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Elektrische Lampe mit beim Betriebe entwickelter dletalldampffüllung,
Die Erfindung betrifft eine elektrische Lampe mit beim Betriebe entwickelter Metalldampffüllung und besteht im wesentlichen darin, dass der Dampfdruck des in der Lampengloeke beim Betriebe ent- wickelten Metalldampfes, zweckmässig Alkalimetalldampfes, durch entsprechende Einstellung der Temperatur innerhalb einer Wertgrenze gehalten wird, bei welcher zwischen stromgespeisten Elektroden durch Ionisierung des Dampfes (untere Grenze des Dampfdruckes) eine Dampfentladung mit stabiler
Charakteristik eintritt, so dass es nicht zur Bildung eines Lichtbogens kommt (obere Grenze des Dampf- druckes).
Wird beispielsweise ein in der Glocke entwickelter AlkaIimetalMampf, zweckmässig Natrium- dampf, durch Innehaltung einer Temperatur von 200 bis 300 C auf einem Druck von weniger als etwa
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der üblichen Netzspannungen, also von 110 bis 220 Volt, und bei Stromstärken von etwa 100 Milliampere und darüber, den die Glocke ausfüllenden, entwickelten Alkalimetalldampf unter Vermeidung einer Bogenentladung zum hellen Leuchten zu bringen. Durch die Entladung wird eine Zerstörung der Kathoden nicht hervorgerufen, dagegen eine hohe Leuchtwirkung bei gegenüber den bisher bekannten elektrischen
Dampflampen verbesserter Liehtausbeute erzielt, da ein grosser Teil der Energie im sichtbaren Teil des Spektrums ausgestrahlt wird.
Die Entladung im Alkalimetalldampf kann zwischen einer an der Licht- ausstrahlung teilnehmenden Glühkathode und einer dieser gegenüber angeordneten Anode oder auch im Nebenschluss zu einem einfachen unter Strom gesetzten, ebenfalls ausser dem Alkalimetalldampf mitleuchtenden Glühkörper vor sich gehen.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung in den Fig. 1-3 in verschiedenen beispielsweisen
Ausführungsformen dargestellt. Fig. 4 zeigt die Schaulinie der Volt-Amperecharakteristik der Entladung in Natriumdämpfen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist in der Glocke 5 eine zweckmässig aus Wolfram bestehende
Glühkathode 6 angeordnet, deren Zuleitungen 7 und 8 in üblicher Weise in die Glocke eingeschmolzen sind. Gegenüber der Kathode ist eine plattenförmige, zweckmässig ebenfalls aus Wolfram bestehende
Anode 9 angeordnet, deren Zuleitung 10 gleichfalls in die Glocke eingeschmolzen ist. Die sorgfältig entlüftete Glocke enthält eine bestimmte Menge Alkalimetall, zweckmässig reines Natrium, das als
Natriumdampf in die Glocke eingeführt wird und in kaltem Zustand der Lampe einen die Glocke ganz oder nur zum Teil bedeckenden feinen Beschlag bildet.
Die Glocke wird beim Betriebe auf eine Temperatur von etwa 200 bis 3000 C gebracht, um durch Verdampfung eines Teiles des Natriums in der Glocke einen Dampfdruck von weniger als 0. 05 mm Quecksilbersäule zu erhalten. Dieser Dampfdruck genügt, wie festgestellt wurde, um bei üblichen Netzspannungen eine Ionisierung des Dampfes unter Vermeidung einer Bogenentladung zu erzielen. Bei geeigneter Grössen abmessung der Glocke kann allein durch die Wärmestrahlung der Glühkathode die Temperatur in diesen gewünschten Grenzen gehalten werden. Statt dessen kann die Glocke aber auch zur Erzielung oder Aufrechterhaltung der Temperatur von aussen erwärmt oder abgekühlt werden.
Ist durch Unterstromsetzen der Glühkathode der gewünscl1te Druck des entwickelten Natriumdampfes erzeugt, so tritt in der Glocke ein glänzendes Leuchten des ionisierten Natriumdampfes von der für das Natriumspektrum charakteristischen gelben Färbung auf. Kennzeichnend für dieses Leuchten ist die
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bekannt ist, in der Hauptsache beseitigt wird. Die richtige Kahodentemperatur stellt sich bei etwa einem Watt für eine Kerzenstärke ein. Bei höherer Kathodentemperatur verringert sich sowohl die gesamte
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höheren Kathodentemperatur der Bereich, über welchen die Entladung stabil ist, kleiner wird.
Die Beziehung zwischen Stromstärke und der aufgedruckten Spannung ist aus der Kurve 12 des in Fig. 4 gezeigten Schemas zu entnehmen, in welchem die Spannungen als Abszissen und die zugehörigen Stromstärken als Ordinaten aufgetragen sind. Wie die Kurve zeigt, steigt mit von Null anwachsender
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dann mit weiter wachsender Spannung innerhalb eines weiten Bereiches in der Hauptsache konstant. worauf ein weiteres Anwachsen der Stromstärke erfolgt und die Entladungscharakteristik negativ wird, wie die punktierte Linie andeutet. Von Null bis zu einem innerhalb der üblichen Netzspannungen von 110 bis 220 Volt liegenden Grenzwert 0 a ist die Entladung ohne Vorschaltwiderstand stabil, da die Stromstärke sich ohne Steigerung der aufgedrückten Spannung nicht erhöhen kann. Bei dem Grenzwert 0 a übersteigenden Spannungen wird die Entladung unstabil.
Ein Versuch zur weiteren Steigerung der Spannung führt zu einer lichtbogenartigen Entladung, bei welcher die Stromstärke mit einer ent- sprechenden Abnahme der Spannung zwischen den Entladungselektroden steigt.
Wird die Temperatur und damit der Natriumdampfdruck gesteigert, so entspricht der kritische Punkt der Instabilität geringeren Werten der Spannung, d. h. der Betriebsbereich der Vorrichtung wird kleiner. Bei einem Natriumdampfdruck, der etwa einer Temperatur von 400 C entspricht. wird die Stromspannungscharakteristik schon bei Netzspannungen von etwa 110-125 Volt negativ und ähnlich der Charakteristik von solchen bekannten Glühkathodenröhten, die mit andern, unter verhältnismässig beträchtlichen Drucken stehenden Dämpfen oder Gasen betrieben werden. Die Vorrichtung nach Fig. 2 kann mit Vorteil als Lampe oder auch als Gleichrichter für Wechselstrom benutzt werden.
Bei der in der Fig. l dargestellten Lampe, welche abgesehen von dem eingebrachten verdampfba'en Metall baulich mit den üblichen Metaüfadenglühlampen übereinstimmt, ist in der Glocke nur ein ziekzack-
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wo sie mit dem Glühfaden in der üblichen Weise verbunden sind.
Wird die Lampe nach Fig. 1. in welche in gleicher Weise wie bei derjenigen nach Fig. 2 eine geeignete Menge Alkalimetall, zweckmässig Natrium hineingebracht ist, in der üblichen Art mit Gleichstrom oder Wechselstrom betrieben, so geht infolge des Spannungsunterschiedes, der zwischen der positiven und negativen Stromzuführung besteht, im Natriumdampf eine Entladung im Nebenschluss zum Glühkorper über, welche die ganze Glocke, genau wie in d''j Ausführungsform nach Fig. 2 mit einem glänzenden gelben Licht ausfüllt.
Die durch das in dieser Weise hervorgerufene Leuchten ausgestrahlte Lichtmenge ist auffallend gross und hängt von der Grösse der Glocke ab ; sie kann ein Vielfaches der vom Glühkörper ausgestrahlten Lichtmenge betragen.
Bei Verwendung von Wechselstrom haben die den Zuleitungsdrähten unmittelbar benachbart liegenden Glühfadenteile abwechselnd das grösste positive Potential und wirken als Anoden für die Entladung gegenüber andern mehr negativen Glühfadenteilen. Diese Teile können sich daher überhitzen, da sie sowohl als Widerstände, als auch als Anoden durch eine Glimmentladung erhitzt werden.
Beim Betriebe mit Gleichstrom gilt das nur von den in der Nähe des positiven Zuleitungsdrahtes liegenden Glühfadenstücken. Um eine Überhitzung der den Zuleitungsdrähten benachbarten Glühfadenteile zu vermeiden, werden diese Gluhfadenteile daher zweckmässig aus stärkerem Draht hergestellt.
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diese in an sich bekannter Weise eine doppelwandige Glocke besitzt, wobei der Raum zwischen den beiden Wänden zwecks Verringerung der Wärmeverluste zweckmässig entlüftet ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Lampe mit beim Betriebe entwickelter Metalldampffiillung, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfdruck des in der Lampenglocke beim Betriebe entwickelten Metalldampfes, zweckmässig Alkalimetalldampfes, durch entsprechende Einstellung der Temperatur innerhalb einer Wertgrenzc . gehalten wird, bei welcher zwischen stromgespeisten Elektroden durch Ionisierung des Dampfes (untere Grenze des Dampfdruckes) eine Dampfentladung mit stabiler Charakteristik eintritt, so dass es nicht zur Bildung eines Lichtbogens kommt (obere Grenze des Dampfdruckes).