CH186087A - Elektrische Hochdruck-Metalldampflampe. - Google Patents

Description

  Elektrische     Hochdruck-Metalldampflampe.       Elektrische     Hochdruck-Metalldampflam-          pen    mit doppelter, im     Zwischenraum    entlüf  teter Gefässwandung brennen nach dem Ein  schalten zunächst als     Niederdrucklampen,     bis infolge     Aufheizung    durch den hindurch  gehenden Strom der Druck des Metall  dampfes genügend hoch geworden ist. Im       Niederdruckstadium    ist die an der Röhre lie  gende Spannung niedrig und die Stromstärke  gross, im Hochdruckstadium ist die Span  nung hoch und die Stromstärke niedrig.  



  Da diesem starken Wechsel in der Strom  stärke     bezw.    Belastung naturgemäss auch der  der Röhre vorgeschaltete Widerstand aus  gesetzt ist, so haben sich bei derartigen Lam  pen     @orsehaltwiderstände,    die aus einem ge  gen Belastungsschwankungen sehr empfind  lichen, lichtspendenden Glühdraht bestehen,  nicht einzuführen vermocht. Man verwendet  daher bei derartigen     Hochdruck-Metalldampf-          lampen    zum Beispiel ausserhalb der Lampe  befindliche     Drahtwiderstände,    insbesondere    Drosselspulen.

   Letztere brauchen jedoch  nicht für     Dauerbelastung    mit der hohen  Stromstärke des     Niederdruckstadiums    ein  gerichtet zu werden, sondern es genügt, wenn  sie der beim Hochdruckstadium eintretenden  niedrigeren Stromstärke angepasst     sind.    Wäh  rend der nur     einge    Minuten währenden Nie  derdruckperiode     tritt    nämlich, wie die Er  fahrung gezeigt hat, noch keine schädliche  Erwärmung von den gegenüber der hohen  Stromstärke des     Niederdruckstadiums    unter  dimensionierten, nur den Strom bei Hoch  druckentladung dauernd ertragenden Vor  schaltwiderständen ein.

   Durch diese     Unter-          dimensionierung    von ausserhalb der Röhre  verlegten Widerständen wird nun aber eine  erhebliche Ersparnis, bei Drosselspulen zum  Beispiel, an Kupferquerschnitt erzielt. (Ver  gleiche H.     Krefft    und E.     Summerer.    - Die  neuen     Queeksilberdampflampen    und ihre An  wendung. - "Das Licht", Band 4, 1934,  S.

   1-5, 23-26,     86-y89,    105-108.)      Ein     Nachteil    mit derart unterdimen  sionierten     Vorschaltwiderständen    betriebener  Hochdrucklampen liegt nun aber darin, dass  unter Umständen     dennoch    eine unzulässige,  Brandgefahr mit sich     bringende        Erwärmuag     der     Vorschaltwiderstände        eintritt,    und zwar       dann,    wenn     die-Lampe    nebst     Vorschaltwider-          stand    zu lange unter der starken     ,

  Strom-          belastung    des     Niederdruckstadiums    verbleibt.       Eine    der     häufigsten    Ursachen hierfür ist ein       Undiehtwerden    der äussern Gefässwand der  doppelwandigen Lampe und das damit ver  bundene     Eintreten    von Luft in den entlüfte  ten     @Gefässwandzwischenra@m,    sowie ferner  auch ein     Undichtwerden    des Innengefässes  und das     dann    erfolgende     Übertreten    von Ga  sen oder Dämpfen in den     Gefä,

  sswandzwi-          schenraum.    Die Luft     bezw.    das in den     Ge-          fässwandzwischenraum    eingetretene Gas wirkt       stark        wärmeableitend,    so dass die Lampe  sich beim Einschalten nicht auf das Hoch  druckstadium     erwärmen    lässt. Infolge des       Undichtwerdens    des     Entladungsrohres    geht  auch so     viel    Quecksilber verloren, dass kein  Hochdruck mehr zustande kommt.

   Tritt die  Luft     bezw.    das Gas während     .des,    Brennens  der Lampe in den     Zwischenraum    der beiden  Gefässwandungen, so erfolgt sofort eine  starke     Abkühlung    der Lampe und ein Fallen  des     Dampfdruckes    nebst Umschlag der  Hochdruckentladung     in    die mehr Strom  stärke erfordernde     Niederdruckentladung.     



  Zur Vermeidung dieses     Übelstandes    ist  bei der elektrischen     Hochdruck-Metalldampf-          lampe    mit doppelwandigem Lampengefäss       und        einem    ausserhalb der Lampe     befind-          lichen,    nur den Strom bei Hochdruckentla  dung     dauernd    ertragenden, also     unterdimen-          sionierten        Vorschaltwiderstand,    zum Beispiel  Drosselspule,

       erfindungsgemäss    ein bei     lin-          dichtwerden    der Lampe selbsttätig anspre  chendes     Stromabschaltorgan    vorgesehen. Letz  teres kann im oder am Aussengefäss der  Lampe angebracht sein und mannigfache       Ausbildung    erhalten; es kann sowohl auf die  mit dem     Undichtwerden    der Gefässwandun  gen     einhergehende        Änderung    des Druckes,  der     Temperatur,    der elektrischen Leitfähig-         keit    oder der Beschaffenheit der Zwischen  raumatmosphäre ansprechen.

   So.     können    zum  Beispiel bei     Druckveränderung    ansprechende  Quecksilberschalter oder bei Temperaturver  änderung ansprechende     Bimetallschalter    An  wendung finden, die in geeigneter Weise in  die Stromzuführungen der Lampe eingebaut  sind. Zweckmässig wird von einem mit Luft,  Gasen oder Dämpfen reagierenden Durch  schmelzdraht Gebrauch gemacht, da ein sol  cher, meist nur sehr kurzer Draht sich sehr  bequem und leicht innerhalb des Aussenge  fässes der Lampe in eine der .Stromzuführun  gen einbauen lässt.  



  Um bei     Temperaturschwankungen    ein  Erlöschen von     einwandigen    Quecksilber  dampflampen auszuschliessen, ist es. bekannt,  diesen     einen    Thermostat     vorzuschalten,    der  bei unzulässigen     Temperaturänderungen    zu  sätzliche Widerstände ein- oder ausschaltet  und damit eine     unzulässige    Stromaufnahme  der Lampe unterbindet.

   Auch     ist    es     bekannt,     bei     einwandigen.Quecksilberdampfgleichrich-          tern    und ähnlichen einwandigen Apparaten  eine von der Temperatur des Entladungsge  fässes und vom     Belastungsstrom    abhängige  Überlastungsschutzvorrichtung vorzusehen,  welche     entweder    einen Alarm auslöst oder  einen Reserveapparat oder Widerstand ein  schaltet oder endlich sogar den Gleichrich  ter abschaltet.

   Bei doppelwandigen Hoch  druck-Metalldampfentladungslampen tritt       diese    durch Temperaturschwankungen veran  lasste Gefahr einer unzulässigen     Überlastung     wegen der durch die doppelte Wandung be  dingten     gonstanthaltung    der Temperatur  des     Innengefässes    nicht auf, weshalb bei der  artigen Lampen der     Anbau    der bei     einwan-          digen        Quecksilberdampflampen    bekannten       Überlastungsschutzsicherung    überflüssig ist.

    Eine doppelwandige     Quecksilberdampflampe     nimmt bei eintretendem     Undichtwerden    des  Aussengefässes selbst nicht im geringsten  Schaden; sie brennt als     Niederdrucklampe     weiter.  



  Das beschriebene     Stromabschaltorgan    be  zweckt daher nicht die Lampe, sondern den      unterdimensionierten     Vorschaltwiderstand    vor  Brandgefahr zu schützen.  



  Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs  beispiel einer gemäss der Erfindung ausgebil  deten Lampe im Aufriss, teilweise im Schnitt,  dargestellt.  



  Im Innern eines entlüfteten, röhrenförmi  gen Gefässes 1 ist eine die Entladung führen  des, ebenfalls     rohrförmiges    Gefäss 2 angeord  net, das eine     Edelgasgrundfüllung    und eine       verdampfbare    Metallmenge 3, etwa aus       Quecksilber,    Kadmium, Zink, Cäsium,     Rubi-          dium    und ähnlichen     verdampfbaren    Metallen  oder Gemischen dieser Metalle in zweck  mässig dosierter Menge enthält. Dieses Innen  gefäss besitzt zwei von     Stromzuführungs-          drähten    4 getragene Hauptelektroden 5, die  durch die Entladung bis auf Glühtemperatur  geheizt werden.

   Diese Glühelektroden 5 kön  nen beliebige Ausbildung erhalten und bei  spielsweise aus     Wolframwendeln    mit einge  schobenen Stäben aus     elektronenemittieren-          den    Stoffen, etwa     Erdalkalimetalloxyden,     bestehen. Das Aussengefäss ist am untern  Ende mit einem Fussrohr 6 verschmolzen, in  dessen Quetschstelle 7 ein das     Innenrohr    2,  also die eigentliche     Entladungsröhre,    um  schliessendes Drahtgestell 8 befestigt ist.

   An  letzterem sind zwei zur Abstützung der  Innenröhre von der Aussenröhre dienende       Schraubendrahtringe    9     angebracht,    die auf  Lagerringen 10 ruhen, die auf die Röhre 2  aufgeschoben sind. In Nähe der untern     Glüh-          elektrode    5     ist    eine beliebig     ausgebildete,     etwa     stiftförmige    Hilfselektrode 11 vorge  sehen, die ganz oder auch zum Teil aus gas  absorbierenden Stoffen, beispielsweise aus  einer     Nickel-Thoriumlegierung,    bestehen  kann.

   Die     Stromzuführung    12 dieser Hilfs  elektrode steht über     einen        hochohmigen    Wi  derstand 13 mit der an die Sockelhülse 14  angeschlossenen Stromzuführung 15 in Ver  bindung, die ihrerseits über das Drahtgestell  8 mit der Stromzuführung 4 für die obere  Hauptelektrode 5     verbunden    ist.

   Die Strom  zuführung 4 der untern Hauptelektrode 5       steht    durch Zwischenschaltung einer Feder  schlaufe 16 mit der zur     Sockelbodenplatte    17    führenden     Leitung    18 in     Verbindung.    Auch  in der Stromzuführung 12 der     Hilfselektrode     11 und in der     obern    Stromzuführung 4 sind       Federschlaufen,    19     bezw.    20     eingebaut.          Ausserhalb    der     Lampe    befindet sich der Vor  schaltwiderstand,     in    diesem Falle     eine    Dros  selspule 21,

   die in eine der beiden Zuleitun  gen 22, 23 eingebaut     ist.     



  Im     obern    Teil des Aussengefässes 1 ist in  der zur     obern    Hauptelektrode führenden  Stromzuführung 4 ein     Abschaltorgan    ein  gebaut, das im dargestellten Beispiel aus  einer kurzen Wendel 24 aus     Molybdändraht     besteht. Diese bei     Undichtwerden    des     äussern     Lampengefässes durchschmelzende Wendel  wirkt     zum    Beispiel bei einer für 250 W.

    Dauerbelastung eingerichteten Quecksilber  hochdrucklampe, die mit einer dosierten  Menge Quecksilber und einigen mm     Hg     Säule Argon zur Erleichterung der Zündung  gefüllt ist, in folgender Weise:  Im Anlaufstadium beträgt die Strom  stärke 4 A, die nach     etwa    5 Minuten in  folge Erreichung des     Hochdruckstadiums     auf 2 A heruntergeht und     unter        gleichblei-          benJen        Betriebsbedingungen    so lange auf die  sem Wert bleibt, bis die Röhre abgeschaltet  ist.

   Wird das Aussenrohr jedoch vorher un  dicht, so brennt der     Molybdändraht    infolge  von Oxydation .durch, zu welchem Zwecke  er also so bemessen .sein muss, dass er sich bei  2 A mindestens auf schwacher Rotglut be  findet. Er wird dann auch durchbrennen,  wenn die Röhre schon beim Einschalten un  dicht war und der hindurchgehende Strom  4 A beträgt. Er kann aber auch so dimensio  niert sein,     .dass    er erst bei einer .dazwi  schen liegenden     Stromstärke    von     etwa    3 A  durchbrennt, falls das     Vorschaltgerät    für  diese Stromstärke ausreichend bemessen ist.

    Es ist nämlich möglich, dass die Temperatur  und damit der Dampfdruck der innern Röhre  trotz     Undichtwerdens    der äussern Gefässwand  nicht     auf    das     Niederdruckstadium    und damit  die hohe     Stromstärke        absinkt,        wenn    zum       Beispiel    die Röhre in einen die Wärme zu  sammenhaltenden Reflektor     eingebaut    ist.  Dann besteht aber auch kein Anlass, die      Röhre bei     Undichtwerden    sofort abzuschal  ten, weil das     Vorschaltgerät    noch nicht über  lastet wird.

   Die     Stromunterbrechung    erfolgt       dann;    vielmehr erst, wenn die Röhre beim  nächsten Mal     eingeschaltet    wird und nun  längere Zeit mit hoher     Stromstärke    von 4 A       brennt.     



  Der     als        Abschaltorgan    dienende Durch  schmelzdraht kann ferner aus einem bei Rot  glut stark gasabsorbierenden Metall,     wie        Zir-          konium    oder     Tantal,        bestehen.    Dadurch     wird     eine bessere Aufrechterhaltung des Vakuums  im     Gefässwandzwischenraum    der Hochdruck  röhre erreicht, was wichtig ist, da im Be  triebe die Glaswandungen leicht Gase ab  geben, welche die Wärmeisolierung herab  setzen und unter Umständen sogar, zum Bei  spiel infolge von     Nichterreichen    des vorge  sehenen     Hochdruck-Betriebszustandes,

      zu  einem Durchbrennen des Drahtes ohne     Un-          dichtwerden    der äussern oder innern Gefäss  wandung führen. Der     Durchschmelzdraht          kann    auch aus     einem    an sich nicht gasabsor  bierenden Metall bestehen     und    dann mit  einem     Überzug    aus einem gasabsorbierenden  Metall, etwa     Zirkonium,        Tantal,        Magnesium     oder Barium, versehen werden.

   Gegebenen  falls     kann    ein derartiger Überzug auch unter       Zwischenschaltung    einer Isolierschicht oder  einer Isolierröhre auf dem     Durchschmelz-          draht    angebracht werden.  



  Da von dem das     Abschaltorgan    bildenden       Durchschmelzdraht    im     Anlaufstadium    der  Lampe eine merkliche     Wärmemenge    abge  strahlt     wird,    kann der Draht mit Vorteil in  Nähe eines zu beheizenden Teils der     innern     Gefässwandung, und zwar vorzugsweise in  dichter Nähe des     obern    Rohrendes und etwa  eines am     obern    Rohrende     angebrachten        Ent-          lüftungsstutzens    25 angebracht werden,

   weil  sich dort am leichtesten eine für die Röhre       ungünstige    Abkühlungszone     ausbildet.     



  Das innere Lampengefäss und auch das       Umschliessungsgefäss    können beliebige Aus  bildung erhalten und beispielsweise auch ku  gelförmig oder birnenförmig gestaltet wer  den. Die Glühelektroden können gegebenen  falls auch fremd geheizt und die Lampe    kann ferner auch     zweisockelig        ausgebildet     werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Elektrische Hochdruck-Metalldampflampe mit doppelwandigem Lampengefäss und einem ausserhalb der Lampe befindlichen, nur den Strom bei Hochdruckentladung dau ernd ertragenden Vorschaltwiderstand, ge kennzeichnet durch ein bei Undichtwerden der Lampe selbsttätig ansprechendes Strom abschaltorgan. UN TERANSPRüCHE 1. ElektrischeHochdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das StromabschaItorgan aus einem bei Druckveränderung selbsttätig ansprechenden Quecksilberschalter be steht.

   2. ElektrischeRochdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das Stromabschaltorgan aus einem bei Temperaturveränderung an sprechenden Bimetallschalter besteht. 3. ElektrischeHochdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das Stromabschaltorgan aus einem mit Luft reagierenden Durch- schmelzdraht besteht.

   4. ElektrischeHochdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das Stromabschaltorgan aus einem mit Gasen reagierenden Durch schmelzdraht besteht. 5. ElektrischeHochdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das Stromabschaltorgan aus einem mit Dämpfen reagierenden Durch schmelzdraht besteht. 6. ElektrischeHochdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das Stromabschaltorgan im Aussengefäss der Lampe untergebracht ist.

   7. ElektrischeHochdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das Stromabschaltorgan am Aussengefäss der Lampe angebracht ist. B. ElektrischeHochdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromabschaltorgan aus einem in der einen Stromzuführung eingebautenDurch- schmelzdraht aus einem bei Rotglut gas absorbierenden Metall besteht.

   9. ElektrischeHochdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch und Unteransprü chen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, da.ss der Durchschmelzdraht aus Zirko- nium besteht. 10. ElektrischeHochdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch und Unteransprü chen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchschmelzdraht aus Tautal besteht.

   11. ElektrischeHochdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromabschaltorgan aus einem Durch schmelzdraht besteht, der einen Überzug aus einem gasabsorbierenden Metall be sitzt. 12. ElektrischeIAoehdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch und U nteransprü- chen 6 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug des Durchschmelz- drahtes aus Zirkonium besteht.

   13. ElektrischeHochdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch und Unteransprü chen 6 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug des Durchschmelzdrah- tes aus Tautal besteht. 14. ElektrischeHochdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch und Unteransprü chen 6 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug des Durchschmelzdrah- tes aus Magnesium besteht.

   15. ElektrischeHochdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch und Unteransprü ehen 6 und 11; dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug des Durchschmelzdrah- tes aus Barium besteht. 16. ElektrischeHochdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch und Unteransprü chen 6 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem Durchschmelz- draht und dem gasabsorbierenden Metall überzug eine Isolierschicht befindet.

   17. ElektrischeHochdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromabschaltorgan aus einem Abschmelz- draht besteht, der in solcher Nähe eines Teils des innern Gefässes der Lampe an gebracht ist, dass er diesen Teil beheizen kann. 18. ElektrischeHochdruck-Metalldampflampe nach Patentanspruch und Unteransprü chen 6 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschmelzdraht sich in Nähe eines Rohrendes des innern Gefässes be findet.