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Elektrische Entladungsröhre.
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Entladungsröhre, die nebst Gas auch Dampf eines verhältnismässig schwerflüchtigen Metalls enthält. Um diesen Dampf einen hinreichend hohen Druck annehmen zu lassen, so dass er intensiv an der Lichtausstrahlung beteiligt ist, muss die Entladungsröhre auf eine verhältnismässig hohe Temperatur gebracht werden, was im allgemeinen dadurch erleichtert wird, dass die Röhre von einem evakuierten Mantel umgeben wird, der eine gute Wärmeisolierung bildet. Der Dampfdruck in der Röhre wird im allgemeinen durch die niedrigste im Raum, in dem sich der Dampf befindet, herrschende Temperatur bedingt. Beim Betriebe der Entladungsröhre setzt sich der Überschuss an verdampfbarem Metall auf dieser kältesten Stelle ab.
Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung einer solchen Entladungsröhre, durch welche die nützliehe Lebensdauer und die Nutzwirkung der Röhre gesteigert werden.
Es ist bekannt in der Nähe der kältesten Stelle des Entladungsraumes, an der das verdampfte Metall kondensiert, eine Hitzequelle anzuordnen, die das Metall wieder verdampfen lässt.
Erfindungsgemäss wird die Anode als Hitzequelle ausgebildet und derart bemessen, dass ihre Temperatur beträchtlich steigt, falls die Brennspannung der Entladung zunimmt. weil der Dampfdruck unterhalb eines bestimmten Wertes sinkt. Gleichzeitig können besondere Massnahmen getroffen werden, um die Hitze von dieser Anode zu dem verdampfbaren Metall überzuführen. Zu diesem Zweck kann vorteilhaft ein sich bis an das verdampfbare Metall erstreckendes wärmeleitendes Organ an der Anode befestigt werden. Die Anode selbst wird zweckmässig aus Draht, z. B. einem Drahtring aus hochschmelzendem Metall, z. B. Wolfram, hergestellt.
Wenn der Druck des Metalldampfes in unzulässigem Masse abnimmt, so steigt die Spannung zwischen den Elektroden und es wird die Anode durch das stärkere Elektronenbombardement auf eine höhere Temperatur erhitzt. Von der stärker erhitzten Anode wird dann Wärme zu dem verdampfbaren Metall abgeführt, wodurch es erhitzt wird und verdampft, so dass der Dampfdruck in der Röhre wieder erhöht wird.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.
In Fig. 1 ist mit 1 eine elektrische Entladungsröhre bezeichnet, die zur Lichtaussendung bestimmt ist. Diese Röhre ist durch den Schirm 2 in zwei Teile geteilt, und die Entladung erfolgt in einem derselben.
Dieser Entladungsraum enthält eine Glühkathode 3, eine Anode 4 und eine Anode 5. Die erstgenannte Anode besteht aus einem Metallring und befindet sieh nahe dem Schirm 2. Die Anode 5 ist aus einem dünnen in Form eines Ringes gekrümmten Wolframdraht hergestellt. Dieser Draht hat z. B. eine Dicke von 0'75 mm. An der Anode 5 ist ein drahtförmiges Organ 6 befestigt, das sich bis in das Ende des Entladungsraumes erstreckt. Dieses Ende ist einigermassen ausgestülpt, so dass ein kleiner Behälter 7 gebildet ist. Die Anode 5 und das Organ 6 sind aus einem einzigen Draht hergestellt, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, in der die Anode und das genannte Organ schaubildlich dargestellt sind.
Die Stromzuführungsdrähte 8 der Elektroden bestehen aus Nickel und sind von isolierenden, z. B. aus Magnesiumoxyd bestehenden Röhrchen 9 umgeben. Lange enge Öffnungen zwischen diesen Röhrchen und den Stromzuführungsdrähten bilden eine Verbindung zwischen dem Entladungsraum und dem von diesem Raum abgeschlossenen Teil der Entladungsröhre, wodurch es möglich ist, die beiden Räume gleichzeitig zu evakuieren, wobei trotzdem der in den Entladungsraum eingeführte Metalldampf praktisch nicht in den ändern Röhrenteil hineindringen kann, Die Sehweissstelle zwischen dem Wolfram-
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draht, aus dem die Anode 5 besteht, und dem Stromzuführungsdraht dieser Elektrode befindet sich in dem diesen Draht umgebenden Isolierröhrchen, wodurch diese Schweissstelle vor der Entladung geschützt ist.
Die Entladungsröhre enthält eine Menge Gas, z. B. Neon, unter einem Druck von einigen Millimetern. In dem Entladungsraum sind ferner ein oder mehrere verhältnismässig schwerflüchtige Metalle untergebracht, d. h. Metalle, deren Dampfdruck bei 200 C nur einen Bruchteil eines Millimeters beträgt.
Solche Metalle sind z. B. Natrium, Cadmium, Thallium, Magnesium, Kalium, Lithium deren Dampf zur Erhöhung der Lichtemission benutzt wird. Die dargestellte Entladungsröhre enthält z. B.
Natriumdampf.
Die Stromzuführungsdrähte der beiden Anoden sind miteinander verbunden, so dass gleichzeitig Bogenentladungen zwischen der Glühkathode. 3 und jeder der Anoden 4 und 5 erfolgen. Beim Wechsel- strombetrieb wird diese Anodenverbindung zweckmässig nicht bewirkt, so dass die Röhre in Gleichrichterschaltung betrieben werden kann.
Die Röhre 1 ist von der doppelwandigen Hülle 10 umgeben und der Raum zwischen den Wänden dieser Hülle ist evakuiert, so dass ein wärmeisolierender Mantel rings um die Röhre gebildet ist. Die
Röhre und die Hülle sind beide an der Armatur 11 befestigt, während der Asbestring 12 zwischen der
Röhre und der Hülle angeordnet ist.
Die Entladungsröhre und die Hülle sind derart bemessen, dass sich beim Betrieb die kälteste Stelle des Entladungsraumes am Unterende der Entladungsröhre befindet. Bei der dargestellten Entladungs- röhre ist zu diesem Zweck die Ausstülpung 7 gebildet, und weiters die Entfernung zwischen der Anode 4 und dem Schirm 2 verhältnismässig gering gehalten. Infolgedessen setzt sich verdampfbares Natrium im Behälter 7 ab.
Der Anodendraht 5 hat eine solche Dicke, dass wenn der Dampfdruck seinen Normalwert hat und auch die Spannung der zwischen der Kathode 3 und der Anode 5 erfolgenden Bogenentladung ihren
Normalwert hat, die Anode 5 nicht übermässig heiss wird, so dass dann dem Natrium im Behälter 7 ver- hältnismässig wenig Wärme durch den Draht 6 zugeführt wird.
Wird hingegen der Natriumdampfdruck zu niedrig und die Bogenspannung infolgedessen höher, so wird die Anode verhälnismässig stark erhitzt und es überträgt der Draht 6 dem Natrium verhältnis- mässig viel von der an der Anode 5 entwickelten Wärme, so dass das Natrium mehr als normal verdampft.
Die beschriebene Bauart ist nicht nur vorteilhaft, weil sie den Dampfdruck erhöht, falls er während des Betriebes sinkt, sondern sie hat ausserdem den Vorzug, dass bei der Inbetriebsetzung der Röhre die
Zeit, die zum Entwickeln des für den normalen Betrieb erforderlichen Dampfdruckes in der Röhre benötigt wird, beträchtlich verkürzt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Elektrische Entladungsröhre mit einer Füllung aus Gas und Dampf von verhältnismässig schwer- flüchtigem Metall, und einer zur Wiederverdampfung des Metallkondensats in der Nähe der kältesten Stelle des Entladungsraumes vorgesehenen Hitzequelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Hitzequelle durch die Anode selbst gebildet wird, welche, zweckmässig durch Verkleinerung ihres Volumens, derart bemessen ist, dass ihre Temperatur bei einer durch eine Abnahme des Dampfdruckes herbeigeführten Zunahme der Brennspannung der Entladung steigt, wobei gegebenenfalls Mittel vorgesehen sein können, um Wärme von dieser Anode zu dem verdampfbaren Metall überzuführen.