Elektrische gasgefüllte Glühlampe. Um die Verdampfung des Glühfadenma.- terials wesentlich herabzusetzen, werden Glühlampen bekanntlich mit einem indiffe renten Gas gefüllt. Das Gas an sich ist aber hinsichtlich der Wärmeableitung schädlich. Man ist daher bestrebt, ein Gas zu wählen, das der Verdampfung des Leuchtkörperma- terials am meisten vorbeugt, die Wärme aber am wenigsten ableitet.
Als indifferente Gase stehen Stickstoff und die sogenannten Edelgase wie Argon, Krypton und Xenon zur Verfügung. Man stellte schon fest, dass Argon weniger wärme leitend ist als Stickstoff, und dass Krypton und Xenon dem Argongas in dieser Hinsicht noch überlegen sind. Auch die Verdamp- fungsgeschwindigkeit des Wolframs ist bei. Verwendung des Argons geringer als bei Stickstoff.
Anderseits muss die elektrische Durch schlagfestigkeit dieser Gase berücksichtigt werden. Bei Argon ist die Sicherheit gegen Durchschlaggefahr nicht sehr gross. Durch schlag findet bekanntlich meistens zuerst zwischen den Enden eines durchgebrannten Glühfadens und dann zwischen den Poldräh ten der Lampe statt. Letztere Erscheinung ist sehr schädlich und führt zu Kurzschluss und zum Durchschlagen der Schmelzsiche rungen.
Reines Argon lässt sich daher, wie sehr es übrigens in Hinsicht auf die wärme leitenden Eigenschaften und die Verdamp- fungsverhinderung geeignet wäre, als Glüh lampenfüllung im allgemeinen nicht verwen den. Man vermischt es demzufolge mit Stick stoff, das eine sehr gute Durchschlagfestig keit aufweist.
Man hat festgestellt, dass die Durch- scUlagspannung von mit reinem Krypton und Xenon gefüllten Lampen unter vergleichba ren Umständen grösser ist, als die der mit reinem Argon gefüllten Lampen; jedoch ist der Unterschied nicht so gross, dass reines Krypton oder Xenon brauchbar wäre für die Füllung von für verhältnismässig grosse Spannung (110 Volt und höher) bestimmten Lampen.
Zweck der Erfindung ist nun, Mittel an zugeben, die es ermöglichen, wirtschaftliche, allen Anforderungen hinsichtlich der obenge nannten Eigenschaften entsprechende Glüh lampen mit einer zur Hauptsache aus Kryp ton oder Xenon bestehenden Gasfüllung her zustellen.
Erfindungsgemäss sind bei der Füllung der Lampe dem Krypton oder Xenon minde stens 10 % und höchstens 3,0@% Stickstoff zu gesetzt.
Eingehende Versuche haben gezeigt, dass die Durchschlagspannung einer zur Haupt sache mit Krypton oder Xenongas gefüllten Lampe erst genügend hoch liegt, wenn dem Krypton mindestens 10-1/110 Stickstoff zuge setzt werden.
Der Stickstoffzusatz soll an derseits aber auch nicht grösser als 30% sein, weil sonst die Wärmeleitung relativ zu gross wird. Auch zeigt sich, dass die Verdamp- fungsgeschwindigkeit des Glühfadenmate- rials bei der erfindungsgemässen Lampe ge ringer ist, als zum Beispiel bei einer mit Ar gon oder mit einer Argonstickstoffmischung gefüllten Lampe.
Weil die Wärmeableitung bei der erfin dungsgemässen Lampe mit einer bestimmten Wattgrösse und die verdampfte Quantität an Glühfadenmaterial beim Durchbrennen des Glühfadens geringer ist, als bei Lampen mit den üblichen Gasfüllungen, kann der Glaskolben im Vergleich zu den für eine be stimmte Wattzahl üblichen Kolben kleiner werden.
Bei einer Ausführung der Prfindungsge- mässen Lampe beträgt der Fülldruck des Ga ses mindestens 2:5 cm Quecksilbersäule.
Man hat gefunden, dass der Fülldruck der erfindungsgemässen Lampe bei gleichen Durchschlagspannungsverhältnissen im Ver gleich zu den üblichen Lampen bedeutend niedriger, als bei den bekannten Lampen, sein kann.
Bei den bekannten Lampen mit einem Argonstickstoffgemisch als Füllung kann man mit dem Fülldruck im allgemeinen nicht weit unter 45 cm Quecksilbersäule herunter gehen, besonders nicht, wenn die Betriebe spannung 110 Volt beträgt oder noch höher liegt.
Der grosse Vorteil dieser Ausführungs art besteht darin, dass die Lampen nicht nur durch die mögliche Verkleinerung des Kol bens, sondern auch durch den niedrigen Fülldruck weniger Gas enthalten als die üb lichen Lampentypen; ein Vorteil, der, weil die Gase Krypton und Xenon verhältnismä ssig teuer sind, sehr beachtlich ist.
In der Zeichnung sind anhand von gra phischen Kurven, die die mit einer erfin dungsgemässen Lampe gegenüber den be kannten Lampen erreichbaren günstigen Wirkungen veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt das Verhältnis zwischen Durchschlagspannung und Prozentsatz au Stickstoff im Gasgemisch. graphisch aufge tragen, einerseits für eine Lampe mit einer Füllung aus einem gryptonstickstoffgemisch und anderseits für eine Lampe mit einem Ar gonstickstoffgemisch als Füllung.
Die Kurve für Xenonstickstoff sieht der Kurve für Kryptonstickstoff ähnlich.
Fig. 2 zeigt, wie sich Durchschlagspan nung und Fülldruck bei diesen zwei Lam pensorten verhalten.
Die graphische Darstellung sind das Er gebnis einer Reihe von an einer bestimmten Versuchsanordnung vorgenommenen, einge henden Versuchen.
Die Kurven nach F'ig. 1 sind für Lampen mit einem Fülldruck von 57,5 cm aufge zeichnet.
Man sieht nun in der Fig. 1, dass bei einem Prozentsatz von 10% die Durchschlag- spannung für Kryptonstickstoff bedeutend höher liegt, als für Argonstickstoff, und zwar ungefähr so hoch, als für eine Lampe mit einer Füllung aus Argon, dem 14 Stickstoff zugesetzt ist. Dieser Prozentsatz von 10, 9,0 muss aber wohl als Minimalgrenze angenommen werden, weil sonst die Durch schlagspannung zu stark herabsinkt.
Die gestrichelte Kurve in der Fig. 2 gilt für eine Argonstickstoffüllung mit 12i% N im Gemisch.
Die ausgezogene Kurve gilt für Krypton, dem 20% N 2 zugesetzt ist.
Man ersieht nun, dass bei einem Füll druck von 30 cm Quecksilbersäule die Kryp- tonstickstoffüllung die gleiche Durchschlag spannung aufweist, wie Argonstickstoff bei einem viel höheren Fülldruck (nämlich von etwa 45 cm).