DE102008056173A1

DE102008056173A1 - Hochdruckentladungslampe

Info

Publication number: DE102008056173A1
Application number: DE102008056173A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Genz
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2010-05-12
Also published as: US8569952B2; CN102203899A; EP2342735A1; JP2012507836A; CN102203899B; US20110204776A1; WO2010052142A1

Abstract

Die Hochdruckentladungslampe weist eine Metallhalogenidfüllung auf, wobei als Halogen Jod oder Brom verwendet wird. Daneben wird Xenon und Hg eingesetzt. Als Metallhalogenide werden Halogenide von Na zusammen mit seltenen Erden, zumindest von Gd und Tm, verwendet. Zusätze an Ho, Pr, In und Tl sind möglich.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Lampen sind insbesondere Hochdruckentladungslampen mit keramischem Entladungsgefäß oder auch Quarzglasgefäß für die Allgemeinbeleuchtung.
Stand der Technik
Die EP 1 153 415 B1 offenbart eine Hochdruckentladungslampe, bei der eine Metallhalogenidfüllung verwendet wird. Die Hochdruckentladungslampe benützt eine Füllung aus Na oder Li zusammen mit Hg und TbJ3. Die Farbtemperatur liegt im Bereich Daylight zwischen 4825 und 7070 K. Der CRI liegt bei 87 bis 93. Die Effizienz ist nur 61 bis 76 lm/W. Dort ist auch die JP 51-086281 zitiert, die NaJ, GdJ3 und TlJ zusammen mit Hg und Ar verwendet.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hochdruckentladungslampe mit Metallhalogenidfüllung bereitzustellen, die eine Farbtemperatur im Bereich Daylight von mindestens 5000 K erreicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß wird jetzt eine Füllung für die Lichtfarbe Daylight, bevorzugt 5500 bis 6500 K, verwendet, die als Metallhalogenide Halogenide von Na und Tm sowie Gd verwendet.
Das Entladungsgefäß besteht aus Keramik. Das Aspektverhältnis (Innere Läge/Innendurchmesser) liegt bevorzugt zwischen 2 und 8. Als Füllgas wird Edelgas, bevorzugt Xenon oder Argon mit einem Druck zwischen 50 und 500 hPa, verwendet (kalt). Allgemein kann auch bevorzugt eine Edelgasmischung verwendet werden, die allein oder überwiegend Xenon aufweist. Xenon bringt gegenüber Argon etwas mehr Lichtausbeute durch geringere Wärmeverluste (etwa 1 bis 3 lm/W), ist aber teuerer als Argon.
Die Wandbelastung gemessen im Bereich zwischen den Elektoden liegt bevorzugt zwischen 20 und 40 W/cm².
Die Füllung enthält als Metallhalogenid Anteile Natrium und Seltene Erden (SE). Als Seltene Erden kommen zumindest Tm und Gd zum Einsatz. Das molare Verhältnis zwischen Gd und Tm liegt dabei zwischen 0,1 und 1, besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 0,8. Das molare Verhältnis zwischen der Summe aller Seltenenen Erden und Natium liegt bevorzugt zwischen 0,2 und 5, besonders bevorzugt zwischen 0,3 und 3. als zusätzliche SE eignen sich Pr und/oder Ho, wobei der Anteil an der gesamten Menge an SE maximal jeweils 10 Mol.-% beträgt.
Die Füllung kann weiterhin In und Tl enthalten. Besonders bevorzugt sind 2 bis 20 mol.-% der Füllung In.
Als Halogen kommen Jod und/oder Brom zum Einsatz. Besonders bevorzugt liegt der molare Anteil von Brom unter 50%.
Die Farbtemperatur liegt im Daylight-Bereich ab 5000 K, bevorzugt 5500 bis 6500 K. Mit der erfindungsgemäßen Metallhalogenidfüllung ist die Farbwiedergabe größer als 80 und die Lichtausbeute liegt über 90 lm/W.
Das erfindungsgemäße Konzept ist vor allem für Lampen kleiner Leistung im Bereich 15 bis 400 W geeignet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
1 eine Hochdruckentladungslampe mit Entladungsgefäß;
2 ein Spektrum der Lampe aus 1.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
1 zeigt schematisch eine Metallhalogenidlampe 1. Sie besteht aus einem Entladungsgefäß 2 aus Keramik, in das zwei Elektroden (nicht sichtbar) eingeführt sind. Das Entladungsgefäß hat einen zentralen Teil 3 und zwei Enden 4 mit Durchführungen wie an sich bekannt. Das Entladungsvolumen hat ein Aspektverhältnis von 5.
Das Entladungsgefäß 2 ist von einem Außenkolben 7 umgeben. Das Entladungsgefäß 2 ist im Außenkolben mittels eines Gestells, das eine kurze und lange Stromzuführung 11a und 11b beinhaltet, gehaltert und mit einem Schraubsockel 5 verschlossen.
Das Entladungsgefäß enthält eine Füllung, die typisch Hg (1 bis 10 mg/cm³) und 5 bis 50 mg/cm³ Jodide von Tm, Tl, Na, In und Gd umfasst. Als Edelgas wird Xenon unter einem Druck von 250 hPa kalt verwendet.
Die genaue Dosierung ist in Tab. 1 gezeigt.

Komponen- Gew.-%

TmJ3 46,4

TlJ 5,8

NaJ 19,6

InJ 5

GdJ3 23,2
Damit ergeben sich folgende Kenndaten der Lampe:

100 h Werte

Farbtemperatur 6000 K

Lichtstrom 6705 lm

Farbwiedergabe 81

Lichtausbeute 92 lm/W

Brennspannung 100 V

Leistung 73 W
Bei dieser Füllung kann auf TlJ und InJ ggf. verzichtet werden. Mögliche Zusätze an SE-Metallen sind noch Ho und Pr.
Ein Spektrum einer derartigen Lampe ist in 2 gezeigt, wo die relative Strahlungsleistung gegen die Wellenlänge aufgetragen ist. Das Spektrum liefert für den Farbort einen x-Wert von 0,323 und einen y-Wert von 0,343. Die Farbtemperatur ist 5950 K. Der Farbwiedergabeindex Ra ist 81. Die Lichtausbeute ist 91,5 lm/W.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1153415 B1 [0002]
- JP 51-086281 [0002]

Claims

Hochdruckentladungslampe mit einem keramischen Entladungsgefäß, der ein Entladungsvolumen umgibt, wobei eine Füllung, die Natriumhalogenide, Halogenide der Seltenen Erden, Quecksilber und Edelgas enthält, im Entladungsvolumen untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung gleichzeitig die Seltenen Erden Tm und Gd enthält, wobei der relative Anteil, molar betrachtet, zwischen Gd und Tm bei 0,1 bis 1 liegt.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der relative Anteil zwischen 0,2 und 0,8 liegt, Randwerte eingeschlossen.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halogenid Jod und/oder Brom ist, bevorzugt mit maximal 50 Mol.-% Brom, und dass als Edelgas Xenon und/oder Argon verwendet wird.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhalogenide als Seltene Erden außerdem Ho und/oder Pr mit jeweils maximal 10 Mol.-% aufweisen.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich als Metallhalogenide Halogenide von In und/oder Tl verwendet werden.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Hg im Bereich 1 bis 20 mg/cm³ beträgt.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Verhältnis zwischen der Summe aller Seltenen Erden und Na bei 0,2 bis 5, bevorzugt 0,3 bis 3, liegt.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampe eine Farbwiedergabe von mindestens 80 aufweist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampe eine Lichtausbeute von mindestens 90 lm/W aufweist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbtemperatur mindestens 5000 K beträgt, insbesondere 5500 bis 6500 K.