Elektrische Glühlampe. Bei den bekannten mit einem Gas gefüll ten elektrischen Glühlampen wird ein schrau- benlinig gewundener Wolframdraht in einer Gasatmosphäre von hohem Druck zum Glühen gebracht. Dabei können die Stromzuführungen leicht so weit voneinander entfernt angeord net werden, dass unerwünschte Entladungen durch die Gasatmosphäre hindurch verhindert werden.
Dagegen stösst das Bemühen, auch die Gasfüllung gleichzeitig mit dem Glühdraht zum Leuchten zu bringen, auf beträchtliche Schwierigkeiten. Vor allem fordert die prak tische Verwendbarkeit der Glühlampe, dass auch die leuchtende Entladung mit niedrigen Spannungen erreichbar ist, die die Grössen ordnung der üblichen Netzspannungen nicht überschreiten. Dies ist aber bei den in der Glühlampentechnik gebräuchlichen Gasfüllun gen nicht ohne weiteres möglich, auch wenn der Gasdruck besonders klein gewählt wird.
Eine Entladung zwischen kalten Elektroden kommt nämlich wegen der erforderlichen hoben Spannung nicht in Betracht, aber auch eine Entladung zwischen den weiss glühenden Teilen des Wolfrarndrahtes führt nicht zurr Ziel, da dann ein Wolframlichtbogen ent stehen kann, bei dem der Hauptteil der Gas füllung nichtleuchtend bleibt und eine Zer störung der Glühfäden durch Zerstäubung binnen kurzer Zeit eintritt.
Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, wurde vorgeschlagen, statt der üblichen in differenten Füllgase der Glühlampen Alkali- metalldämpfe, in erster Linie Natriumdampf, zu verwenden, da Natriumdampf bei Inne haltung einer Temperatur von 200-300 C mittelst der üblichen Netzspannungen angeb lich zum Leuchten gebracht werden kann die Elektroden der Entladung sollten kalt (das heisst keine Elektronen emittierend) sein oder aus blanken, weiss glühenden Teilen des Wolframdrahtes bestehen.
Es führt jedoch auch dieser Vorschlag nicht zu einer prak tisch brauchbaren Glühlampe mit doppelter Leuchtwirkung, da der Vorteil der niedern Entladungsspannung nur mit schwerwiegen den Nachteilen erkauft wird, die in der Natur der Metalldämpfe selbst liegen.
Die Dämpfe werden sich nämlich bei jeder Abkühlung, zum Beispiel nach jeder Abschaltung der Lampe, im Innern der Lampe kondensieren und leitende Brücken bilden, die bald zu un erwünschten Neben- und Kurzschlüssen führen werden; die Dämpfe wirken ferner auf die Glasteile und unter Umständen auch auf die Metallteile des Innensystems in nachteiliger Weise chemisch ein; die ungleiche Konden sation der Dämpfe an der Kolbenwandung wird zu ungleichmässiger Erwärmung und daher zu einem Springen des Glaskolbens führen; ein Eindringen von Luft in die Lampe würde zu einer feuerartigen Verbrennung des Alkalimetalls führen, die für die Umgebung feuergefährlich wäre;
die Inbetriebsetzung der Lampe wird grossen zeitlichen Schwan kungen unterworfen sein, da erst genügend kondensiertes Alkalimetall verdampft werden muss, bevor eine leuchtende Entladung der Dämpfe entstehen kann usw. Wird der blanke, glühende Wolframdraht als Entladungselek trode, vorzugsweise als Kathode, verwendet, so kommt noch das erwähnte Übel der Wol- framzerstäubung hinzu. Alle diese Nachteile zeigen, dass ein Abgehen von den bewährten Füllgasen der Glühlampen zum angestrebten Ziel nicht führen kann.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine mit Gasen, beispielsweise mit Edelgasen, ge füllte Glühlampe mit in Betrieb leuchtendem Gasinhalt, welche mit den für Beleuchtungs zwecke gebräuchlichen Netzspannungen be trieben werden kann, ohne dass der Glühfaden vorzeitig zerstäubt wird. Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass das Innen system der Lampe eine oder mehrere Glüh- elektroden enthält, die so beschaffen sind, dass sie bei niedrigerer Temperatur als der blanke Glühfaden Elektronen in wirksamer Weise emittieren.
Diese Glühelektroden können so angeordnet und geschaltet werden, dass sie in Wechselwirkung mit andern spannungsführen den Teilen des Innensystems, welche auch gleichartige Glühelektrode sein können, die leuchtende Entladung der Gasfüllung hervor rufen. Die elektrischen Grössen, die Beschaf fenheit und der gegenseitige Abstand der Elektroden und die Beschaffenheit und der Druck des Füllgases können so gewählt sein, dass die gewünschte leuchtende Entladung zustande kommt.
Es ist klar, dass dann die Verhältnisse auch ohne weiteres so gewählt werden können, dass zwar die bei verhältnis mässig niedriger Temperatur emittierende Glühelektrode für die Anregung der leuch tenden Gasentladung massgebend ist, dass da gegen der blanke Glühfaden daran nicht un mittelbar beteiligt ist, so dass eine vorzeitige Zerstäubung vermieden wird. Die erfindungs gemässe Lampe kann sowohl für den Betrieb mit Gleichstrom als auch für den Betrieb mit Wechselstrom eingerichtet sein.
Als Glühelektrode im Sinne der- Erfindung kann auch ein Teil des Glühfadens selbst verwendet sein, wenn man diesen Teil zum Beispiel mit einer Überzugsschicht aus Stof fen, wie zum Beispiel Erdalkalioxyden, ver sieht, die auch bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen Elektronen aussenden. Die Ent ladung wird darin von dieser Stelle des Fa- deres ausgehen; unter Umständen wird es sich dabei empfehlen, diese hochemittierende Stelle möglichst in der Nähe des Anschlusses an den Stromzuführungsdraht zu verlegen.
Es empfiehlt sich auch, diese Stelle des Drahtes mit einem grössern Querschnitt zu versehen, um eine Überhitzung zu vermeiden, da die Emission vieler Oxydkathoden schon bei etwa <B>7000</B> C beginnt.
Man kann auch die erfindungsgemäss vor gesehene Glühelektrode (oder Glühelektroden) als indirekt geheizte Elektrode ausbilden und in diesem Fall wird man mit Vorteil den Glühfaden der Lampe als Heizdraht der Glüh- elektrode verwenden. Die Abbildungen der Zeichnung zeigen verschiedene beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstan des, bei denen diese Art der Ausbildung der Glühelektrode verwendet ist. Dabei zeigt Fig. 1 eine Lampe für Gleichstrom und Fig. 2 eine Lampe für Wechselstrom.
In Fig. 1 ist an den Stromzuführungsdraht a das eine Ende des Glühdrahtes <I>b</I> ange schlossen; dessen anderes Ende mit einem trägerartigen Draht c verbunden ist, der an dein zweiten Stromzuführungsdraht d angeschlos sen ist. Wird an die Stromzuführungsdrähte <I>d,</I> a eine entsprechende Spannung angelegt, so kommt der Draht b zum Glühen.
Der Glaskolben der Lampe ist beispielsweise mit einem unter einem Druck von ungefähr 0,5 bis 50 mm Quecksilbersäule stehenden Edel gas erfüllt.
Über den Glühdraht b ist ein Röhrchen e, etwa aus Nickel oder dergleichen, geschoben, das einen Teil des Glühdrahtes frei lässt und aussen mit einer thermionisch wirksamen Schicht versehen ist, deren Beheizung durch den Glühdraht bewirkt wird. Dieses Röhrchen e ist mit dem Stromzuführungsdraht a leitend verbunden und nun findet eine Entladung von dem Röhrchen e aus zu dem als zweite Elek trode wirkenden Träger c statt, welche bei richtiger Wahl der Betriebsbedingungen das Gas zum Leuchten bringt.
Ist das Röhrchen e mit dem Stromzuführungsdraht a verbunden, so ist die Entladungsspannung ungefähr gleich der Spannung, die den Faden b zum Glühen bringt, und auf diese Weise ergibt sich über dies auch eine einfache Konstruktion der Lampe. Hier ist der Glühdraht und der als Anode wirkende Träger c hintereinander ge schaltet. Auch dies vereinfacht, wie ja ohne weiteres klar ist, die Konstruktion der Lampe.
Bei der in Fig. 2 dargestellten, für Wechsel strombetrieb bestimmten Lampe sind zwei Glühdrähte l'" q zwischen den stromzuführen den Drähten<I>h, i</I> und einem Träger k ausge spannt und jeder dieser Drähte f, g ist an einer Stelle von einem kurzen Röhrchen<I>1,</I> m umgeben. Diese beiden Röhrchen sind mit den Stromzuführungsdrähten verbunden und mit einer thermionisch wirksamen Oberflächen schicht versehen.
Durch den Träger k sind die beiden Glühfäden f, g wieder hinterein ander geschaltet und werden durch Anlegen einer Wechselspannung an die Stromzufüh- rung9drähte la, <I>i</I> zum Glühen gebracht. Durch ihr Glühen beheizen sie die thermionischen Schichten der Rbhrchen <I>1, ;in,</I> so dass zwischen diesen beiden Röhrchen eine Entladung durch die in dem Glaskolben enthaltene Gasatmo sphäre hindurch stattfindet, während die Teile der Glühfäden f, g, die durch die Röhrchen nicht verdeckt sind, ihr Glühlicht frei aus senden können.
In beiden Fällen können anstatt der Röhrchen auch andere von den Glühfäden zu beheizende Körper, etwa zum Beispiel Plat ten, mit thermionisch wirksamen Schichten angeordnet sein.
Bei Verwendung entsprechender Gase und eines entsprechenden Druckes kann die Ent fernung zwischen den beiden Elektroden, zwischen denen die Entladung stattfinden soll, verhältnismässig gross gewählt werden und es kann erreicht werden, dass die Leucht kraft der Glühkörper und die der Gasatmo sphäre miteinander gut übereinstimmen.
Bei Verwendung von Wechselstrom emp fiehlt es sich, die Elektroden mit Ansätzen zu versehen, deren mittlere Entfernung von einander vorzugsweise kleiner sein soll als die der Glühelektroden, so dass die Elektro nenströme von diesen Ansätzen aufgenommen und von den Glühelektroden abgelenkt werden.
Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Lampe für Wechselstrombetrieb, die gewisser massen aus zwei elektrischen Glühlampen n, o und einer diese verbindenden Leuchtröhre besteht. Jede der Glühlampen n, o enthält einen Glühdraht q, der über einen Teil seiner Länge vor) einem Röhrchen r mit einer emit tierenden Schicht umgeben ist. An dem Röhr chen r ist ein Ansatz s ans Draht oder einem Metallstreifen befestigt und dieser Ansatz nimmt den von der gegenüberliegenden Elek trode kommenden Elektronenstrom auf, um ihn von der mit ihm verbundenen Elektrode abzuhalten und diese zu schützen.
Die Ent ladungsspannung wird an die beiden Elek troden gelegt, die die Glühröhreben tragen. Ansätze s könnten selbstverständlich auch bei Lampen gemäss Fig. 2 vorhanden sein.
Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Lampe, die nach Art der bekannten Sofitten- lampen ausgebildet ist. Der Glühdraht ist dabei ähnlich gelagert wie " bei solchen Sof- -fittenlampen und die Endstücke des Glüh- drahtes sind von Glühröhrchen 2t umgeben, zwischen denen die Entladung durch die Gasfüllung der Röhre stattfindet.
Von der Beschaffenheit des Gases hängt auch die Farbe des Entladungslichtes ab, so dass auch hiedurch in Kombination mit dem Glühlicht verschiedene Effekte hervorgebracht werden können. Auch die Anordnung der Elektroden in der Lampe kann verschieden gewählt werden.
Electric light bulb. In the known electric incandescent lamps filled with a gas, a helically wound tungsten wire is made to glow in a gas atmosphere at high pressure. In this case, the power supply lines can easily be so far apart from one another that undesired discharges through the gas atmosphere are prevented.
On the other hand, the effort to light up the gas filling at the same time as the filament runs into considerable difficulties. Above all, the practical usability of the incandescent lamp requires that the luminous discharge can also be achieved with low voltages that do not exceed the order of magnitude of the usual mains voltages. However, this is not readily possible with the gas fillings commonly used in incandescent lamp technology, even if the gas pressure is selected to be particularly low.
A discharge between cold electrodes is out of the question because of the high voltage required, but a discharge between the white-hot parts of the tungsten wire does not lead to the goal either, since a tungsten arc can then arise in which the main part of the gas filling remains non-luminous and a destruction of the filaments by atomization occurs within a short time.
In order to circumvent these difficulties, it was proposed to use alkali metal vapors, primarily sodium vapor, instead of the usual different filling gases for incandescent lamps, since sodium vapor is allegedly made to glow by means of the usual mains voltages when a temperature of 200-300 C is maintained The electrodes of the discharge should be cold (i.e. not emitting electrons) or consist of bare, glowing white parts of the tungsten wire.
However, this proposal does not lead to a practically usable incandescent lamp with double lighting effect, since the advantage of the low discharge voltage is only bought with the heavy disadvantages inherent in the nature of the metal vapors themselves.
The vapors will namely condense with each cooling, for example after each shutdown of the lamp, inside the lamp and form conductive bridges, which will soon lead to unwanted shunts and short circuits; the vapors also have a disadvantageous chemical effect on the glass parts and possibly also on the metal parts of the interior system; the uneven condensation of the vapors on the bulb wall will lead to uneven heating and therefore to cracking of the glass bulb; penetration of air into the lamp would lead to a fire-like combustion of the alkali metal, which would be inflammable for the environment;
The start-up of the lamp will be subject to great fluctuations over time, since sufficient condensed alkali metal must first be evaporated before a luminous discharge of the vapors can occur, etc. If the bare, glowing tungsten wire is used as a discharge electrode, preferably as a cathode, there is still another the aforementioned evil of tungsten atomization is also added. All these disadvantages show that a departure from the tried and tested filling gases of incandescent lamps cannot lead to the desired goal.
The invention relates to an incandescent lamp filled with gases, for example noble gases, with gas content glowing in operation, which can be operated with the mains voltages customary for lighting purposes without the filament being prematurely atomized. According to the invention, this is achieved in that the internal system of the lamp contains one or more incandescent electrodes which are designed such that they emit electrons effectively at a lower temperature than the bare filament.
These glow electrodes can be arranged and switched in such a way that, in interaction with other live parts of the internal system, which can also be glow electrodes of the same type, they cause the luminous discharge of the gas filling. The electrical parameters, the nature and the mutual spacing of the electrodes and the nature and pressure of the filling gas can be selected in such a way that the desired luminous discharge occurs.
It is clear that the ratios can then easily be chosen so that the glow electrode, which emits at a relatively low temperature, is decisive for the excitation of the luminous gas discharge, so that the bare filament is not directly involved, so that premature atomization is avoided. The lamp according to the invention can be set up both for operation with direct current and for operation with alternating current.
A part of the filament itself can also be used as a glow electrode within the meaning of the invention, if this part is seen, for example, with a coating layer of substances, such as alkaline earth oxides, which also emit electrons at relatively low temperatures. The discharge will emanate from this point on the thread; under certain circumstances it will be advisable to lay this highly emitting point as close as possible to the connection to the power supply wire.
It is also advisable to provide this point on the wire with a larger cross-section in order to avoid overheating, since the emission of many oxide cathodes starts at around <B> 7000 </B> C.
The glow electrode (or glow electrodes) provided according to the invention can also be designed as an indirectly heated electrode, and in this case the filament of the lamp is advantageously used as the heating wire of the glow electrode. The figures of the drawing show various exemplary embodiments of the subject of the invention in which this type of design of the glow electrode is used. 1 shows a lamp for direct current and FIG. 2 shows a lamp for alternating current.
In Fig. 1, one end of the filament <I> b </I> is connected to the power supply wire a; the other end of which is connected to a carrier-like wire c which is ruled out to your second power supply wire d. If a corresponding voltage is applied to the power supply wires <I> d, </I> a, wire b comes to glow.
The glass bulb of the lamp is filled, for example, with a noble gas under a pressure of approximately 0.5 to 50 mm of mercury.
A tube e, for example made of nickel or the like, is pushed over the glow wire b, which leaves part of the glow wire free and is provided on the outside with a thermionically active layer, the heating of which is effected by the glow wire. This tube e is conductively connected to the power supply wire a and now a discharge takes place from the tube e to the carrier c acting as a second electrode, which lights up the gas if the operating conditions are selected correctly.
If the tube e is connected to the power supply wire a, the discharge voltage is approximately equal to the voltage which causes the filament b to glow, and this also results in a simple construction of the lamp. Here the filament and the carrier c acting as an anode are connected in series. This, too, as is readily apparent, simplifies the construction of the lamp.
In the lamp shown in Fig. 2, intended for alternating current operation, two filaments l '"q are stretched out between the current-carrying wires <I> h, i </I> and a carrier k and each of these wires f, g is connected Surrounded at one point by a short tube <I> 1, </I> m. These two tubes are connected to the power supply wires and provided with a thermionically effective surface layer.
The two filaments f, g are again connected one behind the other through the carrier k and are made to glow by applying an alternating voltage to the power supply wires la, <I> i </I>. By glowing, they heat the thermionic layers of the tubes <I> 1,; in, </I> so that a discharge takes place between these two tubes through the gas atmosphere contained in the glass bulb, while the parts of the filaments f, g, which are not covered by the tubes can freely emit their incandescent light.
In both cases, instead of the tubes, other bodies to be heated by the filaments, such as, for example, plates, can be arranged with thermionically active layers.
When using appropriate gases and an appropriate pressure, the Ent distance between the two electrodes, between which the discharge is to take place, can be chosen to be relatively large and it can be achieved that the luminosity of the incandescent body and that of the gas atmosphere match each other well.
When using alternating current, it is advisable to provide the electrodes with attachments whose mean distance from one another should preferably be smaller than that of the glow electrodes, so that the electrical currents are absorbed by these attachments and deflected by the glow electrodes.
Fig. 3 shows an embodiment of the lamp for alternating current operation, which to a certain extent consists of two electric incandescent lamps n, o and a light tube connecting them. Each of the incandescent lamps n, o contains a filament q, which is surrounded over part of its length in front of) a tube r with an emitting layer. An attachment s is attached to the wire or a metal strip on the tube r and this attachment absorbs the electron current coming from the opposite electrode in order to keep it away from the electrode connected to it and to protect it.
The discharge voltage is applied to the two electrodes that carry the glow tubes. Approaches s could of course also be present in lamps according to FIG.
FIG. 4 shows an embodiment of the lamp which is designed in the manner of the known sofa lamps. The filament is stored in a similar way to "with such soft-fit lamps and the end pieces of the filament are surrounded by incandescent tubes 2t, between which the discharge takes place through the gas filling of the tube.
The color of the discharge light also depends on the nature of the gas, so that this can also produce various effects in combination with the incandescent light. The arrangement of the electrodes in the lamp can also be chosen differently.