DD258099A1 - Elektrische lampe mit einer lichtdurchlaessigen infrarotreflektierenden einrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Lampe mit einer lichtdurchlaessigen infrarotreflektierenden Einrichtung, bestehend aus Ueberzuegen auf Kolbenwaenden einer Hochdruckentladungslampe, beispielsweise Quecksilberdampf-, Natriumdampf- und Halogen-Metalldampflampen. Bei derartigen Lampen soll eine erhoehte Lichtausbeute mit einem weitgehend geringen Aufwand an lichtdurchlaessigen infrarotreflektierenden Einrichtungen ermoeglicht werden. Aufgabe der Erfindung ist es, dass mit unveraenderter Kolbenform bei noch geringen Lichtverlusten und nicht beeintraechtigter Lichtverteilung es ermoeglicht werden kann, die vom Entladungsgefaess erzeugte Infrarotstrahlung so auf das Gefaess zurueckzureflektieren, dass kuehlere Entladungsgefaessbereiche in ihrer Temperatur angehoben werden koennen, damit eine Temperaturangleichung auf den gesamten Entladungsgefaessbereich erreicht werden kann. Das wird dadurch erreicht, dass Ueberzuege auf einer Kolbenwand strukturiert angeordnet sind, indem sowohl beschichtete als auch unbeschichtete Kolbenbereiche vorhanden sind. Die beschichteten Bereiche sind beispielsweise als ringfoermige Streifen ausgebildet und sind unweit von den kaelteren Bereichen des Entladungsgefaesses angeordnet. Fig. 1

Description

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Überzüge auf der Innenwand eines Außenkolbens einer elektrischen Lampe strukturiert angeordnet sind, indem sowohl beschichtete als auch unbeschichtete Kolbenbereiche vorhanden sind, wobei die beschichteten Bereiche beispielsweise als ringförmige Streifen ausgebildet sind.

Die Überzüge sind vorzugsweise in den Kolbenbereichen angeordnet, die unweit von kältesten Bereichen der Entladungsgefäße sind. Die Überzüge sind vorzugsweise in Kolbenbereichen angeordnet, die sich bei Betrieb der elektrischen Lampe unterhalb des Entladungsgefäßes befinden.

Die Funktion und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Lösung ist wie folgt:

Bei Betrieb einer entsprechenden elektrischen Lampe wird die von einer Gasentladung und/oder vom Entladungsgefäß erzeugte Infrarotstrahlung von den erfindungsgemäß strukturiert ausgebildeten Überzügen auf Bereiche des Entladungsgefäßes reflektiert, an denen verstärkt Wärmeverluste auftreten, so daß die dort vorhandene niedrige Temperatur aufgehoben wird, ohne die Temperatur der sowieso schon warmen Bereiche der Gefäßwand weiter zu erhöhen. Insbesondere wird dabei bei rohrförmigen Entladungsgefäßen die von den mittleren Entladungsbereichen erzeugte Infrarotstrahlung auf den Bereich der Entladungsgefäßenden reflektiert.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Halogen-Metalldampflampe mit erfindungsgemäß strukturiert angeordnetem

Überzug, Fig. 2: eine schematische Darstellung einer Halogen-Metalldampflampe mit erfindungsgemäß strukturiert angeordnetem

Überzug, Fig. 3: eine schematische Darstellung einer Halogen-Metalldampflampe nach Fig. 2 in einer anderen Ausführungsform mit erfindungsgemäß angeordnetem Überzug.

Die in den FIg. 1 bis 3 gezeigten elektrischen Lampen bestehen jeweils aus einem Kolben 1, einem Sockel 2, einem Entladungsgefäß 3 und erfindungsgemäßen Überzügen 4. Die Überzüge bestehen aus lichtdurchlässigen, infrarotreflektierenden hochdotierten Halbleiterschichten.

Die Überzüge 4 sind in den Zeichnungen schraffiert dargestellt. Um sich in den Zeichnungen nur auf das Wesentliche der Erfindung zu beschränken, wurden daher alle weiteren Lampenteile wie beispielsweise Gestell, Getterring u.a.m. nicht dargestellt. Die Ausbreitung charakteristischer Infrarotstrahlen ist in den Zeichnungen durch Pfeile angedeutet.

Fig. 1 zeigt eine Natriumdampf-Hochdrucklampe in einem zylinderförmigen Außenkolben 1. Auf der Innenwand des Außenkolbens 1 sind ringförmige Streifen mit einer Breite, die einem Viertel der Länge des Entladungsgefäßes 3 entspricht, aufgetragen, die aus antimondotierten Zinnoxid bestehen.

Die Streifen 4 sind so angeordnet, daß sie jeweils die beiden äußersten Viertel des Entladungsgefäßes 3 überdecken. Damit wird gewährleistet, daß Infrarotstrahlung aus den mittleren Bereichen auf die Endteile des Entladungsgefäßes 3 reflektiert und die Infrarotstrahlung der Endbereiche auf die Endbereiche zurückreflektiert wird. Außerdem wird gewährleistet, daß keine Infrarotstrahlung auf die mittleren Bereiche des Entladungsgefäßes reflektiert wird.

Fig. 2 zeigt eine Halogen-Metalldampflampe in einem elliptischen Außenkolben 1, die für eine waagerechte Betriebslage bestimmt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde der lichtdurchlässige infrarotreflektierende Überzug 4 aus zinndotierten Indium auf den Kolbenbereich angeordnet, der sich unterhalb dös Entladungsgefäßes 3 befindet. Dadurch wird die Infrarotstrahlung des unteren Bereiches des Entladungsgefäßes 3 auf denselben zurückreflektiert und somit die Temperatur dieses Bereiches erhöht. Bei diesem-Ausführungsbeispiel muß allerdings die Brennlage gekennzeichnet werden. Ein Betrieb ist nur in speziellen Fassungen möglich, die gewährleisten, daß die beschichtete Seite des Außenkolbens 1 nach unten zeigt. Ein Betrieb der Lampe mit dem Überzug 4 nach oben würde zu einer Überhitzung der Oberseite des Entladungsgefäßes 3 und zum schnellen Ausfall der Lampe führen.

Fig. 3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine Halogen-Metalldampflampe kleiner Leistung mit einem einseitig gequetschten Entladungsgefäß 3 in einem kugelförmigen Kolben 1, wie er für Allgebrauchsglühlampen üblich ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde das Entladungsgefäß 3 so angeordnet, daß die Entladung etwas außerhalb des Mittelpunktes des Kolbens liegt. Ein breit aufgetragener Streifen 4 aus antimondotiertem Zinnoxid auf dem halsnahen Kolbenbereich bewirkt, daß ein Großteil der Infrarotstrahlung der Entladung auf die Quetschung reflektiert und diese erwärmt wird.

Die in den Ausführungsbeispielen genannten Überzüge 4 sind als Einfachschichten ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, komplizierte Mehrfachschichten-Überzüge aus verschiedenen Komponenten, z. B. TiO₂-Ag-TiO₂ zu verwenden. Außer den Grundforderungen, also hoher Transmissionsgrad im sichtbaren und hoher Reflexionsgrad im infraroten Spektralbereich, besteht eine weitere Forderung an derartige Überzüge darin, daß sie bei der Außenkolbentemperatur, die bei Betrieb der Lampe größer als 400 Kelvin ist, über etwa 10000 Stunden stabil sein müssen.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lampe sind folgende:

Mit einem wesentlich geringen technischen Aufwand an lichtdurchlässigen infrarotreflektierenden Einrichtungen kann mit den erfindungsgemäßen Merkmalen eine weitgehende Verbesserung des Wärmehaushaltes, dadurch bedingt eine erhöhte Lichtausbeute und verbesserte Farbeigenschaften, bei elektrischen Lampen, insbesondere bei Hochdruck-Entladungslampen kleiner Leistung, beispielsweise Natriumdampf-Hochdrucklampen 50 Watt oder Halogen-Metalldampflampen kleiner/gleich 100 Watt, erreicht werden.

Von den wärmsten Bereichen des Entladungsgefäßes bzw. von der Entladung selbst erzeugte Infrarotstrahlung kann durch die erfindungsgemäß strukturiert ausgebildeten Überzüge auf Bereiche des Entladungsgefäßes mit niedrigerTemperatur reflektiert werden, um den für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Lampe erforderlichen Dampfdruck zu erzeugen, ohne andere Teile des Entladungsgefäßes durch Überhitzung zu schädigen. Die Absorptionsverluste der sichtbaren Strahlung durch die strukturierten Überzüge werden dabei auf ein notwendiges Minimum reduziert. Die Lichtverteilung der elektrischen Lampe wird nicht nachteilig beeinträchtigt.

Claims (3)

1. Elektrische Lampe mit einer lichtdurchlässigen infrarotreflektierenden Einrichtung, bestehend aus Überzügen auf Kolbenwänden, insbesondere auf Innenflächen eines Außenkolbens von Hochdruck-Entladungslampen mit verschieden ausgebildeten Entladungsgefäßen, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzüge (4) auf einer Kolbenwand (1) strukturiert angeordnet sind, indem sowohl beschichtete als auch unbeschichtete Kolbenbereiche vorhanden sind, wobei die beschichteten Bereiche beispielsweise als ringförmige Streifen ausgebildet sind.

2. Elektrische Lampe nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzüge (4) vorzugsweise in Kolbenbereichen angeordnet sind, die unweit von den kältesten Bereichen des Entladungsgefäßes (3) sind.

3. Elektrische Lampe nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzüge (4) vorzugsweise in Kolbenbereichen angeordnet sind, die sich bei Betrieb der elektrischen Lampfe unterhalb des Entladungsgefäßes (3) befinden.

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine elektrische Lampe mit einer lichtdurchlässigen infrarotreflektierenden Einrichtung, bestehend aus Überzügen auf Kolbenwänden, insbesondere eine Anordnung lichtdurchlässiger infrarotreflektierender Überzüge auf Außenkolben bei Hochdruckentladungslampen, wie beispielsweise Quecksilberdampf-, Natriumdampf- und Halogen-Metalldampflampen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach der DE-OS 3233966 (HO 1J 61 /02) wird eine Entladungslampe hoher Intensität mit einer Einrichtung zum Reflektieren von Infrarot-Strahlung vom warmen Zentralabschnitt eines Entladungsgefäßes auf kühlere Bereiche desselben geschaffen. Hierbei ist zwischen einem Außenkolben und dem Entladungsgefäß der Entladungslampe ein Reflektor an einem Rahmen (Gestell) montiert. Der Reflektor besteht vorzugsweise aus einem Material, wie Glas, das für Strahlung sichtbarer Wellenlänge durchlässig ist, jedoch mit einem infrarotreflektierenden Material überzogen ist. Zusätzlich kann auch der Außenkolben auf seiner gesamten Innenfläche mit einem lichtdurchlässigen infraro.treflektierenden Überzug versehen werden. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, den Außenkolben in seinem Mittelabschnitt mit einer ringförmigen Einbuchtung zu versehen.

Die Nachteile-dieser Einrichtungen sind durch einen hohen Aufwand bei Herstellung und Anordnung (Montage) derselben in einer Lampe gekennzeichnet. Ferner ist die Wirksamkeit der Einrichtungen gemäß DE-OS 3233966 weitgehend begrenzt, da diese Einrichtungen eine streuende Wirkung haben und nur geringe Mengen der Infrarot-Strahlung auf die gewünschten Bereiche des Entladungsgefäßes lenken. Durch die Anordnung der Einrichtungen in Hauptstrahlungsrichtung der Lampe, treten sowohl hohe Lichtverluste als auch eine wesentliche Verschlechterung der Lichtverteilung auf.

Ziel der Erfindung

Mit der Erfindung sollen bei elektrischen Lampen, vorzugsweise bei Hochdruck-Entladungslampen mit einem klaren Außenkolben und üblicher Kolbenform, insbesondere von Lampen kleiner Leistungsaufnahme, eine erhöhte Lichtausbeute mit einem weitgehend geringeren Aufwand an lichtdurchlässigen infrarotreflektierenden Einrichtungen ermöglicht werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Lampe vorher genannter Art mit verbessertem Wärmehaushalt zu schaffen, daß es mit unveränderter Kolbenform bei noch geringeren Lichtverlusten und nicht beeinträchtigter Lichtverteilung ermöglicht werden kann, einen Teil der von einer Entladung oder von einem Entladungsgefäß erzeugten Infrarotstrahlung so auf das Entladungsgefäß zu reflektieren, damit die Temperatur in kälteren Entladungsgefäßbereichen angehoben und somit eine weitgehende Angleichung der Temperatur aller Teile des Entladungsgefäßes erreicht werden kann.