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Elektrische Hochdruckentladungsleuchtröhre Es isst bereits bekannt,
Quecksilberdampf im Gemisch mit anderen Dämpfen, insbesondere Kadmiumdampf, zur
Leuchterregung zu bringen, um das Quecksilberspektrum, dem die rote Emission fehlt,
diwrch die :rote Linie,des Kaldmiumspekbrums zu ergänzen;. Es ist auch schon vorgeschlagen
wordlen, den Ouecksil@bendampfidlruck hierbei bis auf eine Atmosphäre und mehr heraufzutreiben.
Derartige Lampen haben sich bisher nicht einführen lassen, da ihre Ökonomie weit
hinter derjenigen der reinen Quecksilberd!ampfl,ampe zurückbleibt. Letzteres ist
besonders dann der Fall., wenn die Lichtfarbe wirklich auch nur einigermaßen befriediigenid
weiß gemacht werden soll.
Während nämlich dier Quecksilberdampf unter Hochdruckbedingungen
eine Ökonomie von 40 bis 5o Lumen pro Watt: aufweist, zeigt zur Lichtaussendung
erregter Kadlmiumdlanpf selbst unter Hoch@druckbed'üngungen nur eine solche von
etwa ro Lumen pro Watt. Dazu trägt aber die rote Kad'miumemission ihrerseits nur
mit einem kleinen Bruchbeil bei, weil elektriisidh erregtes- Kadmiumdampf noch einen
Ü.berschuß an bliuer Emission besitzt und diese sich zu der sowieso schon starken
blauen Emission des Quecksilbers ungünstig addiert.
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Es wurde nun gefumid'en, daß bei Misc'hlnchblampen bei Höchstdrücken
.dies Quecksilberdampfes, und zwar beginnend .bei Drücken von etwa 5 Atmosphären,
das
[email protected] in sich, d. h. das
Verhältnis seiner blauen
zur roten Emission eine s tar 'ke Ur nlagerung zugunsten der roten Emission erfährt
und man daher bei einer derartigen Mischlichtlampe mit Höchstdruckbetrieb mit viel
weniger Kadmiumbeimischung auskommt. Erfindtnngsgemäß wird nun bei gleichzeitiger
elektrischer Anregung von Quecksilber- und unter Höchstdruckbedingungen dem Kadmilurnidampf
nur noch ein viel: geringerer Teil ;der Gesamtemission zugewiesen, während .der-größte
Teil, ,der elektrischen Energie bei einer solchen Höchstdrucklampe in Anregung des
hochökonomischen Quecksilberdampfspektrunns umgesetzt wird. Wenn also beispielsweise
bei niedrigeren Drücken, worunter hier auch solche von selbst etwa einer Atmosphäre
zu verstehen sind, Dreiviertel der Gesanntemission auf Kadmiumdampferrni:ssion entfallen
muß, um ein einigermaßen weißes Licht zu erhalten, so beträgt rechnungsmäßig die
Gesanitökono:mie einer solchen Lampe, bei der man gegebenenfalls noch dien Übersc'huß
an blauer Strahlung durch Verwendung von Filterglas :dämpfen muß, nur ungefähr 15
Lumen pro Watt. Entfällt hingegen bei einer Höchstdrucklampe nach vorliegender Erfindung
nur noch die Hälfte der Ges,anztemission auf .das Kadmiumspektrum, so beträgt die
Ges;a:mtökonomie einer solchen Lampe bereits .etwa 25 Lumen.
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Da nun mit !Erhöhung des Druckes die Gesamtökonomie der Lampe steigt
und bei äußerst hohen Drücken auch noch fe Temperaturstrahlung dies Queclesi.lberd'ampfes
'hinzukomimt, so kann man. bei ider erfin@dangsgemäßen Mischlichfilampe mit einer
verhältnismäßig sehr geringen Anregung :des zwar farblich ergänzenden, aber an,
sich unökonomischen Kadmiumspektrunis auskommen und praktisch eine noch größere
Ökonomie als 25 Lumen je Watt erzielen. In einer Lampe nach vorliegender
Erfindung wird das D.ampfgemnisch durch einen zwischen heißen elektronenaktivierten
unverdampfbaren Elektroden übergehenden 1Lichtbagen zur Leuchtanregung gebracht.
-Die Anregungs- und Mengenverhältnisse :der Dämpfe werden hierbei nicht :durch unkontrollierbare
Instabilität des. Lichtbogens verändert. Der Druck des Quecksilberdampfes, der gleichzeitig
die Funktion einer Grunddampffüllung hat, wird während des Betriebes um einen gewissen
Betrag untersättigt gehalten. Der zusätzliche Leuchtdampf, also insbesondere Kadmiium,
hat hierbei einen Partnaldruck von Bruchteilendes Quecksilberdampfes. Der Kadmiumdampf
kann auch .ganz oder teilweise ersetzt werden durch Zink- oder Rub.iid-i:umdampf.-Die
Erfindung geht aus von den bekannten Hochdruckentla:dningsleuchträhren mit ge.gebenenifalls
aktivierten festen und im Betriebszustand heißen Elektroden aus schwer schmelzendem
Metall, also vornehmlich Wolfram, Tontal und gegebenenfalls auch Nickel., in edieren
Nähe sich keine im Betrieb verdampfenden, Metalle befinden. Die Füllung der Lampe
besteht hierbei in einem Gemisch aus Edelgas, nach Bedarf urntersättigtem Quecksilberdumpf
und Kadmnumdampf. Im übrigen ist die Leuchtröhre mach bekannten Vorbildern so gebaut
und bemessen, daß sie einen ständigen Betriebsdruck von zumindest 5 oder mehr, al'lenfal'ls
bis ioo Atmosphären aushält. Erfindunbmsgemäß soll nun der Parti@al:dlruck des Kadmiumdampfes
nach Erreichung dies vollen Betriebsdruckes in der Entladungsröhre einen Wert erbalten,
.der innerhalb der Grenzen von. mindestens 2o mm Ouecksilbersäule und höchstens
2 Atmosphären liegt.
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Die Vorteile der Erfindung, nämlich die größere Ökonomie bei Erzeugung
panch-romaatiscben Lichts, bleiben auch gewahrt bei teilweisem oder gänzlichem Ersatz
des Kadmiums durch Zink oder Ruhidium; der Partialdruck des Zinks wie des Rubidiums
stellt sich dann erfindungsgemäß auf Werte bis zu i Atmosphäire nach Erreichung
-des vollen Betriebsidruckes in der Entladungsröhre.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist im folgeriden. näher erläutert.
Die eigentliche Entladungsröhre besteht aus Quarz oder einem sonstigen bekannten
Hartglas und umschließt in ihren Enden die Elektroden, die zur Verhütung unerwünschter
Konidensation der Dämpfe möglichst dicht an die Röhrennnnenwand verlegt sind' und
dienerhalb auch unmittelbar als Überzug oder einge,setzte Platten. oder Töpfe angebracht
sehn können. Die Stromzufübrungsdrähte bestreben, aus: den gebräuchlichen schwer
schmelzenden Metallen oder deren Legierungen und sind in angesetzte oder ausgezogene
Stutzen oder auch Kapi!laarröhrchen eingeschmolzen, eingekittet oder .eingesintert.
Als Abclichtungsmititeil können dabei unter Anwendung hohen Druches auch weiche
und haftfähige i@letalle, wie Blei und,dessen Lpgierunbaen, ei.nb°epreßt sein. Die
dem Oueck-silberdmnpf beigemengten Dämpfe dies Kadm:nums bzw. Zinks oder Rubi-diums
dringen bei dein hoben Beitriiebs,druck auch in die etwa vorhandenen kleinen Spalträume
,der Einschmelzstellen ein, schlagen sich hier nieder und tragen so zur Abdichtung
bei.
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Die eine Elektrode besteht beispielsweise aus einem ringförmig geborenen
Draht, der auch der Einschntelmdraht sein kann. In seinem Verlauf Ist er unter Aufrechterhaltung
,der zusammenhängenden, kreisförmigen, Führung nach iinnen geführt und als Spirale
ausgestaltet. In dieser ist ein aktivieren-.der Körper, etwa aus, gep:reßtem und
gesintertem Zirkonmetallpulver mit einem Zusatz von Borium-, Calcnum-, Alnmininum-,
Magnesium- oder Thoriumvorhindüngen i, Oxyden oder Aziden bestehend, untergebracht.
Die andere Elektrode besteht beispielsweise aus einer Sciheibe oder einem Block
aus Wolifnam, Tontal oder auch Nickel, auf der wieiderum der eigentliiche aktivierende
Körper als solcher oder auch als Platte vorgesehen. ist. Beide Elektroiden eignen
sich gut zur Entgasutaig und Aktivierunig mittels Wirbelströmen. Statt dessen kann
man auch bei Verwendung von Quarz u: @dgl. die Röhre als Ganzes in einen elektriischen
oder flammenbeheizten Ofen einbringen und bei iooo° bis kunzzeiltig sogar 1500°
entgasten und aktivieren.
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Zum Zwecke dien Zündung ist die Röhre miit einem Edelgas, insbesondere
Argon od_r Krypton
von einigen Millimetern Druck :gefüllt. Lampen
für sehr hohe Drücke, die nur wenige Millimeter lichte Weite ha)ben, werden zweclcmäßigerweise
mit Argon von 6 bis 30 mm oder mit Neon von 15 bis 5o mm Druck gefüllt.
Der schnell in einen Lichtbogen umschl!agenndie Gliimmstrom übernimmt dann die weitere
Aufhetzung der Elektroden. Nur ein zwischen solchen kompakten und sich selbst aufheiaenidien
Elektroden 'hergestellter Lichtbogen läßt sich angesichts .der gewaltigen Üb:ndrücke
in Verbimdung mit ,denn gleichzeitig aufrechtzuerhaltenden kritüsc'hen Anregungsverhältnis
der zwei oder mehr Metelle zur Leuchtanregung mit genügender Dauer und Stabilität
verwenden. Durch entsprechende Dosierung der eingebrachten Quecksi,lbermenge wird
der Quecksilberdampf während des Betriebes um einten gewissen Detrag untersättigt
gehalten. Das sinngemäß gleiche gilt für das in die Füllung eingebrachte Kadmium
und dessen Dampf.
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Statt E@dtelgasifüllung von niedrigen z Druck kann auch eine solche
vorn hohem bzw. ebenfalls viele Atmosphären betragenden Druck verwendet werden.
Die Zündung muß dann durch Kontakt der Elektroden erfolgen. Zweekm,äß,igerweise
wird hierzu zumindest eine Elektrode beweglich, etwa an einer Feder oder Kette hängend,
ausgebildet, so daß sie durch Kipperu, elektromagnetische oder Binnetallkräfte bewegt
und von der anderen entfernt witr;d.
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Die Entlädungsröhre kann so bemessen und so belastet werden, daß sie
unter normalen Betriebsbedingungen ini der Raumtemperatur ohne Wärmekapselung und
auch ohne Wärmeableitung ibrennt. Statt dessen kann sie aber auch in eine evakuierte
Hüllte eingeschmolizen sein, die ihrerseits mit einem Edielgas im ungefähren Druckgleichgewicht
mit der Edelgasfüllung .im Innfern der eigentlichen Entladungsröhre gefüllt ist.
Hierdurch werden schädliche Folgen eines Hindurdhtiretens von Edelgas durch undicht,
einfach und raumsparend ausgeführte Einsschmellzungen vermieden., da sich das Gleichgewicht
immer wiederherstellt. Zwecks Verringerung .dar Wärmeableitung kann auch in denn
äußeren Gefäß ein verdampfen ,die,r Quecksilbervorrat untergebracht und dessen gesättigter
Dampf während des. Betriebes im Druckgleichgewicht mit dein ungesättbigten; Quecksilberdampf
in der eigentlichen Entladungsröhre stehen. Die Hülle kann auch durch ein doppelwandiges
evakuiertes Gefäß ersetzt oder mit einem solchen kombiniert sein.
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Die Entladungsröhre stützt sich mittels wärmeisokeriender und zusaamimendrückbarer
Pflöcke, etwa Asbest, Glaswolle u. dgl., gegen (die äußere Hülle ab. Diese Pflöcke
'können tauch beispielsweise auf einen Ring gezogen oder .auf der Wand der inneren
Lampe oder äußeren Hülle angeklebt oder gesintert sein, und ihre Wärmeableitung
.ist geringer als bei metalliischen Halbarungs- und Ahstützmitteln. Die Stromzuführung
zu der sockelfernen Elektrode kann durch einen 'der Lampe bündig anliegenden Leiter
erfolgen., der am sockelnahen Ende der eigefltlidhen Fntlädun,gsrdhre in einem ebenfalls
an dieser vorgesehenen kleinen Sockel, etwa Doppelstiftsockel, endet. Als Abstützung
können auch auf sie aufgeschobene, darghbrochene Glimmerringe und zur Halterung
auch metallische Träger verwendet werdeny die die Lampe mittels der Glimmerringe
und mittels um diese herumgelegter, in ihrer Ebene senkrecht zur Lampenachse mit
Schleifen oder Vorsprüngen versehener Drahtringe halten. Für kleine Lamp:-n genügt
schon die Halterung an einem Zuführungsidra.ht bzw. die Abstützung mittels Federn
einmal gegen dass entspremchend konische Ende der äußeren Hülle, das andere Mal
gegen den eingesetzten Quetschfuß oder die dbrtige Wand dier Hülle.
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Zum Schutze der inneren, Wandung kann bei Quiarz- und Glaslampen auch
ein dieser anlliiegendes, dünnwandiges Röhrchen, ;etwa aus durchscheinend gesintertem
Zirkoinoxy-d' oder Magnesiumoxyd, eingeibracht sein. Derartige Lampen können mit
üblichen Netzspannungen, gegebenenfalls unter Zuhiltfenahme von äußeren Zündbelegungen,
inneren Zündelektroden oder Induktionsstößen, betrieben werden, woben dann die Abstände
zwischen den Elektroden bei sehr hohen Drücken unter Umständen bis auf wenige Millimeter
verringert werden müssen. Bei Betrieb der Lampen mit Spannungen bis zu iooo Volt
und mehr beträgt jedoch der Elektrodenabstand einen bis, einige Zentimeter und der
Voltgrafdient Zoo bis zu 400 Volt pro Zentimeter. Kaadhniumdampf und QueeksIlfberdumpf
bzw. die eingebrachten Metallmengen können bei Untersäbtigu g ihn Verhältnis t :
i bis 30 verwendet werden, wobei der Quecksillberdampf Drücke von bis 6o
Atmosphären aufweist; Rubi ium und Quecksilber im Ver!hälitnis von i : 5 bis 400,
wobei der Quecks,ilber-dampf Drücke von i,5o bis 4oo Atmosphären beträgt; Zink und
Quecksi'l'ber im Verhältnis von i : 2 bis 2o, wobei sich der Quecksi,liberd:ampf
auf Drücke von i,5o bis 2o Atmosphären stellt.