<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine Leuchtstofflampe mit Amalgam, das in einem Fortsatz des
Lampenkolbens untergebracht ist und mittels eines elektrischen Vorwärmers aufgewärmt wird, dessen Strom durch die Umgebungstemperatur steuerbar ist.
Es ist eine Leuchtstofflampe bekannt, bei der das Indiumamalgam (USA-Patentschrift Nr. 3, 336, 502) in
Form eines Ringstreifens an der inneren Fläche in der Lampenmitte angebracht ist, während der
Amalgamvorwärmer diesen Abschnitt von aussen umfasst. Die Steuerung des Vorwärmerstromes erfolgt mit Hilfe eines photoelektrischen Systems.
Die Anbringung des Amalgams und des Vorwärmers in der Kolbenmitte erschwert die Herstellungstechnologie der Lampe und beeinträchtigt die Betriebscharakertistiken des Lampe-Vorwärmer-
Systems. Die Erschwerung der Technologie der Herstellung ist dadurch bedingt, dass es kompliziert ist, das Amalgam auf die innere Kolbenfläche vor der Lampenherstellung aufzutragen, und es erforderlich ist, die vorbeschriebene Vakuum- und Wärmebehandlung der Lampe genau einzuhalten.
Die Verschlechterung der Betriebscharakteristiken des Lampe-Vorwärmer-Systems ist durch folgendes bedingt :
Komplizierte Verbindung des Vorwärmers mit dem Vorwärmungssteuersystem ; Abnahme des Lichtstromes wegen der Abschirmung der Lampenfläche durch den Vorwärmer ; erschwerte Anpassung der Lampe und des Vorwärmers im Falle einer separaten Fertigung und eines Zusammenbaues bei dem Verbraucher ; komplizierter Transport im Falle einer Anordnung des Vorwärmers an der Lampe bei dem Lampenhersteller ; grosser Leistungsaufwand für die Vorwärmung wegen grosser Wärmestreuung am Vorwärmer unter anderem.
Zweck der Erfindung ist die Beseitigung der aufgezählten Mängel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Leuchtstofflampe mit einer solchen Anordnung des Amalgamvorwärmers zu schaffen, die eine wesentliche Vereinfachung der Herstellungstechnologie und eine Verbesserung der Betriebscharakteristiken der Lampe sichert.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Amalgam in an sich bekannter Weise im Pumpstengel der Lampe untergebracht ist und der Vorwärmer unmittelbar im Sockel der Lampe am Pumpstengel angeordnet ist, wobei der Pumpstengel auf einer Temperatur gehalten ist, die höher als die Temperatur der kältesten Zone der Lampe ist.
Die Anordnung des Amalgamvorwärmers in dem Lampensockel vereinfacht wesentlich die Herstellungstechnologie der Lampe und verbessert beträchtlich ihre Betriebseigenschaften.
Eine Vereinfachung der Herstellungstechnologie der Lampe ergibt sich dadurch, dass die Anordnung des Vorwärmers im Pumpstengel es ermöglicht, das Amalgam in den Stengel unmittelbar vor dem Zuschmelzen der Lampe einzubringen. Dadurch ist es nicht notwendig, bestimmte Bedingungen bei der Herstellung des Vakuums und bei der Wärmebehandlung genau einzuhalten. Diese Bedingungen müssen beispielsweise genau eingehalten werden, wenn das amalgambildende Metall bzw. das Amalgam in Form eines Streifens in der Lampenmitte angeordnet ist, da dieser Streifen vor der Herstellung des Vakuums und vor der Wärmebehandlung gebildet werden muss. Darüber hinaus ist die Anordnung des Amalgams in dem Pumpstengel fertigungsgerechter als die Anordnung eines Amalgamstreifens in der Lampenmitte.
Die Verbesserung der Betriebseigenschaften der Lampe besteht darin, dass die Anordnung des Vorwärmers im Sockel die Transportmöglichkeiten der Lampe im Vergleich zu einer Lampe ohne Vorwärmer nicht beeinträchtigt. Ausserdem ermöglicht die Verbesserung den einfachen Anschluss (ohne zusätzliche Leiter) der Lampe an die Leuchte, in der die Steuerschaltung für den Vorwärmer angeordnet ist. Zu diesem Anschluss wird als Kontakt das Metallgehäuse des Sockels benutzt. Dies führt nicht zur Abschirmung des Lampenlichtstromes durch den Vorwärmer.
Besonders hervorzuheben ist, dass die Anordnung des Vorwärmers im Sockel und die Unterbringung des Amalgams im Pumpstengel wegen der sehr kleinen Masse des vorzuwärmenden Pumpstengels und dem geringeren Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Temperatur im geschlossenen Sockelraum einen optimalen Druck der Quecksilberdämpfe bei wesentlich geringerer Vorwärmerleistung sichert. Die geringere Leistung des Vorwärmers ist nicht nur in Anbetracht der Möglichkeit die Lichtausbeute der Lampe zu erhöhen günstig, sondern auch in Anbetracht der Möglichkeit eine einfache Schaltung zur Steuerung der Vorwärmerleistung in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur zu schaffen. Dies bedeutet, dass zur Steuerung der Vorwärmerleistung in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur einfachere Temperaturkompensationsschaltungen benutzt werden können.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung folgen aus der nachstehenden erläuternden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles, in denen Fig. 1 einen Längsschnitt eines Lampenteiles, in dem sich der Vorwärmer befindet, Fig. 2 die Schaltung der Lampe und des Vorwärmers und Fig. 3 in schaubildlicher Darstellung das Lichtstromverhalten einer erfindungsgemässen Lampe im Vergleich zu einer Lampe mit reinem Quecksilber und einer Lampe mit Amalgammetall ohne Vorwärmer zeigt.
Die erfindungsgemässe Leuchtstofflampe gemäss Fig. 1 besitzt eine zylindrische Form. Die Aufrechterhaltung des optimalen Quecksilberdampfdruckes wird bei dieser Lampe durch eine zusätzlich von der Umgebungstemperatur abhängige Erwärmung des in einem Pumpstengel--2--untergebrachten Amalgams mit Hilfe eines auf den Pumpstengel--2--aufgesetzten Vorwärmers--3--gesichert. Die Lampe kann auch mit einer ovalen, rechteckigen od. dgl. Querschnittsform versehen sein. Die Lampe mit dem auf den Pumpstengel
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
Vorwärmer-3-istPumpstengel --2-- auszuschliessen, hat dieser an der Innenfläche einen Vorsprung Die Verschiebung des Amalgams --1-- im Pumpstengel --2-- kann auch mit Hilfe von Perlen, Glasfaserwatte od. dgl. begrenzt werden.
Fig. 2 zeigt eine beispielsweise Schaltung für die erfindungsgemässe Lampe. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass der
EMI2.2
--3-- aufSockels--4--und über eine Temperaturkompensationseinrichtung--13--, welche den durch den Vorwärmer fliessenden Strom bei Änderung der Umgebungstemperatur steuert, mit einer Klemme--14--der Speisequelle verbunden. Der andere Stift --10-- des Sockels --4-- ist mit einem Starter-15- verbunden, der zur Zündung der Leuchtstofflampe dient. Der Starter--15--ist ausserdem zur Stromzufuhr
EMI2.3
verbunden. Die Vorschalteinrichtung--19--ist mit ihrem andern Ende mit der Klemme--14--der Speisequelle verbunden. Die Stifte --8,10-- des Sockels --4-- und die Stifte-16, 18-des Sockels --17- sind jeweils mit aktivierten Elektroden--20 und 21-- der Lampe verbunden.
Zur Stromsteuerung des Vorwärmers --3-- ist als Temperaturkompensationseinrichtung--13-vorzugsweise ein temperaturabhängiger Widerstand mit positivem oder negativem Temperaturkoeffizient zu verwenden.
Es sind auch Lampenschaltungen möglich, bei denen zum Unterschied von der in Fig. 2 gezeigten eine Vorwärmung der Elektroden im Arbeitszustand erfolgt sowie auch Schaltungen mit starterloser Zündung.
Die Vorschalteinrichtung-19--, der Starter --15-- und die Temperaturkompensationseinrichtung
EMI2.4
Leuchtenfassung, die mit der Temperaturkompensationseinrichtung--13--verbunden ist, auch eine Markierung vorhanden. Die Lampe funktioniert wie folgt :
Nach dem Anschluss wird die Lampe mit Hilfe des Starters gezündet. Hiebei hat die Temperaturkompensationseinrichtung--13--einen Widerstand, der durch die Temperatur, in der sie sich befindet, und die Temperatur der Umgebung, in der sich die Lampe befindet, bestimmt wird. Ist die Umgebungstemperatur hoch (obere Grenze des Arbeitstemperaturbereiches), so ist der Widerstand der
EMI2.5
der praktisch die Temperatur des Amalgams--l--nicht beeinflusst. Hiebei wird die Temperatur des Amalgams --l-- nur durch die Umgebungstemperatur bestimmt.
Unter diesen Bedingungen muss die gewählte Zusammensetzung des Amalgams einen optimalen Druck der Quecksilberdämpfe in der Lampe sichern. Bei niedrigen Umgebungstemperaturen wird der Widerstand der Temperaturkompensationseinrichtung verringert und über den Vorwärmer--3--fliesst ein grosser Strom. Dieser Strom ist umso grösser, je niedriger die Umgebungstemperatur gegenüber der Temperatur ist, bei der der über den Vorwärmer--3--fliessende Strom praktisch die Amalgamtemperatur nicht beeinflusst.
Die Charakteristik der Temperaturkompensationseinrichtung - wird derart gewählt, dass die Leistung des Vorwärmers--3--, die bei Änderung der Umgebungstemperatur in den vorgegebenen Grenzen eingestellt wird, eine konstante Temperatur des Amalgams - und damit einen konstanten Druck der Quecksilberdämpfe in der Lampe und einen konstanten Lichtstrom sichert.
Die Abhängigkeit des Lichtstromes der erfindungsgemässen Lampe im Vergleich zu einer Lampe mit reinem Quecksilber und einer Lampe mit Metallamalgam ohne Vorwärmung zeigt Fig. 3. Die Kurve "a" bezieht sich auf eine Lampe mit reinem Quecksilber. Das Maximum des Lichtstromes liegt bei 20 C, wobei der Strom sowohl bei der Abnahme, als auch bei der Zunahme der Umgebungstemperatur sehr stark ansteigt. Die Kurve"b"bezieht sich auf eine Lampe mit Metallamalgam ohne Vorwärmung. Bei einer solchen Lampe liegt das Maximum des Lichtstromes bei einer Umgebungstemperatur von 45 C, wobei der Strom sowohl mit Abnahme als auch mit Zunahme der Temperatur beträchtlich absinkt.
Die Kurve "c" bezieht sich auf eine Leuchtstofflampe mit Amalgam und mit Vorwärmer gemäss der Erfindung, bei der eine Amalgamverbindung mit einem Metall derart gewählt ist, dass das Maximum des Lichtstromes bei einer Umgebungstemperatur von 550C erreicht wird. Eine weitere Steigerung der Temperatur führt zur Senkung des Lichtstromes, weshalb eine Amalgamverbindung mit einem Metall gewählt wird, unter Berücksichtigung des maximalen Lichtstromes bei der im Betrieb höchstmöglichen Umgebungstemperatur. Bei einer Senkung der Umgebungstemperatur setzt die Wirkung des Vorwärmers ein, so dass der Lichtstrom konstant bleibt.
Nur bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen, bei
<Desc/Clms Page number 3>
welchen der Druck der Quecksilberdämpfe durch das aus dem Amalgam verdampfte und auf dem Kolben abgelagerte Quecksilber bestimmt wird, beginnt die Abnahme des Lichtstromes. Deshalb ist die Verwendung der Erfindung für solche Leuchtstofflampen und Umgebungstemperaturen zu empfehlen, bei welchen der kälteste Punkt der Lampe im Arbeitszustand eine Temperatur von mehr als 250C aufweist. Diese Temperatur entspricht etwa einem 10% eigen Abfall des Lichtstromes von seinem maximalen Wert.
Die Abhängigkeit der Lichtausbeute einer erfindungsgemässen Lampe von der Umgebungstemperatur hat praktisch den gleichen Verlauf, wie die Abhängigkeit des Lichtstromes, da die Leistungsverluste bei der Amalgamvorwärmung, wie oben gezeigt, sehr geringfügig sind. Beispielsweise übersteigen diese Verluste bei einer Lampe mit einer Leistung von 100 W nicht 3 W.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a fluorescent lamp with amalgam, which is in an extension of the
Lamp bulb is housed and is heated by means of an electrical preheater, the current of which can be controlled by the ambient temperature.
A fluorescent lamp is known in which the indium amalgam (U.S. Patent No. 3, 336, 502) in
Form of a ring strip is attached to the inner surface in the center of the lamp, while the
Amalgam preheater covers this section from the outside. The preheater flow is controlled with the aid of a photoelectric system.
Attaching the amalgam and the preheater in the center of the bulb complicates the manufacturing technology of the lamp and impairs the operating characteristics of the lamp-preheater
Systems. The complication of the technology of manufacture is due to the fact that it is complicated to apply the amalgam to the inner bulb surface before the lamp is manufactured, and it is necessary to strictly adhere to the above-described vacuum and heat treatment of the lamp.
The deterioration in the operating characteristics of the lamp preheater system is due to the following:
Complicated connection of the preheater to the preheating control system; Decrease in luminous flux due to the shielding of the lamp surface by the preheater; difficult adaptation of the lamp and the preheater in the case of separate manufacture and assembly by the consumer; complicated transport in the case of an arrangement of the preheater on the lamp at the lamp manufacturer; great effort for preheating because of the large heat spread on the preheater, among other things.
The purpose of the invention is to eliminate the deficiencies listed.
The invention is based on the object of creating a fluorescent lamp with such an arrangement of the amalgam preheater that ensures a significant simplification of the manufacturing technology and an improvement in the operating characteristics of the lamp.
The object is achieved in that the amalgam is housed in a known manner in the exhaust tube of the lamp and the preheater is arranged directly in the base of the lamp on the exhaust tube, the exhaust tube being kept at a temperature higher than the temperature of the coldest Zone of the lamp is.
The arrangement of the amalgam preheater in the lamp cap considerably simplifies the manufacturing technology of the lamp and considerably improves its operating properties.
A simplification of the manufacturing technology of the lamp results from the fact that the arrangement of the preheater in the exhaust tube enables the amalgam to be introduced into the stem immediately before the lamp is melted shut. As a result, it is not necessary to strictly adhere to certain conditions during the creation of the vacuum and during the heat treatment. These conditions must, for example, be precisely observed when the amalgam-forming metal or the amalgam is arranged in the form of a strip in the center of the lamp, since this strip must be formed before the vacuum is created and before the heat treatment. In addition, the arrangement of the amalgam in the exhaust tube is more suitable for production than the arrangement of an amalgam strip in the center of the lamp.
The improvement in the operating properties of the lamp is that the arrangement of the preheater in the base does not impair the transport possibilities of the lamp compared to a lamp without a preheater. In addition, the improvement enables the lamp to be easily connected (without additional conductors) to the light in which the control circuit for the preheater is arranged. The metal housing of the base is used as a contact for this connection. This does not lead to the lamp flux being shielded by the preheater.
Particularly noteworthy is the fact that the arrangement of the preheater in the base and the accommodation of the amalgam in the exhaust tube, because of the very small mass of the exhaust tube to be preheated and the lower influence of the ambient temperature on the temperature in the closed base space, ensures an optimal pressure of the mercury vapors with a significantly lower preheater output. The lower output of the preheater is not only favorable in view of the possibility of increasing the light output of the lamp, but also in view of the possibility of creating a simple circuit for controlling the output of the preheater as a function of the ambient temperature. This means that simpler temperature compensation circuits can be used to control the preheater output as a function of the ambient temperature.
Further features and advantages of the invention follow from the following explanatory description of an embodiment shown in the drawings, in which FIG. 1 shows a longitudinal section of a lamp part in which the preheater is located, FIG. 2 shows the circuit of the lamp and the preheater and FIG. 3 shows in a diagrammatic representation the luminous flux behavior of a lamp according to the invention in comparison with a lamp with pure mercury and a lamp with amalgam metal without a preheater.
The fluorescent lamp according to the invention according to FIG. 1 has a cylindrical shape. The maintenance of the optimum mercury vapor pressure in this lamp is ensured by additionally heating the amalgam housed in an exhaust tube - 2 - depending on the ambient temperature, with the aid of a preheater - 3 - placed on the exhaust tube - 2. The lamp can also have an oval, rectangular or similar cross-sectional shape. The lamp with the one on the exhaust tube
<Desc / Clms Page number 2>
EMI2.1
Preheater-3-pump stem --2-- should be excluded if it has a protrusion on the inner surface. The displacement of the amalgam --1-- in the pump stem --2-- can also be limited with the help of beads, glass fiber wadding or the like.
Fig. 2 shows an example of a circuit for the lamp according to the invention. From Fig. 2 it can be seen that the
EMI2.2
--3-- on base - 4 - and via a temperature compensation device - 13--, which controls the current flowing through the preheater when the ambient temperature changes, connected to a terminal - 14 - of the supply source. The other pin --10-- of the base --4-- is connected to a starter-15- which is used to ignite the fluorescent lamp. The starter - 15 - is also used to supply power
EMI2.3
connected. The ballast - 19 - is connected at its other end to the terminal - 14 - of the supply source. The pins -8,10- of the base -4- and the pins -16, 18-of the base -17- are each connected to activated electrodes -20 and 21- of the lamp.
To control the current of the preheater --3--, a temperature-dependent resistor with a positive or negative temperature coefficient should preferably be used as the temperature compensation device - 13.
Lamp circuits are also possible in which, in contrast to that shown in FIG. 2, the electrodes are preheated in the working state, as are circuits with starterless ignition.
The ballast-19--, the starter -15-- and the temperature compensation device
EMI2.4
Lamp socket, which is connected to the temperature compensation device - 13 - also has a marking. The lamp works as follows:
After connection, the lamp is ignited with the help of the starter. The temperature compensation device - 13 - has a resistance which is determined by the temperature in which it is located and the temperature of the environment in which the lamp is located. If the ambient temperature is high (upper limit of the working temperature range), the resistance is the
EMI2.5
which practically does not affect the temperature of the amalgam - l -. The temperature of the amalgam is determined only by the ambient temperature.
Under these conditions, the chosen composition of the amalgam must ensure an optimal pressure of the mercury vapors in the lamp. At low ambient temperatures, the resistance of the temperature compensation device is reduced and a large current flows through the preheater - 3 -. This current is greater, the lower the ambient temperature is compared to the temperature at which the current flowing through the preheater - 3 - has practically no effect on the amalgam temperature.
The characteristics of the temperature compensation device - is chosen so that the output of the preheater - 3 -, which is set within the specified limits when the ambient temperature changes, a constant temperature of the amalgam - and thus a constant pressure of the mercury vapors in the lamp and a ensures constant luminous flux.
The dependence of the luminous flux of the lamp according to the invention in comparison with a lamp with pure mercury and a lamp with metal amalgam without preheating is shown in FIG. 3. The curve "a" relates to a lamp with pure mercury. The maximum of the luminous flux is at 20 C, the current increasing very sharply both with the decrease and with the increase in the ambient temperature. The curve "b" relates to a lamp with metal amalgam without preheating. With such a lamp, the maximum luminous flux is at an ambient temperature of 45 ° C., the current falling considerably with both a decrease and an increase in temperature.
The curve "c" relates to a fluorescent lamp with amalgam and with a preheater according to the invention, in which an amalgam connection with a metal is selected so that the maximum of the luminous flux is reached at an ambient temperature of 550C. A further increase in temperature leads to a reduction in the luminous flux, which is why an amalgam compound with a metal is selected, taking into account the maximum luminous flux at the highest possible ambient temperature during operation. When the ambient temperature drops, the preheater starts to work so that the luminous flux remains constant.
Only at very low ambient temperatures, at
<Desc / Clms Page number 3>
which the pressure of the mercury vapors is determined by the mercury vaporized from the amalgam and deposited on the flask, the decrease in the luminous flux begins. The use of the invention is therefore recommended for those fluorescent lamps and ambient temperatures at which the coldest point of the lamp has a temperature of more than 250 ° C. in the working state. This temperature corresponds to a 10% drop in luminous flux from its maximum value.
The dependence of the luminous efficiency of a lamp according to the invention on the ambient temperature has practically the same profile as the dependence of the luminous flux, since the power losses during amalgam preheating, as shown above, are very slight. For example, for a lamp with a power of 100 W, these losses do not exceed 3 W.