DE134732C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Um die elektrische Energie bei der Erzeugung von Licht in den Bogenlampen besser auszunutzen, hat man versucht, die Elektroden aus Kohle oder anderen Stoffen, welche nur bei sehr hohen Temperaturen verdampfen und somit grofse Wärmeverluste verursachen, durch Stoffe zu ersetzen, welche bei niedriger Temperatur verdampfen, so dafs fast die gesammte elektrische Energie in Licht umgewandelt und derjenige Theil derselben, der zur Erzeugung des Bogens durch das Verdampfen nöthig ist, möglichst herabgemindert wird. Hierfür eignet sich das Quecksilber am besten; leider hat aber das Licht einer Quecksilberlampe infolge Fehlens der gelben bis rothen Strahlen des Spectrums eine für die Praxis vollständig unbrauchbare Farbe. Man hat versucht diesem Uebelstand dadurch abzuhelfen, dafs man Natrium, Kalium und andere Metalle in den Bogen einführte, wodurch die Farbe des Bogens allerdings wesentlich verbessert wird. Hierbei tritt aber ein anderer Uebelstand auf, der eine gewerbliche Verwerthung der so abgeänderten Quecksilberlampe bisher unmöglich gemacht hat; diese Dämpfe (Natrium, Kalium u. s. w.) zerstören die Glashülle der Lampe in ganz kurzer Zeit und es ist bisher diese Lampe über den Laboratoriumsversuch nicht hinausgekommen.

Die vorliegende Erfindung hat nun den Zweck, diesen Uebelstand zu beseitigen, so dafs die Bogenlampen, deren Elektroden aus Quecksilber oder einem anderen bei niedriger Temperatur verdampfbaren Stoff bestehen, gewerblich benutzt werden können. Die Erfindung besteht der Hauptsache nach darin, dafs die die Farbe des Bogens ändernden Stoffe, wie z. B. Kalium, Natrium und dergl., nicht als Metalle, sondern in Form von Verbindungen eingeführt werden, welche die Durchsichtigkeit der Glashülle nicht beeinträchtigen. Hierbei ist es natürlich möglich, diese farbenändernden Stoffe nach ihrem Spectrum zu wählen, so dafs man also Lampen bauen kann, die ein blaues, rothes, grünes u. s. w. Licht geben. Ferner sei noch bemerkt, dafs diese farbenändernden Stoffe bei allen Lampen mit bei niedriger Temperatur verdampfenden Elek-. troden nicht nur bei der Quecksilberbogenlampe benutzt werden können und dafs ihre Auswahl sich nach den jeweiligen sonstigen Vorbedingungen richtet.

Diejenige Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens, die sich praktisch als die beste erwiesen hat, besteht darin, die farbenändernden Stoffe in einem chemisch inerten Zustande einzuführen, und zwar am besten in dem Zustande, den man »ionisirt« nennt, d. h., wenn freie Atome mit freien Atomen einer anderen Substanz zusammen sind, die sich bei gewöhnlicher Temperatur mit den leitenden Dämpfen verbinden, dagegen bei der Temperatür des Quecksilberbogens sich vollständig oder theilweise dissociiren.

Man hat gefunden, dafs die Elemente der Halogenklasse: Jod, Brom, Chlor und Fluor hierzu geeignet sind, und zwar in der angegebenen Reihenfolge; Jod ist also am besten

geeignet, da die Jodverbindungen bei verhältnifsmäfsig niedrigen Temperaturen dissociiren. Will man also ein röthliches Licht erzeugen, so wird in den Bogenstrom eine grofse Menge Lithiumdampf im ionisirten Zustande eingeführt, indem man die Quecksilberoberflä'che mit wasserfreiem Lithiumiodid bedeckt.

Soll dagegen reines, weifses Licht erzeugt werden, so wird eine verhältnifsmäfsig geringe Quantität einer Mischung von Jodverbindungen des Lithiums und des Natriums oder.auch, des Lithiums, Kaliums und Natriums benutzt.

Zur Erzeugung eines hellen blauen Lichtes dient das Indiumjodid; zur Erzeugung eines dunklen grünen Lichtes das Thalliumjodid ; ein gelbes Licht wird durch das Rhodiumjodid er-'zeugt; einen rotheiv Schein erhält man durch das Jodid des Kaliums und Rubidiums. Bei Herstellung dieser starkgefärbten Lichte scheint der Quecksilberbogenstrom hauptsächlich als Träger für die Dämpfe der eingeführten Stoffe zu dienen, während bei der Erzeugung von weifsem Licht der Quecksilberbogen selbst das Violett, Blau und Grün ,erzeugt, während die Strahlen von gröfserer Wellenlänge durch die eingeführten Stoffe erzeugt werden.

In jedem Fall ist es am besten, wenn die pulverförmigen Jodide oder, allgemeiner gesprochen, die farbenändernden Stoffe vollständig die Quecksilberelektroden oder -elektrode bedecken, damit der. Bogen nicht das unbedeckte Quecksilber berühren kann, wodurch seine Farbe sich sofort ändern würde. . Bisweilen kommt.es nun hierbei vor, dafs eine, in dieser Weise bedeckte Elektrode ein Licht giebt, in dem die Spectrallinien der farbenändernden Substanzen zu sehr vorwiegen. Diese Schwierigkeit wird dadurch überwunden, dafs die farben-•ändernde Substanz etwas geschwächt wird, indem man ihr eine verhältnifsmäfsig inerte .Substanz beifügt, und zwar am besten eine Substanz,, die bei der. benutzten Temperatur nicht dissociirt. Calciumflüorid ist zu diesem Zweck gut zu gebrauchen, denn es ist inert in Gegenwart der als Farbenänderer benutzten Halogensalze und so beständig, dafs es bei der Temperatur des Quecksilberbogens nicht dissociirt. Durch Veränderung des Verhältnisses der wirksamen färbenden Substanzen und der unwirksamen schwächenden Stoffe kann jede Farbennüance erzielt, werden und man kann so Kerzenlicht, elektrisches Glühlicht u. s. w. -mit Erfolg nachahmen.

der Halogene ist nur dann

Die Benutzung

zweckmäfsig, wenn der Bogen in einem vollständig geschlossenen Behälter gebildet wird, wo sie gegen die Feuchtigkeit der Atmosphäre geschützt sind; befindet sich der Bogen.in einem nicht vollständig luftdichten Behälter, so bedient man sich besser der im Folgenden beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; denn die Halogensalze ziehen Feuchtigkeit an und dadurch wird ihre Wirkung geschwächt und unregelmäfsig.

Diese Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens benutzt ebenfalls das Princip, die farbenändernden Stoffe in ionisirtem Zustande einzuführen; sie unterscheidet sich jedoch von der oben beschriebenen Ausführungsform dadurch, dafs es die Glashülle nicht dadurch schützt, dafs jede chemische Einwirkung auf dieselbe absolut verhindert wird, sondern dadurch, dafs die chemische Einwirkung geregelt wird, und zwar derart, dafs die Durchsichtigkeit der Glashülle nicht zerstört wird. Dies wird dadurch erreicht, dafs die farbenändernde.n Stoffe in Form von Kieselsalzen, und zwar am besten als Metasilicate eingeführt werden, wie z. B. das Metasilicat des Lithiums Si O₃ Li₂. Die Wirkung dieser Kieselsalze besteht darin, dafs sie in der Temperatur des Bogens dissociiren, worauf das Lithium — bei Benutzung von Lithium —· frei ist und die Farbe hervorbringen kann, während das Kieselsäureradical ebenso, frei ist und das Glas angreifen kann; die chemische Wirkung der Radicale ist aber ■mehr oder weniger neutralisirt, und zwar eins durch das andere infolge der Thatsache, dafs sie sich in einem ionisirten Zustande befinden; trotzdem wird ein Austausch der Basen zwischen den Silicaten und dem harten Glase, das als Behälter dient, stattfinden, und zwar wird sich eine continuirliche chemische Wirkung auf die Innenfläche des Behälters ergeben, eine Zusammensetzung und eine Zerstörung des Glases, ein Abätzen an der einen Stelle und ein Ansetzen an einer anderen Stelle. Jedoch sind die so auf der Innenfläche des Behälters gebildeten Kieselsalze durchsichtig oder zum mindesten durchscheinend und die einzige Wirkung ist, dafs das Glas an seiner Innenseite wie befroren aussieht, ähnlich den wohl bekannten Eisglasglühlampen. Hierdurch wird ■jedoch das Licht durchaus nicht erheblich beeinträchtigt, besonders im Hinblick auf die sehr hohe Leuchtkraft der Lampe. Die Glasröhre^ erhält hierdurch nur das Aussehen einer kräftigen Quelle eines gleichmäfsigen und angenehmen diffusen Lichtes. Es ist ohne Weiteres klar, dafs man nicht nothwendigerweise auf Silicate und Glasröhren beschränkt ist, vielmehr schliefst diese Ausfuhrungsform der Erfindung ganz allgemein die Idee ein, die Lichtfarbe durch Einführung farbenändernder Stoffe zu verändern, welche als Salze einer der Mineralsäuren , wie z. B. glasbildende Säuren, eingeführt werden, welche die Hülle,, in der die lichtgebende Substanz enthalten ist, bilden oder zu bilden im. Stande sind. Andere Salze dieser Art sind z. B. Borsäure u. a. m.

Bei. Benutzung der Halogenverbindungen ist es zweckmäfsig, diese stark hygroskopischen

Claims (1)

1. Körper gegen Feuchtigkeit zu schützen, und zwar durch die Anwendung einer verdünnten Atmosphäre von Wasserstoff oder einem anderen Stoff, z. B. Helium oder Argon, wodurch sich, da diese Stoffe von erheblich geringerer dielektrischer Stärke sind wie die Luft, gleichzeitig auch die zum Anlassen der Lampe nothwendige Anfangsspannung natürlich sehr bedeutend verringern läfst.

   Die Silicate sind nicht hygroskopisch, aber sie haben wieder den Nachtheil, dafs ihre Wirkung erst bei einer etwas höheren Temperatur als diejenige der Jodide eintritt. Aufserdem zeigt es sich aber, dafs die Jodide thatsächlich die Farbe der farbenändernden Substanzen besser herausbringen, so dafs das Licht der Lampe einen wärmeren Ton erhält.

   Ferner empfiehlt es sich, bei Benutzung der Halogene z. B. einen Ueberschufs von Jod in den farbenändernden Substanzen durch die Einführung von freiem Jod oder Quecksilberjodid oder in sonst einer geeigneten Art zu erzeugen, um die Wirkung der Lampe noch zu erhöhen.

   Pate ν τ-An Spruche:

   i. Verfahren zur Verhütung des Blindwerdens der GlashUlle von Bogenlampen mit Elektroden aus einem bei niedriger Temperatur verdampfenden Grundstoffe (z. B. Quecksilber), in welche Stoffe zur Färbung des Lichtbogens eingeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dafs die nach ihrem Spectrum gewählten farbenändernden Stoffe, wie Kalium, Natrium und dergl., nicht als Metalle, sondern in Form von Verbindungen eingeführt werden, welche die Durchsichtigkeit der Glashülle nicht beeinträchtigen.
   Eine Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, darin bestehend, dafs die farbenändernden Stoffe (am besten Alkalimetalle) im ionisirten Zustande, und zwar am besten in Form ihrer (zweckmäfsig wasserfreien) Halogensalze eingeführt werden, wobei zur Abschwächung vorwiegender farbiger Lichtstrahlen und zur Nüancirung eine bei der Temperatur des farbigen Bogens nicht dissociirende Substanz, z. B. Calciumfluorid, beigefügt wird.
   Eine Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, darin bestehend, dafs die farbenändernden Stoffe in Form ihrer Salze von Mineralsäuren (vor allem Kieselsäure, zweckmäfsig als Metasilicate) eingeführt werden, zum Zweck, eine Zerstörung des den Bogen einschliefsenden Behälters aus Glas oder einem ähnlichen Material zu verhindern, wobei noch Stoffe hinzugesetzt werden können, welche die Wirkung der freien Metalldämpfe neutralisiren.