Elektrische Entladungsröhre mit Liehtausstrahlung durch die positive Säule. Die Erfindung betrifft eine Verbesserung auf dem Gebiete der elektrischen Ent ladungsröhren mit Lichtausstrahlung durch die positive Säule. Entladungsröhren dieser Art finden eine grosse Anwendung in Licht reklameanlagen, als Lichtquelle für die Be leuchtung von Gebäuden und Grundstücken, sowie für Signalzwecke.
Die Erfindung betrifft eine elektrische Entladungsröhre der oben erwähnten Art, deren Wirkungsgrad besonders hoch ist und die nicht die störende Eigenschaft vieler bekannten Röhren hat, dass das bei der ge bräuchlichen Wechselstromspeisung von die sen Röhren ausgestrahlte Licht nicht gleich mässig ist, sondern infolge der Schwankungen des Speisestromes flackert.
Gemäss der Erfindung ist eine Entla dungsröhre, die an eine mindestens dreipha- sige Wechselstromquelle angeschlossen wer den kann, mit einer festen, elektronenemittie- renden Elektrode versehen und derart gebaut, dass die bei. Speisung mit mehrphasigem Strom auftretenden Entladungsbahnen grösstenteils zusammenfallen.
Die beim Betrieb als Anode wirkenden Elektroden, deren Anzahl der Phasenanzahl der Stromquelle mindesten gleich ist, können sich in besonderen Elek- trodenräumen befinden, die durch einen ge meinsamen Kanal mit dem Raum in Verbin dung stehen, in dem die elektronenemittie rende Elektrode angeordnet ist.
Als letztere kann ein Metalldraht verwen- det werden, der beim Erhitzen mittelst eines Hilfsstromes eine starke Elektronenemission zeigt. Um das Emittieren zu veranlassen, braucht jedoch nicht immer ein Hilfsstrom angewendet zu werden; in einigen Fällen isi der Entladungsstrom der Röhre selbst dazu imstande. Die elektronenemittierende Elek trode, die beim Betrieb als Kathode wirkt, kann zum Beispiel aus einem Wolframdraht oder einem Draht aus einer Legierung von Wolfram oder von Molybdän mit Thorium bestehen.
Es werden jedoch bessere Ergeb nisse erzielt, wenn eine sogenannte Wehnelt- kathode, zum Beispiel eine mit Bariumoxyd überzogene Kathode, benutzt wird. Auch kann es vorteilhaft sein, .mit indirekter Hei zung wirkende Glühkathoden zu verwenden.
Die Röhre gemäss der Erfindung kann eine niedrige Zünd- und Betriebsspannung haben und kann daher für direkte Speisung aus einem mehrphasigen Wechselstromnetz gebräuchlicher niedriger Spannung einge richtet werden. So kann sie zum Beispiel durch eine richtige Wahl der Gasfüllung usw. für unmittelbaren Anschluss an ein Drei phasennetz von 220380 Volt hergestellt wer den.
Eine Entladungsröhre für unmittelbaren Anschluss kann so angeordnet sein, dass die Anoden ohne Zwischenschaltung eines Trans formators mit Anschlusspunkten für die Phaseleiter eines mehrphasigen Wechsel stromnetzes gebräuchlicher niedriger Span nung elektrisch verbunden sind, während die Kathode mit dem Anschlusspunkt für den Nulleiter des Netzes verbunden ist. Es kön nen in diesem Fall Impedanzen in Reihe mit der Anode oder der Kathode oder mit beiden eingefügt sein.
Es ist klar, dass mit dem Ausdruck "ohne Zwischenschaltung eines Transformators" gemeint ist, dass kein Trans formator zum Speisen der Röhre vorhanden ist. -Eine in Reihe mit einer Anode geschal tete Selbstinduktion, die zugleich die Funk. tion einer Transformatorwicklung erfüllt (ein. Fall, der nachstehend noch näher be sprochen wird), kann selbstverständlich den noch vorhanden sein. Die Vorrichtung kann ferner einen Hilfstransformator enthalten, der den Heizstrom für die Glühkathode lie fert.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus führungsbeispiel einer Entladungsröhre ge mäss der Erfindung.
Die dargestellte Röhre hat einen läng lichen Teil 1-, der im wesentlichen für die Lichtausstrahlung dient und in dem-sich beim Stromdurchgang die positive Säule bildet. Am untern. Ende endigt er in einen erweiterten Teil 2., in dem eine Glühkathode 3 angeord- net ist, deren Heizstrom von einer sekundären Transformatorwicklung 4 geliefert wird.
Die zugehörige Primärwicklung 5 wird gemäss dem Ausführungsbeispiel zwischen einem der Phasenleiter des zur Verfügung stehenden mehrphasigen Wechselstromnetzes und dem Nulleiter angeschlossen, aber es ist selbstverständlich, dass ebensowohl ein Transformator benutzt werden kann, der sich für die verkettete Spannung eignet. Die Vor richtung hat drei Anschlussklemmen 6, die mit den Phasenleitern 7 des Netzes verbunden werden. Diese sind über einen Schalter 8 und Schmelzsicherungen 9 mit den Anoden 10, 11 und 12 der Röhren verbunden. In jeder der Verbindungen liegt eine Impedanz, die durch die Widerstände 1.3, 1'4 und 15 gebildet wird.
Es kann vorteilhaft sein, dass diese Impedanzen Selbstinduktion besitzen. Die Anoden können aus irgend einem Metall mit hohem Schmelzpunkt, wie Molybdän, -herge stellt sein, aber auch Graphit oder ein ähn liches Material eignet sich sehr gut dazu. Sie befinden sich je in besonderen Kammern 16, 17 und 18, die in den Verbindungskanal 1 münden. Die drei Anoden können anstatt in besonderen Kammern auch in einem gemein samen Raum angeordnet sein. In diesem Fall ist es jedoch erwünscht, sie durch Schirme voneinander zu trennen.
Die Mitte der Transformatorwicklung 4 ist mit der Anschlussklemme 19 verbunden, die mit dem Nulleiter 20 des Wechselstrom netzes in Verbindung gebracht wird.
Wird durch Einschaltung des Schalters 8 der Stromkreis geschlossen, so fliesst von den Phasenleitern des Netzes wechselweise Strom über die drei Anoden der Röhre. Infolge des Vorhandenseins der Glühkathode findet Stromdurchgang nur in -einer einzigen Rich tung statt, und zwar von den Anoden zur Glühkathode. Es tritt jedoch nicht, wie bei einer gewöhnlichen mit Wechselstrom ge speisten Röhre, die Erscheinung auf, dass während eines grossen Teils jeder Wechsel stromperiode kein Entladungsdurchgang stattfindet. Es ist nämlich stets eine der drei Entladungsbahnen entzündet.
Der Strom je der Phase wird erst unterbrochen, wenn die folgende Phase Strom liefert. Dies wird durch Anwendung von Selbstinduktionen in den Anodenkreisen erleichtert, besonders wenn sie miteinander magnetisch gekoppelt sind. Da die bei den drei besonderen Entladungen auf tretenden Säulen sich im gemeinsamen Röh renteil 1 zeigen, findet eine vollkommen ruhige Lichtaustrahlung statt, und jedenfalls ist praktisch kein Flackern wahrnehmbar.
Ein weiterer Vorteil ist, dass nicht in je der Periode die Spannung erst den Wert der Zündspannung der Röhre zu erreichen braucht, bevor die Entladung eintritt. Dieser Wert ist bekanntlich erheblich höher als die Betriebsspannung der Röhre. Dies veranlasst eine günstigere Belastung und eine Erhöhung des Wirkungsgrades.
Die Gasfüllung der Röhre gemäss der Er findung hängt von dem Zweck und der Ge stalt der Röhre ab. Sie kann im allgemeinen aus den für Röhren mit positiver Säule ge bräuchlichen Gasen bestehen. Eine geeignete Füllung ist zum Beispiel Neon unter einem Druck bis zu einigen Millimeter Quecksilber säule. Bei Anwendung einer Neonfüllung von 0,5 bis 5 mm und von Kohlenstoffanoden können Röhren mit einer Länge von einigen Metern hergestellt werden, die unmittelbar an ein dreiphasiges Netz von 220/380 Volt bei 50 Perioden angeschlossen werden können.
Die Impedanzen 13-, 114 und 15 sind im Zusammenhang mit der abfallenden Strom spannungskennlinie der mit Glühkathode und Gasfüllung arbeitenden Röhren vorgesehen, und sie begrenzen auch die Stromstärke, falls ein Überschlag zwischen den Anoden unter einander stattfinden sollte. Werden diese Impedanzen fortgelassen, so ist es vorteilhaft, einen Widerstand in Reihe mit der Kathode zu schalten.
Electric discharge tube with light emission through the positive column. The invention relates to an improvement in the field of electrical discharge tubes emitting light through the positive column. Discharge tubes of this type are widely used in light advertising systems, as a light source for lighting buildings and properties, and for signaling purposes.
The invention relates to an electrical discharge tube of the type mentioned above, the efficiency of which is particularly high and which does not have the disruptive property of many known tubes that the light emitted by the conventional AC power supply from these tubes is not uniform, but due to the fluctuations of the Supply current flickers.
According to the invention, a discharge tube that can be connected to an at least three-phase alternating current source is provided with a solid, electron-emitting electrode and is constructed in such a way that the Supply with multiphase current occurring discharge paths largely coincide.
The electrodes acting as anode during operation, the number of which is at least equal to the number of phases of the power source, can be located in special electrode spaces that are connected to the space in which the electron-emitting electrode is arranged through a common channel.
As the latter, a metal wire can be used which, when heated by means of an auxiliary current, emits strong electrons. However, an auxiliary current does not always have to be applied in order to cause the emission; in some cases the discharge current of the tube itself is capable of this. The electron-emitting electrode, which acts as a cathode during operation, can consist for example of a tungsten wire or a wire made of an alloy of tungsten or of molybdenum with thorium.
However, better results are achieved if a so-called Wehnelt cathode, for example a cathode coated with barium oxide, is used. It can also be advantageous to use hot cathodes with indirect heating.
The tube according to the invention can have a low ignition and operating voltage and can therefore be set up for direct supply from a polyphase alternating current network of customary low voltage. For example, by choosing the right gas filling, etc. it can be produced for direct connection to a three-phase system of 220-380 volts.
A discharge tube for direct connection can be arranged in such a way that the anodes are electrically connected without the interposition of a transformer with connection points for the phase conductors of a multi-phase alternating current network of customary low voltage, while the cathode is connected to the connection point for the neutral conductor of the network. In this case, impedances can be inserted in series with the anode or the cathode or with both.
It is clear that the expression "without the interposition of a transformer" means that there is no transformer to feed the tube. -A self-induction connected in series with an anode, which is also the radio. tion of a transformer winding is fulfilled (a case that will be discussed in more detail below) can of course still be present. The device can also contain an auxiliary transformer which delivers the heating current for the hot cathode.
The drawing illustrates an exemplary embodiment of a discharge tube according to the invention.
The tube shown has a longitudinal part 1-, which is used essentially for the light emission and in which-forms the positive column when the current passes through. At the bottom. At the end it ends in an extended part 2, in which a hot cathode 3 is arranged, the heating current of which is supplied by a secondary transformer winding 4.
According to the exemplary embodiment, the associated primary winding 5 is connected between one of the phase conductors of the available multiphase alternating current network and the neutral conductor, but it goes without saying that a transformer which is suitable for the line-to-line voltage can be used as well. The device has three terminals 6, which are connected to the phase conductors 7 of the network. These are connected to the anodes 10, 11 and 12 of the tubes via a switch 8 and fuses 9. In each of the connections there is an impedance which is formed by the resistors 1.3, 1'4 and 15.
It can be advantageous that these impedances have self-induction. The anodes can be made of any metal with a high melting point, such as molybdenum, but graphite or a similar material is also very suitable. They are each located in special chambers 16, 17 and 18 which open into the connecting channel 1. The three anodes can also be arranged in a common room instead of in special chambers. In this case, however, it is desirable to separate them from each other with screens.
The center of the transformer winding 4 is connected to the terminal 19, which is brought into connection with the neutral conductor 20 of the alternating current network.
If the circuit is closed by switching on switch 8, current flows alternately from the phase conductors of the network via the three anodes of the tube. As a result of the presence of the hot cathode, the passage of current only takes place in a single direction, namely from the anodes to the hot cathode. However, unlike an ordinary alternating current-fed tube, there is no phenomenon that no discharge passage takes place during a large part of each alternating current period. One of the three discharge paths is always ignited.
The current for each phase is only interrupted when the following phase supplies current. This is facilitated by using self-inductions in the anode circuits, especially when they are magnetically coupled to one another. Since the columns appearing in the three special discharges are shown in the common tube part 1, a completely calm light emission takes place and in any case practically no flickering is perceptible.
Another advantage is that the voltage does not have to reach the value of the ignition voltage of the tube in each period before the discharge occurs. This value is known to be considerably higher than the operating voltage of the tube. This causes a more favorable load and an increase in efficiency.
The gas filling of the tube according to the invention He depends on the purpose and the shape of the tube. It can generally consist of the gases commonly used for tubes with a positive column. A suitable filling is, for example, neon under a pressure of up to a few millimeters of mercury. When using a neon filling of 0.5 to 5 mm and carbon anodes, tubes with a length of a few meters can be produced which can be connected directly to a three-phase network of 220/380 volts at 50 periods.
The impedances 13, 114 and 15 are provided in connection with the falling current-voltage characteristic of the tubes working with hot cathode and gas filling, and they also limit the current strength if a flashover should take place between the anodes. If these impedances are omitted, it is advantageous to connect a resistor in series with the cathode.