CH323166A - Quecksilberdampfentladungslampe mit einer im Strahlengang angeordneten Leuchtstoffschicht - Google Patents

Description

      Quecksilherdampfentladungslampe   <B>mit einer im Strahlengang angeordneten</B>     Leuchtstoffachicht       Die Erfindung bezieht sich auf eine     Queck-          silberdampfentladungslampe,    bei der im Strah  lengang zur Farbverbesserung des ausgesand  ten Lichtes eine Schicht aus einem     Leucht-          stoffgemisch    angeordnet ist. Bekanntlich wei  sen     Quecksilberhochdrucklampen    ein Licht  spektrum auf, das in einigen Farbbereichen,  insbesondere im roten, aber auch im blauen  Bereich, starke Lücken besitzt und daher für  allgemeine Beleuchtung nicht befriedigt.

   Es  ist bekannt, eine Rotkorrektur bei     Quecksil-          berhochdrucklarnpen    dadurch zu bewirken,  dass zum Quecksilber     Cadmiummetalldampf     zugesetzt wird. Solche Lampen zeigen jedoch  eine schlechte Lichtausbeute und geringe Le  bensdauer. Ferner hat man bereits zur Er  zielung einer Farbkorrektur rotemittierende       Leuchtstoffe,    wie     Zn-Cd-Sulfid,        Cd-Silikat     und     Zn-Be-Silikat,    verwendet.

   Die     Leucht-          stoffe    werden üblicherweise auf der Innen  seite eines äussern     Hüllgefässes    aufgebracht,  hierbei stellte sich jedoch heraus, dass die  vorgeschlagenen Leuchtstoffe teils nicht tem  peraturbeständig waren oder an sich bei län  gerer Brenndauer der Lampe in der Intensi  tät stark abnahmen.  



  Als besonders geeignete Leuchtstoffe haben  sich für die Rotkorrektur von Quecksilber  hochdrucklampen Leuchtstoffe erwiesen, die  mit 4wertigem Mangan aktiviert sind. Es    sind dies bekanntlich     Magnesiumfluorogerma-          nat,        Magnesiumarsenat    und     Magnesiumtita-          nat.    Aber auch bei diesen Leuchtstoffen hat  sich gezeigt, dass schon nach einigen hundert  Brennstunden ein erheblicher Lichtabfall  auftritt, was offenbar dadurch hervorgerufen  wird, dass das Mangan aus dem     4wertigen    in  einen     niedrigerwertigen    Zustand übergeht.  



       Quecksilberhochdrucklampen    mit einer im  Strahlengang auf der     Innenseite    eines äussern       Hüllgefässes    angeordneten     Leuchtstoffschicht,     die mit 4wertigem Mangan aktivierte     Leucht-          stoffe    enthält, zeigen     verbesserte    Lichtaussen  dung und verlängerte Lebensdauer, wenn  dem mit 4wertigem Mangan aktivierten       Leuchtstoff    noch ein     mangan-antimon-akti-          v        iertes        Calciumhalogenphosphat    zugemischt  ist.

   Ein weiterer     Zusatz    von     mangan-blei-akti-          viertem        Calcium-Strontium-Silikat    wirkt sich       ebenfalls    günstig auf die Lebensdauer solcher       Leuchtstoffschichten    aus.

   Das auf der Innen  seite des äussern     Hüllkolbens    der Quecksilber  hochdrucklampen angebrachte -     Leuchtstoff-          gemisch        kann        insbesondere        aus        10-60        %!        mit     4wertigem Mangan aktiviertem Leuchtstoff,  20-55     0/@        mangan-antimon-aktiviertem    Cal  ciumhalogenphosphat und bis zu 40 0/0     man-          gan-blei-aktiviertem        Calcium-Strontium-Sili-          kat    bestehen.

   Günstiges Verhalten zeigt eine       Leuchtstoffmischung    aus     301/o    Magnesium-           fluorogermanat    (aktiviert mit 4wertigem       Mangan),        40        %i        Calciumhalogenphosphat        (ak-          tiviert    mit Mangan und Antimon) und 30 0/0       Calcium-Strontium-Silikaf    (aktiviert mit Man  gan und Blei).

   Hierbei entspricht das     Magne-          siumfluorogermanat    der     Zusammensetzung          MgO        -0,5-1        MgF2        #    1     Ge02        #    0,01 Mn, wäh  rend das     Calciumhalogenphosphat    die Zusam  mensetzung 3     Ca?,    (P04)2     #    1     CaF2        +    0,1-10       ()

  ew.%        Mn        +        2-6        Gew        11/a        Sb        aufweist.        Das     verwendete     Calcium-Strontium-Silikat    enthält       einen    Anteil von 1-1,5     MolO/o        Sr0    + 1-3       Gew.O/o    Mn + 1-3     Gew        4/a        Pb.     



  In weiteren Beispielen der Ausführung  der Erfindung tritt an die Stelle des mit       4wertigem    Mangan aktivierten     Magnesium-          fluorogermanat    die gleiche Menge mit     4werti-          gem    Mangan aktiviertes     Magnesiumarsenat     oder mit 4wertigem Mangan aktiviertes     Ma-          gnesiumtitanat.     



  Das günstige Verhalten des     Leuchtstoffge-          misches    kann folgendermassen gedeutet wer  den. Im     Hüllgefäss    der Quecksilberhochdruck  lampe muss eine schwach oxydierende Atmo  sphäre vorhanden sein, damit die Reduktion  des Mangans aus dem 4wertigen in einen.       niedrigerwertigen    Zustand vermieden wird.

    Das     Calciumhalogenphosphat    hat eine     schwa-          ehe        Halogenwasserstoff-Adhäsion.    Offenbar  wird durch Photoreaktion infolge der energie  reichen     Ultraviolettstrahlung    freies Halogen  aus dem     adhärierenden    Halogenwasserstoff  gebildet, welches dann eine Reduktion des       4-wertigen    Mangans verhindert bzw. die Oxy  dation zu dem     4wertigen    Mangan besorgt.  



  Das     Leuchtstoffgemisch    hat gegenüber  andern bei     Quecksilberhochdrucklampen    ver  wendeten Leuchtstoffen noch den Vorteil,  dass es keine Eigenfarbe hat, sondern weiss  aussieht und folglich keine Verlustabsorption  durch die Eigenfarbe des Leuchtstoffes auf  weist. Da die maximale Anregung der     Einzel-          leuehtstoffe    des Gemisches bei verschiedenen  Wellenlängen     erfolgt,    wird durch Anwendung  des Gemisches auch eine hohe Lichtausbeute  erzielt. Ausserdem ist dadurch, dass die Emis  sion des     Leuchtstoffgemisches    über fast das    ganze Spektrum verteilt ist, die Wiedergabe  aller Farben im Licht der Lampen gut.  



  In der beigefügten Zeichnung ist eine       Quecksilberhoclidrucklampe    mit einer im  Strahlengang angeordneten     Leuchtstoffschicht     nach der Erfindung veranschaulicht. Die  Lampe enthält eine     Hoehdruckentladungs-          röhre    1 aus UV-durchlässigem Glas oder  Quarz von     verhältnismässig    geringen Abmes  sungen. Beispielsweise beträgt der Innen  durchmesser der Röhre 6 mm und der Aussen  durchmesser 8 mm. Die an den Enden der  Entladungsröhre 1 eingeschmolzenen Elektro  den 2 und 3, deren Abstand .etwa 20 mm be  trägt, sind mittels     Stromzuführungsdrähten     4 und 5 im Quetschfuss 6 der Lampe befe  stigt.

   In der Entladungsröhre 1 befindet sich  eine die Zündung einleitende     Edelgasgrund-          füllung    z. B. Argon und eine solche Menge       Quceksilber,    dass beim Brennen der Lampe  ein hoher Dampfdruck von etwa     3P-5        Atm.     entwickelt wird. Vor dem Quetschfuss 6 be  findet sich als Wärmeschutz für den Sockel  ein vorteilhaft aus Glimmer bestehender  Schirm 7.

   Die     Hochdruekentladungsröhre    1  wird von einem Aussenkolben 8 umschlossen,  auf dessen     Innenseite    eine Schicht aus einem       Leuchtstoffgemisch,    bestehend aus     300/9        Ma-          gnesiumfluorogermanat    (aktiviert mit     4werti-          gem        Mangan),        40        %        Calciumhalogenphosphat     (aktiviert mit Mangan und Antimon) und       '00%        Calcium-Strontium-Silikat        (aktiviert     mit Mangan und Blei),

   als gut haftende  Schicht 9 aufgebracht ist. Der Aussenkolben 8  ist in bekannter Weise mit einem Schraub  sockel 10 versehen.     Ebensogut    kann natürlich  eine andere Sockelausführung, z. B. ein     Bajo-          nettsockel,    benutzt werden. Der Durchmesser  des Kugelteils des Aussenkolbens 8 beträgt  nur etwa 80-90 mm, da das     Leuchtstoffge-          misch    noch bei Temperaturen von etwa 300  bis 350  C temperaturbeständig ist.

   Bei Ver  wendung von weniger temperaturbeständigen  Leuchtstoffen musste bisher ein grösserer       Aussenkolben    benutzt werden, um die Wärme  abfuhr zu vergrössern und die Temperatur  an der die     Leuchtstoffschicht    tragenden Kol  benwand zu verringern. Der Aussenkolben      kann auch eine andere Form, z. B. die einer  Birne oder eines     Ellipsoids    aufweisen, um  beispielsweise eine gleichmässige Temperatur  der Kolbenwand und damit eine gleichmässige  Emissionshelligkeit der     Leuchtstoffschicht    zu  erreichen.  



  Ferner ist es möglich, die Hochdrucklampe       als        Mischlichtlampe    auszubilden, bei der in  bekannter Weise innerhalb des Aussenkolbens  noch eine Glühwendel dem eigentlichen     Ent-          ladungshochdruckbrenner    als     Vorwiderstand          i        orgeschaltet    ist. In diesem Fall kann der  Anteil des durch den Hochdruckbrenner ge  lieferten Lichtstromes gegenüber den üblichen       Mischlichtlampen    erhöht werden, ohne dass  eine Farbverschlechterung eintritt, da zu dem  Rot des Glühfadens noch das vom     Leueht-          stoffgemisch    gelieferte Rot hinzukommt.

   Das       Leuchtstoffgemisch    nach der Erfindung weist  auch in der     Mischlichtlampe    eine     ausreichende     Temperaturbeständigkeit und Lebensdauer  auf und gestattet die Erzielung der gewünsch  ten Farbkorrektur.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Quecksilberdampfentladungslampe mit einer im Strahlengang auf der Innenseite eines äussern Hüllgefässes angeordneten Leucht- stoffschieht, die mit 4wertigem Mangan akti vierte Leuchtstoffe enthält, dadurch gekenn zeichnet, dass der Leuchtstoffschicht zur Ver hinderung der Reduktion des 4wertigen Man gans und des damit verbundenen Nachlassens der Lichtemission mangan-antimon-aktiviertes Calciumhalogenphosphat beigemischt ist.

   UNTERANSPRÜCHE l.. Quecksilberdampfentladungslampe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtstoffschicht noch mangan-blei-akti- >viertes Calcium-StrontiumSilikat enthält.

   2. Quecksilberdampfentladungslampe nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Leuchtstoff- schicht aus 10-60 0/a mit 4wertigem Mangan aktiviertem Magnesiumfluorogermanat, 20 bis 85 % mangan-antimon-aktiviertem Calcium- halogenphosphat und bis zu 40 0/a mangan- blei-aktiviertem Calcium-Strontium-Silikat be steht.

   3. Quecksilberdampfentladungslampe nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Leuehtstoff- schicht aus 10-60 % mit 4wertigem Mangan aktiviertem Magnesiumarsenat,

   20 bis 85 0/0 mangan-antimon-aktiviertem Calciumhalogen- phosphat und bis zu 400/9 mangan-blei-akti- viertem Calcium-Strontium-Silikat besteht.

   4. Quecksilberdampfentladungslampe nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Leuchtstoff- schieht aus 10-60 %i mit 4wertigem Mangan aktiviertem Magnesiumtitanat,

   20-85 % man- gan-antimon-aktiviertem Calciumhalogenphos- phat und bis zu 40 % mangan-blei-aktiviertem Calcium-Strontium-Silikat besteht.

   5. Quecksilberdampfentladungslampe nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Leuchtstoff- schicht aus 30 a/oi mit 4wertigem Mangan akti- viertem Magnesiumfluorogermanat,

   40 %i man- gan-antimon-aktiviertem Calciumhalogenphos- phat und 30 % mangan-blei-aktiviertem Cal- cium-Strontium-Silikat besteht.