist.
Die praktische Durchführung des Erfindungsgedankens ist in den Fig.:2 big 4 veranschaulicht. In Fig. 2 bedeutet i wieder den metallischen Kathodentopf, 2 den KathodenisOlatOr, 3 die Gefäß-#wand. Der Kathodeneinsatzkörper 9 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einer Anzahl von Ringscheiben, z. B. i o, i i, 12, aus Isolierstoff, z. B. Keramik, die durch geeignete Stützen 13, welche über den Umfang verteilt sein können, gehaltert werden. Die Ringe sind so angeordnet, daß die Kathodenoberfläche frei gelassen, d. h. nicht von dem Einsatzkörper unterbrochen wird. Die Ringe aus Isolierstoff reichen bis nahe an die Kathodenwandung heran. Sie sind vorteilhafterweise gemäß Fig. 3 mit Ausschnitten versehen, welche zum Durchtritt des im Betrieb kondensierten Quecksilbers nach der Kathode dienen. Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus einem der Isolierringe, der mit Ausnehmungen 15, 16 versehen ist. Die Ausnehmungen des darunterliegenden Ringes, die bei 17, 18 angedeutet sind, sind zweckmäßig in der Umfangsrichtung gegen die Ausnehmungen des oberen Ringes versetzt.
Fig. 4 stellt eine Verbesserung der Anordnung nach Fig. 3 dar. Die Ringe aus Isolierstoff, vornehmlich aber der unmittelbar über dem Kathodenspiegel 14 liegende Ring ig, sind gegen den Kathodenspiegel geneigt, derart, daß der Abstand ihrer Innenränder vom Kathodenspiegel größer ist als der Abstand ihrer Außenränder vom Kathodenspiegel. Bei dieser Anordnung hat ein Kathodenfleck, der sich etwa außerhalb der Vertikalprojektion der Innenkanten der Ringe auf die Kathodenoberflä,che ausbildet, besonders stark das Bestreben, nach der Kathodenmitte zurückzukehren.
Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zeigt Fig. 5. Bei dieser ist zum Schutze des I-C-athodentopfes, insbesondere der Kathodenisolation, ein Schirm 2, 1 aus einem gegen Wärme widerstandsfähigen Werkstoff, z. B. Graphit, vorgesehen. Der Graphitring liegt.vorzugsweise fest an der Kathodenwand an. Ein Brennfleck, der sich auf der Oberfläche der Kathode:2o ausbildet, kommt also niemals mit der Wand des Katliodengef äßes selbst in Berührung. Andererseits ist aber auch der Kathodeneinsatzkörper 2, so ausgebildet und angeordnet, daß dem Brennfleck der Aufenthalt am Rände der Kathode erschwert wird und daß der Brennfleck außerdem die Möglichkeit hat, aus den Randgebieten der Kathode ohne weiteres in die Kathodenmitte zurückzukehren. Zu diesem Zweck ist der Kathodeneinsatzkörper als Hohlzylinder, z. B. aus keramischem Material, ausgebildet und befindet sich mit seiner Unterkante 2-3 in nicht zu großem Abstand von der Kathode, z. B. einige Zentimeter weit von dieser entfernt. In dem Spalt 24 zwischen dem Kathodentopf und dem Einsatzkörper kann ein ringförmiger Schirm 25 oder natürlich auch mehrere Schirme angeordnet sein, der dem Lichtbogen das Eindringen in den Spalt erschwert.

Claims

TANSPRÜCHE: PATFN' i.Quecksilberdarnpf-Entladungsgefäß mit isolierendem Kathodeneinsatz, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodeneinsatz mindestens im * Bereiche des Quecksilberspiegels mit einer oder mehreren Öffnungen versehen ist, derart, daß der Kathodenspiegel durch den Einsatzkörper nicht oder nur stellenweise unterbrochen wird. :2. Entladungsgefäß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der in geeigneter Weise geschaltete, isolierende Kathodeneinsatz als Hohlzylinder ausgebildet ist, der zur Gefäßwand koaxial in den Kathodenteil des Gefäßes eingebaut ist, und dessen Unterkante etwas oberhalb des Quecksilberspiegels liegt. 3. Entladungsgefäß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Kathodenbehälters durch einen vorzugsweise unmittelbar an ihr anliegenden Schutzschirm aus wärmefestem Werkstoff, insbesondere Graphit, gegen den Lichtbogen geschützt ist. 4. Entladungsgefäß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet ' daß der Kathodeneinsatzkörper aus einer Anzahl übereinander angeordneter, im wesentlichen quer zur Gefäßachse liegender, ringförmiger Scheiben aus Isolierstoff besteht. 5. Entladungsgefäß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Scheiben gegenüber dem Quecksilberspiegel geneigt sind derart, daß ihre Innenkanten höher über dem Quecksilberspiegel liegen als ihre Außenkanten. 6. Entladungsgefäß nach Anspruch4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Isolierscheiben bis nahe an die Wand des Katliodenbehälters heranreichen und mit Öffnungen für den Durchtritt des kondensierten Quecksilbers nach der Kathode versehen sind. 7. Entladungsgefäß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Durchtritt des Quecksilbers dienenden Öffnungen je zweier aufeinanderfolgender Ringe in der Richtung des Umfanges gegeneinander versetzt sind.