Przedmiotem wynalazku jest lampa lu¬ kowa z zamknietym lukiem swietlnym, zna¬ mienna tern, ze luk swietlny pali sie mie¬ dzy elektrodami wolframowemi w atmosfe¬ rze gazu obojetnego.Luku swietlnego miedzy elektrodami wolframowemi uzywano juz dotychczas do topienia wolframu albo spawania drucików lub nitek wolframowych. Nie próbowano jednak dotychczas zuzytkowania takiego luku swietlnego do celów oswietlenia. La¬ two to zrozumiec, jezeli sie zwazy, ze luk, uzywany do wspomnianych celów, wymaga do zapalania wysokich, napiec i wielkich natezen pradu, ze do utrzymania luku po¬ trzeba duzych oporników dodatkowych, zuzywajacych wiele energji, i ze same elek¬ trody topia sie w luku i silnie paruja. Szcze¬ gólnie wskutek tej ostatniej okolicznosci uzycie luku swietlnego do oswietlenia wy¬ dawalo sie niemozliwem.Stwierdzono jednak, ze luk swietlny miedzy elektrodami wolframowemi w at¬ mosferze gazu obojetnego moze byc zu¬ zytkowany do oswietlenia i ze taka lampa lukowa jest nawet bardzo ekonomiczna.Ten niespodziewany wynik osiaga sie przez obnizenie temperatury elektrod ponizej punktu topliwosci wolframu, a wiec przez dobranie odpowiednich wymiarów elektrod i odpowiedniej rozpietosci luku, tudziez przez niedopuszczenie do zbytniego ulat¬ niania sie wolframu. Takie lampy, palac sie w atmosferze gazu obojetnego, zuzywa¬ ja V2 do x/5 wata na 1 swiece, przyczem po kilkuset godzinach pracy swiatlosczmniejsza sie niewiele i elektrody ulatniaja sie nieznacznie. Nowa lampa lukowa po¬ siada zatem te wielka zalete, ze elektrody mozna umieszczac w szczelnie zamknietej bani szklanej i ze mechanizm do przesta¬ wiania elektrod jest niepotrzebny; Przy zapalaniu trzeba uwazac, zeby co najmniej jedna z elektrod (na pradzie sta¬ lym katoda) byfa uprzednio rozgrzana do wyzszej temperatury. W literaturze (Ur- bain, Comptes Rendus, t. 152, 1911, str. 255) sa wzmianki, ze miedzy elektrodami wolframowemi w atmosferze gazu obojetne¬ go luk swietlny nie moze powstawac. Zda¬ nie to mozna objasnic tern, ze luk miedzy elektrodami wolframowemi usilowano praw¬ dopodobnie wytworzyc tak samo, jak mie¬ dzy elektrodami weglowemi, to jest przez rozstawianie elektrod, poniewaz jednak wolfram lepiej przewodzi cieplo, niz we¬ giel, wiec elektrody wolframowe byly za¬ pewne zbyt chlodne, wskutek czego luk nie mógl sie utrzymac. Podlug wynalazku ni¬ niejszego lampa zapala sie bez pomocy cze¬ sci ruchomych, w mysl zasady, znanej w nauce (zob. np. Winkelmann, Handbuch der Physik, 2 wyd., tom IV, str. 535), lecz nie stosowanej dotad w praktyce. Jezeli mia¬ nowicie podgrzeje sie jedna z elektrod (na pradzie stalym katode) sposobem galwani¬ cznym, t. j. zapomoca pradu elektrycznego, przeplywajacego przez elektrode i podno¬ szacego jej temperature bardzo wysoko, to potem luk powstaje samorzutnie, o ile mie¬ dzy elektrodami wytworzymy odpowiednie napiecie. Przy uzyciu katody wolframo¬ wej napiecie, potrzebne w chwili zapala¬ nia, musi byc zaledwie troche wieksze od napiecia, potrzebnego do utrzymania istnie¬ jacego juz luku. Okazalo sie równiez, w jprzeciwienstwie do dotychczasowych do¬ swiadczen z lukiem swietlnym miedzy in- nemi metalami, ze nawet stosunkowo dluga przerwa pradu nie wywoluje gaszenia lu¬ ku. Zjawisko to umozliwia stosowanie zwyklych laczników do wylaczania i po¬ wrotnego wlaczania lampy, pozwala rów¬ niez po zapaleniu luku przelaczac lampe, np. przestawiac jej bieguny, lub tez przela¬ czac prad z jednej lub dwu elektrod po¬ mocniczych, sluzacych do zapalenia luku, na elektrody wlasciwe.Fakty powyzsze, których zadna miara nie mozna byloby przepowiedziec, umozli¬ wiaja nadzwyczaj prosta konstrukcje wol¬ framowej lampy lukowej, stanowiacej przedmiot wynalazku.W porównaniu z prózniowa zarówka wolframowa nowa lampa jest ekonomicz¬ niejsza, a w porównaniu z pólwatowa za¬ rówka wolframowa, napelniona gazem obo¬ jetnym, posiada te zalete, ze jest ekono¬ miczniej sza i, prócz tego, moze byc wyra¬ biana na mniejsze swiatlosci. W porów¬ naniu z weglowa lampa lukowa posiada równiez te zalete, ze mozna ja wyrabiac na znacznie mniejsze swiatlosci i ze, palac sie 1000 godzin i wiecej, nie wymaga wymiany elektrod ani wogóle zadnej obslugi. Na¬ stepnie brak wszelkich przyrzadów regu¬ lujacych, zupelnie spokojne swiatlo, tudziez umieszczenie lampy w kloszu, calkowicie zamknietym, stanowi równiez wielka zalete lampy w wielu przypadkach jej zastoso¬ wania.Jako gazu obojetnego uzywa sie naogól azotu. Lampa wymaga wówczas, przy mi¬ nimalnej odleglosci elektrod i przy obcia¬ zeniu np. 1/2 wata na swiece, napiecia oko¬ lo 50 woltów. W pewnych okolicznosciach moze byc jednak korzystne zastapienie a- zotu innym gazem obojetnym np. argonem.W luku argonowym napiecie miedzy elek¬ trodami jest znacznie mniejsze, mianowi¬ cie przy tej samej, co wyzej, odleglosci e- lektród i tern samem obciazeniu wynosi 15 do 20 woltów. Argon posiada przytem te zalete, ze jego przewodnictwo ciepla jest mniejsze, zatem ekonomja lampy argono¬ wej jest wyzsza w porównaniu do lampy azotowej. Czestokroc celowe jest stosowa¬ nie mieszanych gazów np. mieszaniny azo-tu i argonu; umozliwia to w pewnych gra¬ nicach dowolne regulowanie napiec, dzieki czemu mozna np. przy danem napieciu w sieci wlaczac szeregowo zadana ilosc lamp.Cisnienie gazu, wypelniajacego lampe, obiera sie naogól w bliskosci jednej atmo¬ sfery. W pewnych wypadkach jednak mo¬ ze byc pozadane znacznie mniejsze cisnie¬ nie gazu i w razie potrzeby mozna dojsc az do najnizszego cisnienia, przy którem wyladowanie lukowe jest jeszcze wogóle mozliwe.Przy nizszem cisnieniu gazu do zapala¬ nia luku wystarcza nizsze napiecie. Ponie¬ waz opór przestrzeni gazowej jest przy¬ tem mniejszy, wiec napiecie lampy wogóle moze byc cokolwiek obnizone, co jest ko¬ rzystne w niektórych wypadkach z powo¬ dów wyzej wspomnianych.Celem zapalania lampy rozzarza sie na¬ przód jedna elektrode najlepiej, jak juz wspomniano, zapomoca pradu. Elektroda ta moze byc np. krótki i gruby drut wol¬ framowy, którego konce sa polaczone z ba- terja o napieciu 6 do 8 woltów zapomoca przewodów, przechodzacych przez trzonek lampy. Lepiej jednak jest stosowac do na¬ grzewania elektrody zapalowej prad z sie¬ ci, zasilajacej lampe, przyczem w razie po¬ trzeby wlacza sie odpowiedni opór. Opo¬ rem tym moze byc w calosci lub czesciowo sama elektroda zapalowa, jezeli np. wyko¬ nac ja nie z krótkiego i grubego drutu, lecz z dlugiego i cienkiego, zwinietego spiralnie tak, jak wskazuje na rysunku fig. 1. Na figurze tej oznaczono przez 1, 2 i 3 przewo¬ dy, doprowadzajace prad do lampy, przez 7 oznaczono elektrode, zrobiona np. z krót¬ kiego precika, polaczonego przewodem 1 z jednym biegunem sieci (na pradzie stalym z biegunem dodatnim), natomiast przez 8 oznaczono druga elektrode, która laczymy zapomoca przewodów 2 i 3 z obu bieguna¬ mi sieci, w r&zie potrzeby po wlaczeniu o- poru dodatkowego. Opór ten nalezy wla¬ czac przy zastosowaniu pradu stalego w przewód, prowadzacy do bieguna dodatnie¬ go. Gdy elektroda 8 rozzarzy sie do wy¬ sokiej temperatury, powstaje luk, poczem prad nagrzewajacy moze byc wylaczony za¬ pomoca lacznika recznego lub samoczyn¬ nego przez przerwanie polaczenia z tym biegunem sieci, z którym jest polaczona elektroda 7, to znaczy z biegunem dodatnim w sieci pradu stalego. Luk bedzie sie pa¬ lic wtedy miedzy obu elektrodami w dal¬ szym ciagu.Nagrzewanie elektrody zapalowej przy zapalaniu do temperatury, cokolwiek wyz¬ szej od tej, jaka elektroda posiada przy ciaglem paleniu sie luku, jest korzystne czestokroc, gdyz czyni zapalanie pewniej- szem.Mozliwe jest i takie wykonanie, ze dru¬ cik nagrzewajacy nie stanowi czesci skla¬ dowej elektrody, lecz znajduje sie w bez¬ posredniej bliskosci jednej lub obu elek¬ trod, nagrzewajac te ostatnie posrednio przez przewodnictwo i promieniowanie cie¬ pla. Elektrody wolframowe odprowadza¬ ja cieplo znacznie szybciej, niz weglowe, co obniza ekonomje lampy. Wade te moz¬ na usunac przez nadanie elektrodom znacz¬ nie mniejszych przekrojów w tych miej¬ scach, w których one nie wydaja swiatla, np. przez zastosowanie kulek, umieszczo¬ nych na dlugim trzonku, jak wskazuje fig. 2. Takie elektrody otrzymuje sie przez stapianie drucików lub prasowanych nitek wolframowych w luku swietlnym. Doswiad¬ czenia wykazaly, ze srednica kulek moze byc 10 razy wieksza od srednicy trzonka.Powierzchnia kulki stanowiaca rozzarzona do bialosci podstawe luku, jest znacznie wieksza od powierzchni cienkiego i dlugie¬ go trzonka. Przez takie skupienie podsta¬ wy luku swietlnego na malej przestrzeni zmniejszaja sie straty ciepla, odprowadza¬ nego przez otaczajacy elektrody gaz. Po¬ dobny wynik mozna uzyskac zapomoca e- lektród z drucika, zwinietego na koncu w krótki i gruby spiral (fig. 3), który oddaje — 3 —cieplo tak, jakby byl pelnym walcem. W tym wypadku mamy do czynienia z dwiema spiralnemi elektrodami, z których jedna jest polaczona z jednym biegunem, druga zas z dwu biegunami. Najlepiej jest usta¬ wic oba spirale równolegle obok siebie, by odstep miedzy rozzarzonemi czesciami e- lektrod byl wszedzie jednakowy, tudziez by uniknac miejscowego przegrzewania.Spiral zapalowy moze byc równiez za¬ opatrzony w czesci, majace ksztalt, korzyst¬ ny dla elektrod lamp lukowych, np. w kulki. Fig. 4 przedstawia spiral zapalowy 8, zaopatrzony na koncu w kulke 9, umie¬ szczona naprzeciw kulki anodowej 7. Po¬ niewaz odleglosc miedzy kulkami jest mniejsza od odleglosci spiralu zapalowe¬ go od anody, wiec przejscie luku ze spira¬ lu na kulke jest ulatwione. Celowe jest tez umieszczenie kulek wewnatrz spiralów, gdyz wówczas kulki sa nagrzewane z obu stron przez zarzacy sie drucik spiralów.Nastepnie korzystne moze byc równiez zgiecie spiralu (jak wskazuje fig. 5) przy kulce pod katem prostym lub ostrym, by droga dla luku byla pomiedzy obiema kul¬ kami najkrótsza.Opisane dotychczas konstrukcje dadza sie zastosowac na pradzie zmiennym za¬ wsze, na pradzie zas stalym tylko przy pew¬ nym kierunku pradu, musza wiec byc w tym ostatnim przypadku nalezycie wlaczo¬ ne. Komplikacje te mozna usunac przez wykonanie obu elektrod w formie dwubie¬ gunowych. Najprostszy przyklad takiej kon¬ strukcji przedstawia fig. 6, gdzie obie e- lektrody skladaja sie ze spiralów 7 i 8,,po¬ laczonych z przewodami 1 do 4, doprowa¬ dzajacemi prad. I tu spirale moga byc (jak wskazuje fig. 7) zaopatrzone w kulki, na które*luk przeskakuje po zapaleniu.Jezeli nie chcemy uzywac drucika za¬ palowego jako elektrody stalej, to mozna po uprzedniem zapaleniu luku pomiedzy drucikiem zapalowym a jedna z elektrod przerzucic go z drucika na druga elektrode (fig. 8). Dokonywa sie to na pradzie sta¬ lym w ten sposób, ze naprzód wytwarzamy luk swietlny miedzy jedna z obu elektrod, np. 7, jako anoda, a dwubiegunowo wlaczo¬ nym drutem zapalowym 10, jako katoda, i po przerwaniu pradu nagrzewajacego przestawiamy bieguny luku. Wówczas luk pali sie miedzy elektroda kulkowa 7, jako katoda, i miedzy drucikiem nagrzewajacym 10, jako anoda. Jezeli potem polaczyc druga elektrode kulkowa 8 z biegunem do¬ datnim i odlaczyc . ten ostatni od drucika nagrzewajacego, to otrzymamy ostatecznie luk pomiedzy obiema elektrodami kulko- wemi. Na pradzie zmiennym przestawia¬ nie biegunów jest niepotrzebne, po za tem zas postepowanie przy zapalaniu jest takie samo, jak wyzej. Fig. 9 przedstawia ana¬ logiczne urzadzenie z elektrodami spiral¬ nemi. Na fig. 8 i 9 drucik nagrzewajacy \i- mieszczono ponad elektrodami, by uniknac skrzyzowania linji na rysunku. W rzeczy¬ wistosci lepiej jest umiescic drucik zapa¬ lowy prostopadle pod elektrodami luku, aby nagrzewanie elektrod bylo silniejsze i zapalanie luku pewniejsze. Równiez i sa¬ me elektrody luku mozna ustawic pionowo jedna nad druga.Poniewaz ilosci ciepla, wytwarzanego na anodzie i katodzie* nie zawsze sa rów¬ ne, wiec w takich wypadkach dobrze jest nadac obu elektrodom rózne ksztalty i wy¬ miary.Fig. 10 przedstawia konstrukcje, która posiada szczególne zalety. Elektrody skla¬ daja sie tu z pólkul, które wyrabia sie np. przez sciecie z jednej strony pelnych ku¬ lek. Pólkule obu elektrod sa do siebie zwrócone plaskiemi powierzchniami i zbli¬ zone o tyle, ze tworza razem niejako jedna swiecaca kule, nadajaca sie szczególnie tam, gdzie chodzi o skupienie swiatla moz¬ liwie w jednym punkcie.Dlugosc drucika zapalowego dobrze jest wziac taka, aby go mozna bylo wlaczyc na cale napiecie, pod którem lampa normalnie — 4 —pracuje (fig. 11). Nie potrzeba wtedy tu mieszczac zewnatrz lampy osobnego opor¬ nika dla drucika nagrzewajacego. Celem zmniejszenia silnego impulsu pradu, po¬ wstajacego w tym wypadku w druciku za¬ rowym w chwili wlaczania lampy, mozna wykonac z wolframu tylko te czesc drucika zapalowego, która sluzy bezposrednio jako elektroda, pozostala natomiast czesc z me¬ talu o mniejszym wspólczynniku cieplnym lub jeszcze lepiej z przewodnika o ujem¬ nym wspólczynniku, jak wegiel lub bor.Znaczne zmniejszenie pradu do nagrzewa¬ nia mozna osiagnac przez wykonanie dru¬ cika zarowego w formie katody tlenkowej, np. w postaci spiralu lub plecionki, zawie¬ rajacych tlenki (np. tlenek wapniowy) po¬ miedzy drucikami wolframowemi.Opór dodatkowy, potrzebny do spokoj¬ nej pracy lampy, wykonywa sie najlepiej z drutu wolframowego w postaci spiralu i umieszcza sie w samej lampie. Przedsta¬ wiaja to fig. 12 i 13, przyczem na tej ostat¬ niej opór uspakajajacy jest wlaczony sy¬ metrycznie wzgledem obu elektrod. Dru¬ cik wolframowy powinien miec takie wy¬ miary, by sie zarzyl jasno i w ten sposób wzmacnial dzialanie swietlne luku. Ta droga mozna równiez wplywac na barwe swiatla lampy.W jednej bani szklanej mozna umiescic kilka luków swietlnych i polaczyc je sze¬ regowo lub równolegle lub szeregowo — równolegle. Fig. 14 przedstawia odpowied¬ nie polaczenie w wypadku dwu w szereg polaczonych luków swietlnych do pradu zmiennego. Naprzód wlacza sie calkowite napiecie miedzy oba wewnetrzne przewody 2 i 3. Spirale 8, 8' maja takie wymiary przy zastosowaniu w razie potrzeby opor¬ ników dodatkowych, ze moga byc wlaczo¬ ne na calkowite napiecie i osiagaja wtedy temperature, potrzebna do zapalenia. Do przewodów zewnetrznych 1 \ 4 przylacza sie równiez calkowite napiecie, lecz w od¬ wrotnym kierunku. Poniewaz na oba spi¬ rale zapalowe 8, 8V az do miejsc, gdzie znajduja sie elektrody kulkowe 9, 9', przy¬ pada okolo polowy napiecia sieci, przeto miedzy temi elektrodami a przeciwleglemi elektrodami kulkowemi 7, 7', polaczonemi z przewodami 1 wzgl. 4, istnieja napiecia, równe mniej wiecej polowie napiecia sieci i wystarczajace do zapalenia luków. Po zapaleniu lampy nalezy odlaczyc od sieci przewody wewnetrzne. Fig. 15 przedsta¬ wia odpowiednie polaczenie w lampie pra¬ du stalego. Tu wszystkie cztery elektro¬ dy skladaja sie ze spiralów nagrzewaja¬ cych, które w miejscach zgiecia sa zaopa¬ trzone w kulki, jak na fig. 5.Elektrody sa polaczone z szesciu prze¬ wodami od 1 do 6, doprowadzajacemi prad.Celem zapalenia lampy laczy sie przewody doprowadzajace 1 i 6 z obu biegunami sie- ci< a przewody 2 i 3 wzgl. 4 i 5 miedzy so¬ ba. Gdy spirale zapalowe dostatecznie sie rozgrzeja, przerywamy kolejno polaczenia miedzy 2 i 3 i miedzy 4 i 5, dzieki czemu wytwarzaja sie luki swietlne.Manipulacje laczeniowe mozna dokony¬ wac zapomoca odpowiednich laczników w sposób równie prosty, jak w zwyklych lam¬ pach zarowych.Fig. 16a do lód pokazuja na przykladzie, w jaki sposób mozna uskuteczniac wszel¬ kie polaczenia zapomoca jednego lacznika /2, który moze byc wykonany zupelnie tak samo, jak znane przelaczniki puszkowe dla dwu lub wiecej obwodów pradu. Urza¬ dzenie lampy odpowiada ukladowi, przed¬ stawionemu na fig. 5, z dodaniem oporu . uspakajajacego wedlug fig. 12. Pod a jest przedstawione polozenie wylaczenia, przy¬ czem lampa jest odlaczona od przewodu dodatniego, a spiral zapalowy 8 jest jedno- biegunowo polaczony z przewodem *ujem- nym. Pod 6, przez obrót przelacznika 12 o cwierc obrotu, polaczono takze drugi biegun spiralu zapalowego z siecia, a mia¬ nowicie z przewodem dodatnim. Przez dal^ sze cwierc obrotu c anoda 7 laczy sie tafc- r — 5 —ze z przewodem dodatnim, a wiec luk swietlny zapala sie. Wkoncu przez dal¬ sze cwierc obrotu d spiral zapalowy od¬ lacza sie od przewodu dodatniego; otrzy¬ muje sie wtedy polozenie podczas palenia sie lampy. Czwarte cwierc obrotu wyla¬ cza lampe, przyczem powstaje znów pola¬ czenie a.Oprócz wspomnianych juz gazów, azo¬ tu i argonu, mozna równiez stosowac wszel¬ kie inne gazy obojetne lub pary, a w szcze¬ gólnosci pare rteci. Przez napelnienie lam¬ py ta ostatnia osiaga sie nie tylko nadzwy¬ czaj maly odplyw ciepla, wlasciwy parze rteciowej, ale jeszcze i te zalete, ze luk przyczynia sie do swiecenia, natomiast w azocie, argonie, wodorze i t. d. swiatlo wy¬ twarzaja prawie wylacznie elektrody. Ma¬ my wiec moznosc dalszego obnizenia zuzy¬ cia energji elektrycznej, itorzystne jest napelnianie lampy rteciowej gazem obojet¬ nym o nizszem cisnieniu. Lampa zawiera z poczatku rtec w stanie plynnym. Wiel¬ kosc bani szklanej nalezy obrac w ten spo¬ sób, by rtec, nagrzana do punktu wrzenia, wypelnila cala przestrzen para o potrzeb- nem cisnieniu. Zamiast rteci w lampie mo¬ ga znajdowac sie równiez inne pary lub ga¬ zy, które daja obfitujacy w swiatlo luk swietlny, jak neom lub sole lotne w rodza¬ ju chlorku talawego lub glinowego. Stosu¬ je je sie osobno lub w kombinacji, a takze w mieszaninie z gazami obojetnemi. Moz¬ na równiez umiescic wpoblizu elektrod lub luku tlenki, jak np. tlenek wapnia lub mag¬ nezji, i wykorzystac ich zdolnosc swiecenia zarówno w stanie stalym, jak i lotnym.Wreszcie mozna wolfram elektrod zmie¬ szac z tlenkami, np. z tlenkiem magnezji, glinu, cyrkonu, toru. PL