DE683437C - Elektrische Hochdruckquecksilberdampflampe mit Quarzentladungskapillare - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Hochdruckquecksilberdampflampen mit aus Quarz bestehender Entladungskapillarröhre von höchstens 4 mm lichter Weite, deren Endteile Quecksilber enthalten, aus dem die Glühelektroden hervorragen, die von den Stromzuführungen in der axialen Lage gehalten werden. Der die Stromzuführung und den rückwärtigen Teil der Glühelektrode umgebende Quecksilberflüssigkeitsmantel bewirkt unter anderem eine hervorragend gute Wärmeableitung von den heißen Kopfteilen der Glühelektroden, die bei den hohen Betriebsdampfdrücken von etwa 5 bis 100 Atm.

und darüber durch den Lichtbogen ungemein kräftig aufgeheizt werden.

Es hat sich gezeigt, daß bei diesen Hochdruckkapillarlampen vielfach nach kurzer Betriebszeit ein Bruch der Kapillarröhre des-

ao wegen auftritt, weil die vom Stromzuführungsdraht frei getragene Glühelektrode nicht genau in der Röhrenachse steht, entweder wegen ungenauer Herstellung der Lampe oder infolge einer geringen Verbiegung des dünnen Einschmelz- und Stromzuführungsdrahtes. Bei dem geringen Durchmesser des Kapillarraumes kann schon eine Seitenverschiebung der Glühelektrode um Bruchteile eines Millimeters den glühenden Kopfteil der Elektrode in Berührung mit der Kapillarwandung brin- 3<> gen oder bereits so stark dieser annähern, daß die Kapillare infolge der starken örtlichen Überhitzung frühzeitig zerstört wird.

Der Versuch, die Glühelektrode durch Kürzung des sie haltenden Stromzuführungsdrahtes näher an die Rückwand heranzurücken und damit den Hebelarm des Stromzuführungsdrahtes zu verkürzen, führt deswegen meist nicht zum Erfolg, weil dadurch auch die für die Wärmeableitung maßgebende

Wärmeübergangsfläche vom Quecksilber: Z¹Ur Kapillarwandung allzusehr verkleinert wird und insbesondere die Einschmelzstelle im Betrieb der Lampe unzulässig hohe Temper^-; türen annimmt. -■.

Eine Verstärkung des Stromzuführung^-;, drahtes vermindert zwar die Gefahr, daß sich der Stromzuführungsdraht seitlich verbiegt, bietet jedoch keinen Schutz gegen eine exzenirische Lagerung der Glühelekt-rode durch ungenaue Herstellung. Außerdem ist eine vakuumdichte Einschmelzung eines dickeren Drahtes in das Quarzgefäß wesentlich schwieriger durchzuführen. ' Ein weiterer Nachteil der. bisher bekanntgewordenen Kapillarlampen mit Quecksilbersumpf liegt darin, daß bei 'diesen der Innendurchmesser des Elektrodengefäßes nicht größer als höchstens etwa 2 mm gemacht so werden kann, und zwar deswegen, weil dann die Adhäsionswirkun'g; -der Kapillare; nicht mehr groß genug ist, um beim Transport der Lampe und bei allen Betriebsstellungen. des-Lampengefäßes mit Sicherheit zu vermeiden, daß flüssiges Quecksilber in den eigentlichen Entladungsraum vordringt. Schon bei einem Innendurchmesser des Elektrodengefäßes von 2 mm hat sich gezeigt, daß vielfach deswegen Zündschwierigkeiten auftreten, ja sogar die. Lampen oft völlig -Versagen, weil feine Quecksilber tropf eben in die enge Entladungskapillare gelängt sirfd "und 'diese verstopfen. An sich, wäre aus verschiedenen Gründen ein Quecksilbersumpf von mehr als 2 mm Durchmesser von Vorteil, beispielsweise weil dann auch bei einem verhältnismäßig kurzen Quecksilbersumpf eine große, für die Wärmeableitung maßgebende Quecksilberoberfläche erhalten wird und weil 'dann auch bei größeren Durchmessern der eigentlichen Entladungskapillare das Polgefäß 'die 'gleiche Weite wie das -Entladungsgefäß aufweisen kann; man also 'bei der Herstellung" von eirierri Quarzrohr gleichmäßiger Weite aus-'. gehen kann.

Beider nach der Erfindung ausgebildeten Hochdruckquecksilberdampflampe wird sowohl eine betriebssichere, bei der Herstellung der Lampe einfach zu erreichende, genaue Einstellung der Elektrodenkopf teile in der Kapillarrohrachse auch bei verhältnismäßig großen Abständen der Glühelektroden von der Einschmelzstelle und bei Verwendung von dünnen Stromzuführungs- und Einschmelzdrahten erzielt als auch ein sicheres Zurückhalten des Quecksilbers im. Polgefäß sogar bei lichten Weiten von 3 und 4 mm dadurch, erreicht, daß hinter dem glühenden Kopfteil der Elektrode ein an der Innenwandung der Kapillare rundherurq, anliegender hitzebeständiger Körper angeordnet ist, der die Elektrode in der axialen Stellung festlegt und das flüssige-Quecksilber im Endteil der Kapillare zurückhält.

vyBei einer nach der Erfindung ausgebil-.det|n Kapillarlampe ergibt sich, des weiteren ^!^Vorteilhafter Weise eine gewisse Abschirmung des Quecksilber sumpf es gegenüber der außerordentlich, kräftigen Hitzeentwicklung des Hochdrucklichtbogens, so daß im Be- -trieb· die Lampe beim-Auftreten von Spannungsschwahkungen und Stromstößen kurzzeitig mit untersättigter Dampffüllung brennt und -.sich demgemäß die kurzzeitigen Stromünd Spannungsstöße nicht sofort auf den Druck der Dampffüllung auswirken können. Ein solcher hitzebeständiger Körper kann beispielsweise aus einer in den Endteil der Kapillare eingeschobenen Hülse bestehen, die den hinteren Teil der Elektrode und zweckmäßig auch, die die Elektrode tragende Stromzuführung umschließt. Der hitzebeständige Körper kann ferner an der Stromzuführung oder an der Elektrode oder an der Innenwandung der Kapillare angebracht sein und gegebenenfalls mit ,dieser aus einem Stück bestehen.- So kann beispielsweise eine kegelfÖrmig gewickelte Drahtwendelelektrode Verwendung finden, deren rückwärtige, erweiterte Windungen, die unter der Kühlwirkung des Quecksilbers stehen, sich an die .Innenwandung der Kapillare anlegen.

Man hat zwar bei Entladungslampen schon verschiedentlich Elektrodenabstützungen, insbesondere radiale Spreizdrähte, vorgesehen, aber nicht bei Kapillarlampen mit quecksilbergefüllten Endteilen und nicht mit den durch die besondere Anordnung nach der Erfindung erzielten Wirkungen, die in der Zurückhältung und Abschirmung des Quecksilbers bestehen.

Auf der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiele zwei Endteile von nach, der Erfindung ausgebildeten Hochdruckquecksilberdampflampen im Schnitt und stark vergrößert dargestellt.

Beide in den Abb. 1 und 2 teilweise dargestellten Hochdruckquecksilberdampflampen besitzen eine aus Quarzglas oder einem quarzähnlichen Glase bestehende Entladungskapillare 1 mit einem Innendurchmesser und einer Wandstärke von · etwa 2 mm. In die Quarzkapillare ist der Stromzuführungsdraht 2 eingeschmolzen, der die Glühelektrode 3 von üblicher Bauart trägt,, die vorzugsweise aus einer mit aktivierenden Stoffen, meist Erdalkalimetallen oder deren Verbindungen, versehenen Wolframdrahtwendel besteht. Der Abstand der Glühelektrode 3 von der Rückwand, der bei. der Herstellung der Lampe durch mehr oder weniger weites Zuschmelzen der Kapillare 1 nach Bedarf eingestellt wer-

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den kann, beträgt beispielsweise 13 mm, der Abstand der Glühelektroden voneinander, also die Länge des Lichtbogens, etwa 30 mm. Da die Lampen für hohe Belastungen bestimmt sind, beispielsweise etwa 1000 Watt bei 700 Volt und 1,5 Amp. aufnehmen sollen, s'ind' sie ferner in an sich bekannter Weise niit einer auf der "Zeichnung nicht dargestellten Kühlvorrichtung versehen, die zweckmäßig so ausgebildet ist, daß sich die ganze Kapillarrohre in einem Kühlwasserstrom befindet. Die Lampen enthalten eine übliche Zündgasgrundfüllung und eine gewisse Menge Quecksilber 4, dessen im Betrieb nicht verdampfender Überschuß in der Kapillare 1 hinter den Glühele'ktroden 3 verbleibt. Dem Quecksilber 4 können gegebenenfalls auch irgendwelche geeignete Stoffe, beispielsweise solche, die das Spektrum des Lichtbogens ergänzen, beigefügt sein.

Bei der in Abb. 1 dargestellten, etwa 0,2 g Quecksilber enthaltenden Hochdrucklampe ist zur genauen Festlegung der Glühelektrode 3 und zum Zurückhalten des Quecksilbers 4 im Polgefäß über' den aus Molybdän bestehenden, etwa o, 5 mm starken Stromzuf ührungsdraht 2 eine dünnwandige Quarzhülse 5 geschoben, deren rückwärtiger Endteil beim Zuschmelzen der Kapillare 1 mit eingeschmolzen wurde. Die Quarzhülse 5 erstreckt sich bis über den rückwärtigen Teil der etwa 2 mm langen Glühelektrodenwendel 3, deren Kopfteil etwa o, 5 bis 1 mm aus der Quarzhülse 5 hervorragt.

Bei der in Abb. 2 dargestellten, etwa 0,67 g Quecksilber enthaltenden Hochdrucklampe dient zur Festlegung der Glühelektrode 3 und zum Zurückhalten des Quecksilbers 4 im Polgefäß· eine eng gewickelte, etwa 5 mm lange Wendel 6 mit einem Innendurchmesser von etwa 1,25 mm, die aus einem Wolframdraht von etwa 0,2 mm Dicke besteht und den rückwärtigen Teil der Glühelektrode 3 umschließt und damit seine axiale Lage sicherstellt. Um eine Längsverschiebung der Wolframdrahtwendel 6 zu verhindern, kann sie so gewickelt sein, daß sich eine oder mehrere Windungen 7 durch eigene Federwirkung an die Innenwandung der Kapillarrohre ι anpressen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 ist eine Glühelektrode von etwa 2,5 bis 3 mm Länge und eine Stromzuführung aus Molybdändraht von 0,7 mm Dicke verwendet.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι. Elektrische Hochdruckquecksilberdampflampe mit Quarzentladungskapillare von höchstens 4 mm Innendurchmesser, deren Endteile Quecksilber enthalten, aus dem die Glühelektroden hervorragen, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem glühenden Kopfteil der Elektrode ein an der Innenwandung der Kapillare rundherum anliegender hitzebeständiger Körper angeordnet ist, der die Elektrode in der axialen Stellung festlegt und das flüssige Quecksilber im Endteil der Kapillare zurückhält.
2. 2. Hochdruckdampflampe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der hitzebeständige Körper aus einer in den-Endteil der Kapillare eingeschobenen Hülse besteht, die den hinteren Teil der Elektrode und zweckmäßig auch den die Elektrode tragenden Stromzuführungsdraht umschließt.
3. 3. Hochdruckdampf lampe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der hitzebeständige Körper an der Stromzuführung bzw. an der Elektrode angebracht ist.
4. 4. Hochdruckdampflampe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der hitzebeständige Körper an der Innenwandung der Kapillare angebracht ist und zweckmäßig mit dieser aus einem Stück besteht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen