CH174805A - Gas- und/oder Dampfentladungsröhre mit einer oder mehreren Elektroden, die sich im Betriebe auf hoher Temperatur befinden. - Google Patents

Description

  Gas- und/oder     Dampfentladnngsröhre    mit einer oder mehreren     Elektroden,     die sich im Betriebe auf hoher Temperatur befinden.    Die Erfindung bezieht .sich auf Gas  und/oder     Dampfentladungsröhren,    deren Elek  troden sich im Betriebe auf hoher Tempe  ratur befinden, insbesondere Strahlungs  röhren, die mit einer solchen     Wattbelastung     betrieben werden,     @dass    die Entladung als  Hochdruckentladung vor sich geht.

   Solche  Röhren werden zum Beispiel mit einer Edel  gasfüllung und einem Zusatz eines verdampf-'  baren     14letalles,    zum Beispiel     Quecksilber,     versehen und mit     aktivierten,    vorzugsweise  durch die Entladung selbst aufgeheizten  Glühkathoden ausgerüstet.  



  Bei solchen Röhren gehen von den Elek  troden     durch    Strahlung und Leitung erheb  liche Wärmemengen aus, die auf die Wan  dung der Röhre belangen und, insbesondere  wenn die Wandung aus einem nicht sehr  hoch schmelzenden Material, zum Beispiel       Ultraviolettglas    oder     Phosphatglas,    besteht,  zum Einziehen der Glaswand infolge Er-         weiehens    des Glases führen, oder die Röhren  wandung infolge der in der Wandung auf  tretenden krassen     Temperaturunterschiede     zerspringen lassen.  



  Ferner zeigt sich bei solchen Röhren im  Laufe des Betriebes ein mehr oder weniger  starker Beschlag auf der Innenwandung, der       von    der     Zerstäubung    der Elektroden her  rührt. Dieser Beschlag     wirkt    einerseits als       Absorbenz    des Füllgases und setzt anderseits  die Strahlendurchlässigkeit der Röhrenwan  dung in unerwünschter Weise herab.  



  Zur Vermeidung dieser Nachteile sind  erfindungsgemäss die während des Betriebes  auf hoher Temperatur befindlichen Elektro  den von einem metallischen Schutzmantel  umgeben, der von der Elektrode isoliert an  geordnet ist und keine     besondere        Einführung     besitzt. Der Schutzmantel nimmt also beim  Betrieb der Röhre das     Potential    der betref  fenden Raumstelle an, ohne an der Strom-           leitung    und     damit    an der Entladung     teilzu-          l@aben.    Eine     Zerstäubung    des Schutzmantels  oder ein     Ansetzen    der Entladung an ihm ist  damit unterbunden.  



  Die Erfindung soll anhand der Zeich  nung, die verschiedene     Ausführungsbeispiele     veranschaulicht, näher erläutert werden.  



  In der Zeichnung bedeutet W die Wand  eines Entladungsgefässes, von dem nur der  eine, die Elektrode E enthaltende Teil     dar-.     gestellt ist. Das Entladungsgefäss kann zum  Beispiel als     langgestrecktes    zylindrisches  Rohr ausgebildet sein und besitzt zweck  mässigerweise eine zweite gleichartige, in der  Zeichnung nicht .dargestellte Elektrode E am  entgegengesetzten Ende des Rohres, so dass  die Röhre auch mit Wechselstrom betrieben  werden kann.

   Das Entladungsgefäss enthält       zweckmässigerweise    ein die Zündung erleich  terndes Füllgas, zum Beispiel Argon, von  einigen Millimetern Druck, und gegebenen  falls noch einen auf der Wandung der Röhre  angebrachten, mit den Elektroden verbun  denen und in der Nähe der Kathode unter  brochenen Zündstreifen, so dass bei     Anschluss     der Röhre an die übliche Netzspannung die  Röhre bereits zündet. Ferner enthält die  Röhre ein     verdampfbares    Metall, zum Bei  spiel Quecksilber oder Kadmium.

   Die Menge  des     verdampfbaren        Metalles    wird dabei mit  Vorteil so gering bemessen, dass währenddes  Betriebes der Röhre als     Hochdruckentla-          dungsröhre    alles     verdampfbare    Metall ver  dampft ist.  



  Die Wand W des Gefässes besteht aus  einem für die gewünschte     Strahlung        durch-.     lässigen Glas, zum Beispiel bei einer Röhre,  die vor allem ultraviolette Strahlen aus  senden soll, aus     ultraviolettem    Glas oder       Phosphatglas.    Die Elektrode E ist     vorzugs-          -#"ceise        als    aktivierte Elektrode     ausgebildet.     das heisst mit einem     starkelektronenemittie-          renden    Material, zum Beispiel     Bariumogyd,     versehen, das auf einen Trägerkörper aus  genügend hochschmelzendem Metall, zum  Beispiel Nickel,

   angebracht ist. Der Träger  körper kann zum Beispiel die in der Zeich  nung dargestellte Topfform     besitzen,    bei .der    zwei oder mehrere ineinander geschachtelte  Näpfe vorgesehen sind, zwischen denen sich  das     elektronenemittierende    Material befindet.  Diese Form besitzt besondere Vorteile, wenn  es sich um eine Röhre handelt, bei der die  Elektroden .durch die Entladung selbst auf  geheizt werden. Es setzt alsdann die bei  der Zündung der Lampe anfänglich vorhan  dene Glimmentladung an dem scharfen Rand  R der     Elektrode    E besonders leicht an und  ruft hier eine so starke Erhitzung hervor,       ,dass    in kurzer Zeit ein     Übergang    in die  Bogenentladung stattfindet.

   Während des  Betriebes der Röhre wird aus dem Zwischen  raum der ineinander geschachtelten Näpfe  stets die genügende Menge elektronenemittie  render     Substanz    nachgeliefert, so dass die  Röhre eine lange Lebensdauer besitzt. Die  Elektrode E braucht im Falle der Ruf  heizung durch die Entladung nur mit einer  einzigen Stromdurchführung versehen zu  werden. Statt der ineinander geschachtelten  Näpfe kann für die Elektrode E mit glei  chem oder annähernd gleichem Erfolg auch  ein mit aktivem Material überzogenes     Draht-          oder    Bandgeflecht benutzt werden, das ein  zelne Vorsprünge und Zacken aufweist, an  denen die Entladung ansetzen kann und in  deren Hohlräumen das emittierende Material  als Vorrat vorhanden ist.  



  Beim Betrieb der Röhre setzt nun die  Entladung vorwiegend in einem eng begrenz  ten Bereich der Elektrode an, nämlich in  demjenigen Bereich, der die     günstigsten    Ent  ladungsbedingungen besitzt. In den dar  gestellten Beispielen ist dies der obere Rand  der Elektrode E. Dieser Teil der Kathode  ist infolgedessen der heisseste und gibt an  dem ihm zunächst liegenden Teil der Glas  wand durch Strahlung und Leitung ,die       stärkste    Wärme ab, so dass dieser Teil der       Brandung    eine starke lokale Temperatur  erhöhung erfährt. die häufig zum     Springen     des Gefässes oder infolge des Niederdruckes       im    Innern der Röhre zum Eindrücken .der  Glaswand beim Erweichen des Glases führt.  



  Ferner findet im Betriebe der Röhre je  nach der Beschaffenheit des Elektroden-           materials    und der     Elektrodentemperatur    eine       riiehr    oder minder starke Verdampfung und       Zerstäubung    von der Elektrode E her statt,  durch die ein Beschlag erzeugt wird, der die  Ausstrahlung der Röhre behindert.  



  Die Elektrode E ist nun von einem     meta.l-          lischen    Schutzmantel     (:11)    umgeben. Wie in       Abb.l.    dargestellt ist, kann dieser Schutz  inantel zylindrische Gestalt besitzen. Seine       UTirkizngsweise    kann so erklärt werden, dass  durch ihn die von dem Rande R, der  Elektrode E ausgehende, stark zusammen  gedrängte Wärmemenge über eine grosse  Fläche verteilt wird, so dass eine extreme  Wärmebelastung einzelner Teile der Röhren  wand nicht mehr vorhanden ist.  



  Durch diesen Schutzmantel wird gleich  zeitig auch eine Bestäubung der Wandung  der Röhre durch zerstäubendes oder ver  dampfendes Kathodenmaterial vermieden.  Damit ein genügender     Bestäubungsschutz    der       Cla:swand    erreicht wird, ist, wie in     Abb.l     dargestellt, der Schutzzylinder M so aus  gebildet und in bezug auf die Elektrode E  angeordnet, dass die Elektrode und besonders  die Ansatzstellen der Entladung von dem  Schutzmantel eng umschlossen werden, und       der    Schutzmantel auf beiden Seiten der Elek  trode genügend weit über die Elektrode hin  ausragt, insbesondere nach der nach der Ent  ladungsbahn zu gelegenen Seite.  



  Dies ist auch mit Rücksicht auf den ther  mischen Schutz der Röhrenwandung an  gebracht; denn wie die Messungen an     Q;ueck-          silberbogenentladungsröhren    gezeigt haben,  erstreckt sieh das Temperaturmaximum noch  bis über 5 mm vor die Elektrode. Durch eine  Temperaturmessung mittelst     Thermoelement     an der äussern Röhrenwandung kann fest  gestellt werden, wie weit man in jedem Falle  über die Elektrode hinausgehen mass.  



  Die Wirkung des Schutzzylinders kann  noch verbessert werden, wenn, wie in     Abb.    2  dargestellt, der Zylinder nach der Ent  ladungsbahn zu durch einen mit einer     Off-          nun-    O versehenen Deckel abgedeckt wird.  Die     Offnung    soll gross genug sein, so     dass    die  Entladung nicht wesentlich durch den Deckel    behindert wird.

   Anderseits aber soll der  Deckel so weit übergreifen,     .dass    die von den       Ansatzpunkten    der Entladung, also dem  Rande     R,    in     Richtung    auf .die andere Elek  trode ausgehenden Strahlen, die durch die  punktierten Linien P angedeutet     sind,    ab  gefangen werden. Diese Bedingungen lassen  sich bei der angegebenen Anordnung ohne  weiteres einhalten. Es zeigt sich, dass dann  eine Bestäubung der Glaswand nur in sehr  geringem Masse auftritt, so dass sie praktisch  zu vernachlässigen ist.  



  Eine ähnliche vorteilhafte Wirkung, wie  durch die Anordnung nach     Abb.    2, lässt sich  auch durch die Anordnung nach     Abb.    3 er  reichen, bei der der Schutzmantel als Kegel  stumpf ausgebildet ist, wodurch seine Her  stellung vereinfacht wird.  



  Für den Betrieb der Röhre ist es wichtig,       d.ass    der Schutzmantel gut entgast werden  kann. Zu dem Zweck ist es angebracht, den  Abstand des Schutzmantels von der Elek  trode an mindestens einer Stelle geringer als  5 mm zu halten. Alsdann tritt bei einer vor  übergehenden Steigerung der Belastung der  Röhre über den normalen Betriebswert hinaus  eine genügende Erhitzung des Schutzmantels  bis zum Glühen ein, so dass er     vollständig    ent  gast werden kann.

   Diese Art der Erhitzung  des Mantels zum Zwecke der Entgasung ist  weit günstiger als     etwa    die Erhitzung des  Schutzmantels durch eine Entladung zwi  schen der Elektrode und dem     Schutzmantel     selbst, da hierdurch leicht eine unerwünschte       Zerstäubung    des Schutzmantels und damit.  ein Beschlag der Glaswand eintritt.  



  Für die Befestigung des     Schutzmantels     stehen verschiedene Möglichkeiten zur Ver  fügung. Als besonders einfach und zweck  mässig hat sich erwiesen     (Abb.    1     bis    3), die  Haltedrähte des     Schutzmantels    mit dem  Haltedraht der Hauptelektrode durch eine  Glasperle G zu verbinden und dann diesen       Gesamtelektrodenaufbau    einzuschmelzen. Der  Schutzmantel kann auch an .der innern Glas  wand selbst verschmolzen werden, wie es       Abb.    4 zeigt.

        Die erfindungsgemässe Anordnung eines       Sehutzmantels    lässt sich auch bei Entladungs  gefässen anwenden, die aus Quarz bestehen,  wobei in erster Linie die     vorteilhafte    Wir  hang der Anordnung als     Bestäubungsschutz     eine Rolle spielt, jedoch der Schutzmantel  auch günstig auf die     Temperaturverteilung     längs der Röhrenwandung     wirkt.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Gas- und/oder Dampfentladungsröhre mit einer oder mehreren Elektroden, die sich im Betrieb auf hoher Temperatur befinden, ins besondere Bestrahlungsröhren mit Gas- und Metalldampffüllung und Hochdruckbogen entladung, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Elektroden innerhalb der Röhre von einem Metallmantel umgeben ist, der elek trisch isoliert von der Elektrode angebracht ist und keine besondere Einführung besitzt. UNTERANSPRüCHE 1.

   Entladungsröhre nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Elektrode derart im Innern des Metallmantels an geordnet ist, dass die von ihr ausgehende Wärme besonders an den Stellen von dem Metallmantel aufgenommen wird, die der Glaswand am nächsten liegen und an denen eine besonders hohe Temperatur er zeugt wird. 2. Entladungsröhre nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Metall- mantel derartig ausgebildet und in bezog auf die Elektrode angeordnet ist, dass die von dem Ansatzpunkt der Entladung an der Elektrode in Richtung auf die andere Elektrode hin ausgehenden Strahlen von dem Schutzmantel abgefangen werden. 3.

   Entladungsröhre nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Metall mantel kegelstumpfförmig ausgebildet ist. 4. Entladungsröhre nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Elektrode und Metallmantel an mindestens einer Stelle weniger als 5 mm beträgt. 5. Entladungsrölire nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Metall mantel gesondert von der Elektrode ein geschmolzen ist. 6. Entladungsröhre nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Metall mantel im Innern des Entladungsrohres mittelst einer Glasperle an dem Zufüh rungsdraht der Hauptelektrode aber iso liert von dieser befestigt ist.

   'l. Entladungsröhre nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Metall mantel durch Verschmelzen an der Innen wand des Rohres befestigt ist.