DE883782C

DE883782C - High pressure electric discharge device

Info

Publication number: DE883782C
Application number: DEW972D
Authority: DE
Inventors: George Albert Freeman; Daniel Snyder Gustin
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1938-06-24
Filing date: 1939-06-11
Publication date: 1953-07-20

Description

Elektrische Hochdruckentladungsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Vorrichtungen mit einer stromleitenden Gasstrecke, im besonderen auf Entladungsvorrichtungen, die mit hochgespanntem Quecksilberdampf gefüllt sind, sowie auf die Elektroden für derartige, Vorrichtungen.High Pressure Electric Discharge Device The invention relates to to electrical devices with an electrically conductive gas line, in particular on discharge devices filled with high-voltage mercury vapor, as well as the electrodes for such devices.

Es sind Entladungsvorrichtungen bekannt, bei denen die Entladung zwischen verhältnismäßig kalten Elektroden stattfindet und bei denen zur Aufrechterhaltung der Entladung ein ionisierbares Mittel, z. B. Quecksilber, verwendet wird, und zwar zusammen mit einem Edelgas zwecks Erleichterung der Zündung.There are discharge devices are known in which the discharge between relatively cold electrodes takes place and where to maintain the discharge an ionizable agent, e.g. B. mercury is used, namely together with an inert gas to facilitate ignition.

Bei Vorrichtungen dieser Art ist es üblich geworden, aktivierte Elektroden zu verwenden, d. h. Elektroden aus einem Grundmetall, das mit einem Überzug beispielsweise aus Barium- oder Strontiumcarbonaten oder ähnlichen Alkalimetallverdangen versehen ist; bei diesem Überzug ergibt sich eine besonders. reiche Abgabe von Elektronen, wdurch das Edelgas ionisiert wird und die Zündung bewirkt, wenn dien Elektroden elektrische Energie zugeführt wird.In devices of this type it has become common to use activated electrodes to use, d. H. Electrodes made from a base metal with a coating, for example made of barium or strontium carbonates or similar alkali metals is; with this coating there is a special one. rich release of electrons, w is ionized by the noble gas and causes ignition when the electrodes electrical energy is supplied.

Beim Bau von. Hochdruckquecksilberdampflampen ist es üblich, eine Hülle aus Quarz oder einem Glas mit hohem Siliciumgehal.t zu verwenden, damit die Hülle den hohen Arbeitstemperaturen der Lampe standhält. Die aktivierten Elektroden mit elektronenemittierenden Werkstoffen der obenerwähnten Art haben sich als nachteilig für Lampen dieser Art deshalb erwiesen, weil der Überzug leicht im Betriebe verdampft, wobei dann der verdampfte Stoff auf den Innenwandungen der Hülleaufprallt. Offenbar hat nun. der verdampfte Stoff eine hohe Affinität zum Quarz bzw. Siliciumgehalt der Hülle und bildet eine Mattierung oder Kristallisation, wodurch sowohl die Abgabe der sichtbaren wie der unsichtbaren Strahlen beeinträchtigt wird. Weiter führt die Verdampfung des emittierenden Werkstoffs eine zwar allmähliche aber ständige Steigerung der Zündspannung während der Lebensdauer der Lampe herbei.When building. It is common to use high pressure mercury vapor lamps Use quartz or a glass with a high silicon content so that the Sheath can withstand the high working temperatures of the lamp. The activated electrodes with electron-emitting materials of the type mentioned above have been found to be disadvantageous Proven for lamps of this type because the coating evaporates easily in operation, the vaporized substance then impinging on the inner walls of the envelope. Apparently has now. the vaporized substance has a high affinity for the quartz or silicon content the shell and forms a matting or crystallization, whereby Both the emission of the visible and the invisible rays are impaired. Furthermore, the evaporation of the emitting material leads to a gradual one but constant increase in the ignition voltage during the life of the lamp.

Man hat schon versucht, diesem Mangel dadurch abzuhelfen, daß man statt der Erdalkalimetallverbindungen Thorerde, Zirkonerde oder Verbindungen der Edelerde verwendete. Nach der Auffassung mancher Bearbeiter dieser Technik haben die genannten Stoffe thermionische Eigenschaften, die zwischen denen der schwerschmelzenden Metalle, wie Wolfram, und denen der Erdalkaliverbin.dungen liegen, und verdampfen dabei im geringeren Maße.Attempts have already been made to remedy this deficiency by instead of the alkaline earth metal compounds, toroid earth, zircon earth or compounds of Noble earth used. In the opinion of some editors of this technique have the substances mentioned have thermionic properties that lie between those of the refractory Metals such as tungsten and those of the alkaline earth compounds lie and evaporate thereby to a lesser extent.

Wegen der immerhin geringen thermionischen Eigenschaften der Stoffe aber ist eine höhere -Betriebsspannung für die Lampe erforderlich als dann, wenn die Erdalkaliverbindungen als Elektronen emittierender Stoff benutzt werden. Daher hat- sich auch die Verwendung von Thörerde u. dgl. als emittierender Stoff nicht allgemein eingeführt, abgesehen von der Kombination mit geringen Mengen von Erdalkaliverbindungen zwecks Senkung der sonst erforderlichen Leerlaüfspannung zur Sicherung der Zündung. Auch in diesem Fall aber verdampfen die Erdalkaliverbindungen während der Lebensdauer der Lampe, mit dem Ergebnis, daß die Zündspannung sich doch sehr rasch dem hohen Werte nähert, der für Thorerde allgemein. notwendig ist.Because of the low thermionic properties of the substances but a higher operating voltage is required for the lamp than when the alkaline earth compounds are used as an electron-emitting substance. Therefore The use of foul earth and the like as an emitting substance has also not proven itself generally introduced, apart from the combination with small amounts of alkaline earth compounds for the purpose of lowering the otherwise required no-load voltage to secure the ignition. In this case too, however, the alkaline earth compounds evaporate during the service life of the lamp, with the result that the ignition voltage quickly rises to the high level Values approaching those for Thorerde in general. necessary is.

Die Verwendung eines freien Metalls, . z. B. Thorium, im Gegensatz zu Thorerde als Elektronen emittierender Stoff ist für kalte Elektroden in Entladungslampen bekannt. Da derartige Lampen mit niederem Druck und" schwachem Strom im Bereich von einigen Milliampere arbeiten und die erforderliche Elektrodenfläche so groß ist, gilt es bei den Fachleuten der einschlägigen Technik @ als feststehend, daß Thorium und ähnliche Metalle nicht bei --einer Hochdruck-Bogenentladungslampe Verwendung finden können.The use of a free metal,. z. B. Thorium, in contrast Thor earth as an electron-emitting substance is for cold electrodes in discharge lamps known. Since such lamps with low pressure and "weak current in the area of a few milliamperes and the required electrode area so large is, it is considered by those skilled in the relevant art @ to be established that Do not use thorium and similar metals in - a high-pressure arc discharge lamp can find.

Dieser Auffassung ist man im besonderen deshalb gefolgt, weil der Strom bei den Hochdruck-Bogenentladungslampen größenördnungsmäßigmehnere Ampere beträgt und weil die Elektrodenfläche bei sblchen Lampen notwendigerweise mit Rücksicht auf den kleinen Querschnitt des Lichtbogens klein sein muß. Da nun kalte Thoriumelektroden bei Niederdrucklampen verwendet waren und auch durch Fachleute auf diesem Gebiete festgestellt worden war, daß keine Zusatzeinrichtungen- not--wendig waren, um zu verhüten, -daß--einie Glimmentladung in einen Starkstromlichtbogen überging; selbst wenn eine Betriebsspannun- -von 22o Volt vorlag, so wurde dies bisher als Beweis dafür angesehen, däß reit Rücksicht darauf, däß' die Elektroden bei Hochdruck-Lichtbogenentladungslampen kalt und notwendigerweise klein sein müssen und ebenso die Entladungsspannung niedrig liegen muß, bei der Verwendung von -kalten Elektroden aus Thorium kein anderes Ergebniserreicht werden würde, als eine Schwachstromglimmentladung.This view was followed in particular because of the Current in the high-pressure arc discharge lamps is in the order of magnitude of several amperes and because the electrode area in small lamps is necessarily considered with consideration on the small cross section of the arc must be small. There are now cold thorium electrodes have been used on low pressure lamps and also by those skilled in the art it had been determined that no additional devices were necessary in order to prevent - that - a glow discharge turned into a high-voltage arc; self if an operating voltage of 220 volts was present, this was previously used as evidence Considered that consideration should be given to the fact that the electrodes in high-pressure arc discharge lamps cold and necessarily small, and so must the discharge voltage be low does not achieve a different result when using cold electrodes made of thorium would be called a low-voltage glow discharge.

Die Erfinderin hat nun festgestellt, daß entgegen den angegebenen Erwartungen die Verwendung eines Metalls wie Thorium in einer richtig bemessenen Elektrode bei einer Hochdruckentladungslampe zu äußerst günstigen Ergebnissen führt. Beispielsweise wurde bei der Herstellung zahlreicher Lampen der Hochdruck-Lichtbogenentladungstype, die Thorium als Elektronen emittierenden Stoff aufweisen, festgestellt, daß die Zündspannung so niedrig ist, wie wenn Erdalkaliverbindungen als Elektronen emittierender Stoff benutzt würden.The inventor has now found that contrary to the stated Expect the use of a metal like thorium in a properly sized Electrode leads to extremely favorable results in a high pressure discharge lamp. For example, in the manufacture of numerous lamps, the high-pressure arc discharge type, which have thorium as an electron-emitting substance, found that the Ignition voltage is as low as when alkaline earth compounds as electron-emitting Fabric would be used.

Weiter fand sich im Gegensatz zu den Lampen mit Erdalkaliverbindungen, daß diese niedrige Zündspannung während der gesamten Lebensdauer der Lampe konstant bleibt. Weiter wurde festgestellt, daß, da Thorium nicht in chemische Reaktion mit der Quarz- oder Siliciumglashülle eintritt, die hohe .Lichtausbeute der Lampe für die ganze Lebensdauer der Lampe im wesentlichen konstant bleibt.Furthermore, in contrast to the lamps with alkaline earth compounds, that this low ignition voltage is constant throughout the life of the lamp remain. It was further found that since thorium does not react chemically with the quartz or silicon glass envelope enters, the high light output of the lamp for the entire life of the lamp remains essentially constant.

Fernerhin wurde festgestellt, daß bei einem etwaigen Oxydieren des Thoriums einer solchen Elektrode, beispielsweise .durch mangelnde Aufmerksamkeit während des Einschmelzens bei hoher Temperatur, selbst dort, wo Wolfram nicht gleichfalls oxydiert, weil es weniger dazu neigt, die Umwandlung des Thoriums in Thorerde zu einer Elektrode führt, die sehr schlechte thermionische Eigenschaften hat, so daß dann eine befriedigende Arbeit in einer Hochdruck-Bogenentladungsvorrichtung nicht erreichbar ist. Demnach ist es beim Einschmelzvorgang notwendig,Vorkehrungengegendas OxydierendesThoriums bei den hohen Temperaturen zu treffen. Da -es nun unnötig ist,. die mit einem Metall wie Thorium aufgebaute Elektrode zu aktivieren, wird überdies die Lampenfabrikation erleichtert gegenüber solchen Einrichtungen, die Erdalkaliverbindungen als emittierenden Stoff benutzen.It was also found that if the Thorium of such an electrode, for example, due to lack of attention during melting at high temperature, even where tungsten is not also oxidizes because it has less of a tendency to convert the thorium into thore earth leads to an electrode which has very poor thermionic properties, so that then it does not do a satisfactory job in a high pressure arc discharge device is attainable. Accordingly, it is necessary to take precautions in the melting process To meet oxidizing thorium at the high temperatures. Since it is now unnecessary. Furthermore, activating the electrode constructed with a metal such as thorium will lamp manufacture makes alkaline earth compounds easier than such devices use as emitting substance.

Hauptziel der Erfindung ist die Schaffung einer Hochdruck - Gasentladungsvorrichtung, zwischen deren Elektroden bei Beaufschlagung mit elektrischer Energie eine Entladung stattfindet und bei der die Elektroden ein Metall aufweisen, von dem ein reicher Elektronenstrom zur Einleitung der Entladung ausgeht; das Elektronen emittierende Metall wird dabei in seiner Lage durch einen wärmefesten Werkstoff gehalten, der die aufprallenden positiven Ionen aus der Entladung aufnimmt, die andernfalls ein Zerstäuben des Elektronen emittierenden Teils der Elektrode herbeiführen würden.The main aim of the invention is to provide a high pressure gas discharge device, a discharge occurs between their electrodes when electrical energy is applied takes place and in which the electrodes comprise one metal, one of which is rich Electron current to initiate the discharge goes out; the electron emitting Metal is held in place by a heat-resistant material that picks up the impacting positive ions from the discharge, which would otherwise Would cause sputtering of the electron-emitting part of the electrode.

- Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben. In dieser ist Fig. z eine Ansicht einer Entladungsvorrichtung gemäß der Erfindung; Fig.2 zeigt im Querschnitt im größeren Maßstabe eine Ausführung. der Elektrode gemäß der Erfindung; Fig. 3 ist -ein Querschnitt nach Linie III-III in Fig. z; Fig. ,4 zeigt im Aufriß', teilweise im Schnitt, eine Abänderung der Elektrodenkonstruktion nach Fig. .2; Fig. 5 ist ein im größeren Maßstabe gehaltener Schnitt nach Linie V-V in Fig. d.; Fig. 6 ist .eine Aufrißidarstellung eines Teils der Elektrode nach Fig. d..- The invention is described below with reference to the drawing. In this Fig. Z is a view of a discharge device according to the invention; 2 shows an embodiment in cross section on a larger scale. according to the electrode the invention; Fig. 3 is a cross-section along line III-III in Fig. Z; Fig. 4 shows in elevation, partly in section, a modification of the electrode construction according to Fig. 2; Fig. 5 is a section on a larger scale taken along the line V-V in Fig. D .; Figure 6 is an elevational view of part of the electrode according to FIG Fig. D ..

Die Ouecksilberentl.adungsvorrichtung nach Fig. i besitzt eine Hülle 5 aus Quarz oder Hartglas hohen Schmelzpunktes, an der an gegenüberliegenden Enden ein Elektrodenpaar 6, ,^ an Einführungsleitern 8 und 9 angebracht ist. Nach Evakuierung wird diese Hülle mit einem ionisierbaren Mittel, z. B. Quecksilber, in gerade genügender Men-e g:-füllt, daß es völlig verdampft und. dabei einen Druck von mehreren Atmosphären während -des Betriebes annimmt. Außerdem kann eine kleine Menge Edelgas zur Erleichterung des Zündens benutzt werden, z. B. Argon bei einem günstigsten. Druck von etwa 2o mm oder Neon mit einem giinstigsten Druck von etwa ioo mm.The Ouecksilberentl.adungsvorrichtung according to Fig. I has a shell 5 made of quartz or hard glass with a high melting point, on opposite ends a pair of electrodes 6,, ^ is attached to lead-in conductors 8 and 9. After evacuation this shell with an ionizable agent such. B. mercury, in just enough Men-e g: -fills that it completely evaporates and. a pressure of several atmospheres during operation. Also, a small amount of noble gas can be used for relief of ignition can be used, e.g. B. argon at a cheapest. Pressure of about 2o mm or neon with a most favorable pressure of about 100 mm.

Die beiden Elektroden 6 und 7 können gleichartig gebaut sein. Nach Fig. a bestehen sie aus einem Kern 9 aus einem thermionisch aktiven Metall (im Gegensatz zu den Metalloxyden oder den sonstigen metallischen Verbindungen), beispielsweise aus Thorium, Uran oder Metallen ähnlich hoher Schmelz- und Verdampfungspunkte und thermionische r Eigenschaften. Weiter mögen hierfür genannt werden Zirkon, Hafnium, Titan, Tantal, Rhodium, Ruthenium, Vanadium, Ytterbium und Iridium. Diesen Kern von -Metall hohen Elektronenemissionsvermögens umschließt eine Hülle aus Wolfram oder anderem feuerfestem Metall io, das bei den Betriehste.mperaturen eine geringere Elektronenemissionsfähigkeit aufweist als der Kern.The two electrodes 6 and 7 can be constructed in the same way. To Fig. A they consist of a core 9 made of a thermionically active metal (in contrast to the metal oxides or the other metallic compounds), for example made of thorium, uranium or metals with similarly high melting and evaporation points and thermionic properties. Zircon, hafnium, Titanium, tantalum, rhodium, ruthenium, vanadium, ytterbium and iridium. This core von -Metal high electron emissivity encloses a shell made of tungsten or other refractory metal which is lower at operating temperatures Has electron emissivity than the core.

Das teilweise deckende feuerfeste Metall hat im Beispiel die Gestalt einer Wendel io, deren Nachbarwindungen geringen Abstand voneinander aufweisen, so daß Öffnungen für den Durchtritt der Elektronen aus dem hochemittierenden Kernmetall entstehen. Weiter kann das feuerfeste ,Metall auch als Zylinder gestaltet sein, der in. Berührung mit der Außenfläche des Kerns ist, aber Öffnungen oder Nuten für die Emission der Elektronen aus dem Kern aufweist.The partially covering refractory metal has the shape in the example a coil io, the neighboring turns of which have a small distance from one another, so that openings for the passage of electrons from the highly emissive core metal develop. The refractory metal can also be designed as a cylinder, which is in contact with the outer surface of the core, but has openings or grooves for having the emission of electrons from the nucleus.

Die so beschriebene Elektrode sitzt an dem in die Hülle 5 eingeschmolzenen Einführungsleiter 8, dessen inneres Ende z. B. durch Schweißung mit der Elektrode verbunden ist. In der bevorzugten Ausführung liegt der Einführungsleiter gleichachsig mit der Wendel aus feuerfestem Metall und in Berührung damit und ferner in Berührung mit dem Kern 9 aus hochemittierendem Metall, wie Fig. 3 am besten erkennen läßt.The electrode described in this way sits on the one melted into the sheath 5 Introductory ladder 8, the inner end of which z. B. by welding with the electrode connected is. In the preferred embodiment, the lead-in ladder is coaxial with and in contact with and further in contact with the refractory metal coil with the core 9 made of highly emissive metal, as shown in FIG. 3 can best be seen.

Bei der beschriebenen Elektrodenanordnun.g hat es sich als zweckmäßig gezeigt, die Elektrodenmasse aus Thorium, Wolframwendel und Einführungsleiter so im Verhältnis zu dem verlangten Strom zu bemessen, daß im normalen Betriebe der . Lichtbogenentladung nach-erfolgter Zündung das Thorium zwischen Temperaturen von iooo und i7oo° bleibt, jedoch ist keine scharf definierte optimale Temperatur erforderlich. Auch ist die Menge des erforderlichen Thoriummetalls nicht entscheidend.In the case of the electrode arrangement described, it has proven to be useful shown, the electrode mass made of thorium, tungsten filament and lead-in lead like this to be measured in relation to the required current that in normal operation the . Arc discharge after ignition has taken place the thorium between temperatures of iooo and i7oo ° remain, but no sharply defined optimal temperature is required. The amount of thorium metal required is also not critical.

Bei der anfänglichen Anlegung von elektrischer Energie an die Elektroden sind diese im wesentlichen kalt, und die sich zwischen ihnen ergebende Glimmnentladung ist das Ergebnis der Aufdrückung eines Potentials oberhalb der sog. Durchschlagsspannung des besonderen Füllgases und des beson, deren angewendeten Gasdruckes sowie der jeweils vorliegenden Elektrodenabstände.At the initial application of electrical energy to the electrodes these are essentially cold, and the glow discharge between them is the result of the suppression of a potential above the so-called breakdown voltage the special filling gas and the special, their applied gas pressure and the respective existing electrode distances.

Infolge der Glimmentladung werden die Elektroden einem Ionenaufprall ausgesetzt und werden glühend. Beim Aufglühen der Elektroden wird das thermionisch aktive Metall, wie Thorium, einen starken Elektronenfluß abgeben, der eine Bogenentladung zwischen den Elektroden einleitet. Unmittelbar nach Einleitung der Bogenentladung wird das wärmefeste Metall, z. B. Wolfram, das das Thorium teilweise bedeckt, als Schutzschirm für den Stoff höherer Emissionsfähigkeit gegen einen Aufprall positiver Ionen im Betriebe wirken, obwohl das Thorium natürlich fortgesetzt El-ktronen abgibt.As a result of the glow discharge, the electrodes are subject to ion impact exposed and become glowing. When the electrodes glow, this becomes thermionic Active metals, such as thorium, emit a strong flow of electrons that create an arc discharge initiates between the electrodes. Immediately after initiation of the arc discharge the refractory metal, e.g. B. Tungsten, which partially covers the thorium, than Protective screen for the substance of higher emissivity against an impact more positive Ions have an effect in the company, although the thorium continues to give off electrons, of course.

Infolge seiner besonderen Eigenschaften hat das Kernmetall Thorium nicht allein eine hohe Elektronenabgabefähigkeit bei den Betriebstemperaturen, sondern es wird außerdem durch die umschließende Wendel aus Wolfram geschützt, die die Entladung aufnimmt und dazu führt, daß kein Versprühen des Thoriums :erfolgt, das sonst schädigend auf die Hülle wirken könnte. Daraus würde sich dann wiederum eine Abnahme der :erzeugten sichtbaren und unsichtbaren Strahlungen ergeben, zumal die Strahlungen jetzt von der Hülle verschluckt werden würden, statt durchgelassen zu werden.Due to its special properties, the core metal has thorium not only a high ability to donate electrons at the operating temperatures, but it is also protected by the encircling tungsten filament that controls the discharge absorbs and leads to the fact that no spraying of the thorium takes place, which is otherwise damaging could act on the shell. This would in turn lead to a decrease in the: generated visible and invisible radiations, especially since the radiations now from the envelope would be swallowed instead of being let through.

Da sich weiter das Kernmaterial: Thorium in seinem freien Zustande befindet, hat es keine chemische Einwirkung auf Kieselsäure, und es kann, ohne daß Mattierung :entsteht, eine Quarz-oder sonstige Hartglashülle benutzt werden, selbst für den Fall, daß eine schwache Thoriumzerstäubung stattfindet. Wie gesagt ist aber infolge der schützenden Wolframabschirmung, die die Entladung aufnimmt; tatsächlich :ein Zerstäuben fast völlig ausgemerzt.Then there is the nuclear material: Thorium in its free state it has no chemical action on silica, and it can without it Matting: arises, a quartz or other hard glass cover is used, itself in the event that a weak thorium atomization occurs. But as I said due to the protective tungsten shield that absorbs the discharge; In fact : an atomization almost completely eradicated.

Bei Lampen höheren Wattverbrauchs muß eine ähnlich gestaltete Elektrode einen stärkeren Einführungsdraht aufweisen, um den Strom durch die Einschmelzstelle der Hülle zu führen; wenn nicht besondere Vorkehrung für Wärmeverteilung getroffen wird, so wird die Einschmelzstelle sehr erwärmt, was schon nach kurzer Betriebsdauer zur Bildung von Sprüngen führen kann. Demnach kann bei derartigen Lampen eine Elektrode der beschriebenen Art verwendet werden; um dabei die Stromleitfähigkeit zu vergrößern und außerdem eine bessere Wärmeabgabe von der Elektrode zu sichern, ist es nur notwendig, die Menge des festen 3I-etal.ls, das den thermionisch wirksamen Thoriumkern umgibt, zu vergrößern.For lamps with a higher watt consumption, a similarly designed electrode must be used Have a stronger lead-in wire to carry the current through the meltdown point to guide the sheath; unless special precautions have been taken for heat distribution is, the melting point is very heated, which is already after a short period of operation can lead to the formation of cracks. Accordingly, in such lamps, an electrode used as described; in order to increase the electrical conductivity and also to ensure better heat dissipation from the electrode, it is only necessary to the amount of solid 3I-etal.ls, the thermionically effective Surrounding thorium nucleus to enlarge.

Bei diesen Hochwattlampen ist eine zusätzliche Wolframwendel 12 (Fig.6) zu diesem Zweck auf die Wolframwendel io der Elektrode nach Fig. 2 aufgebracht. Diese Steigerung in der Stromleitfähigkeit und Wärmeabgabefähigkeit der Elektrode kann dadurch geschehen, daß, man die äußere Wendel gemä3 Fig. 4, 5 und 6 während des ursprünglichen Zusammenbaus der Elektrode aufschraubt und bevor sie in die Lampenhülle eingesetzt und eingeschmolzen wird. Weiter ist der Einführungsleiter 8 mit einem Querstab 13 versehen, an dem durch Schweißen oder in sonstiger Weise eine Stützschleife 14 befestigt ist, mit der der Thoriumteil 9 und die Wolframwendel io und z2 verbunden sind.These high wattage lamps have an additional tungsten filament 12 (Fig. 6) for this purpose applied to the tungsten filament of the electrode according to FIG. 2. This increase in the electrical conductivity and the ability of the electrode to dissipate heat can be done in that, one the outer helix according to Fig. 4, 5 and 6 during of the original assembly of the electrode and before screwing it into the lamp envelope is used and melted down. Next is the lead-in ladder 8 with a Cross bar 13 provided on which a support loop by welding or in some other way 14 is attached, with which the thorium part 9 and the tungsten filament io and z2 are connected are.

Ein weiterer Vorteil der Elektrode nach der Erfindung besteht darin, daß vor dem Einschmelzen der Elektrode in die Hülle keine Vorhehandlung erforderlich und daß keine peinlichen Vorsichtsmaßnahmen zur Verunreinigung durch die Außenluft notwendig sind, wie sie bei Elektroden der früheren Technik notwendig sind, die mit Barium-oder Strontiumcarbonaten oder sonstigen Erdalkaliverbindungen zur Verhinderung derartiger Verunreinigungen arbeiten müssen.Another advantage of the electrode according to the invention is that no pretreatment is required before the electrode is melted into the sheath and that no embarrassing precautions against outside air pollution are necessary, as they are necessary with electrodes of the prior art, the with barium or strontium carbonates or other alkaline earth compounds for prevention such impurities have to work.

Die somit geschaffene Quecksilber-Hochdruckgasentladungsvorrichtung verwendet Metallelektroden hoher Elektronenemissionsfähigkeit für die Zündung, die hiernach so gebaut sind, daß der eine starke Masse Elektronen abgebende Teil so geschützt oder abgeschirmt ist, daß kein Zerstäuben der Elektrode mit den verschiedenen nachteiligen Folgen, wie Mattierung der Hülle, eintreten kann. Durch die Verwendung von Metallelektroden aus Thorium als elektronenabgeltendes Metall bei der Hochdruckentladung hat die Lampe eine so niedere Zündspannung wie Lampen mit Erdalkaliverbindungen als elektronenabgebender Stoff; sie besitzt den weiteren Vorteil, daß diese niedere Zündspannung während einer außerordentlich langen nutzvollen Lebensdauer der Lampe infolge der äußerst schwachen Verdampfung des emittierenden Metalls erhalten bleibt.The high pressure mercury gas discharge device thus provided uses metal electrodes of high electron emissivity for ignition, the are built in such a way that the part giving off a strong mass of electrons is so is protected or shielded so that no sputtering of the electrode with the various disadvantageous consequences, such as matting of the shell, can occur. By using of metal electrodes made of thorium as an electron dissipating metal in the high-pressure discharge the lamp has as low an ignition voltage as lamps with alkaline earth compounds as an electron donating substance; it has the further advantage that this is lower Ignition voltage during an extremely long useful life of the lamp is retained due to the extremely weak evaporation of the emitting metal.

Da der emittierende Stoff als solcher nicht leicht bei normaler Außentemperatur oxydiert, ist es nicht mehr wie früher nötig, vor dem Einschmelzen der Elektrode in die Hülle besondere Vorsichtsmaßnahmen zu treffen. Solche Maßnahmen müssen zwar getroffen werden, um eine Oxydierung auch dann zu verhindern, wenn .die Elektroden hohen Temperaturen während der Einschmelzarbeiten selbst ausgesetzt werden, wie es ja auch bei den gewöhnlichen Elektroden. üblich ist; die Fabrikation der Vorrichtung wird aber trotzdem erleichtert, weil eine nachfolgende Aktivierung der Elektrode nicht nötig ist.Because the emitting substance as such is not easy at normal outside temperature if oxidized, it is no longer necessary before the electrode is melted down, as was previously the case Take special precautions in the envelope. Such measures must be taken taken to prevent oxidation even if .the electrodes exposed to high temperatures during the smelting work itself, such as the same applies to ordinary electrodes. is common; the fabrication of the device but is still facilitated because a subsequent activation of the electrode is not necessary.

Claims

PATENT CLAIMS: i. High pressure electric discharge device, at which, in addition to an ionizable medium, has a pair of electrodes arranged in a shell between which unloading takes place in the company, characterized in that that at least one of the electrodes is a metal with a high melting and evaporation point and at the same time high electron emissivity when heated and sufficient emissivity when cold to initiate a high discharge with applied low voltage and that a heat-resistant metal of higher work function protects the electron-emitting metal against the impact of positive ions in order to to prevent its atomization during operation.

2. Device according to claim i, characterized in that the heat-resistant metal is the electron-emitting Metal encloses.

3. Device according to claim i or 2, characterized in that that the refractory metal partially covers the emitting metal.

4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the in at least one electrode present emissive metal is thorium, the The device operates at temperatures between iooo and 1700 ° C.

5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in, that the heat-resistant metal shielded openings for the flow of electrons from the Electrode off.

6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the heat-resistant metal consists of a tungsten coil, which is wrapped around the shielded electrode and winding spacing for the passage that has electrons. Attached publications: German patent specifications No. 547 289, 603 740; French patent specification No. 82 $ 257.