DE102011012829A1

DE102011012829A1 - Schwefellampe mit Elektroden

Info

Publication number: DE102011012829A1
Application number: DE201110012829
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2011-03-02
Publication date: 2011-12-15

Abstract

Elektrodenlose Schwefellampen haben hohe Lichtausbeute und sind sehr effektive weiße Lichtquellen. Nachteilig bei elektrodenlosen Schwefellampen ist, dass die Technik für sie sehr aufwendig und somit teuer ist. Außerdem benötigen diese Lampen eine Stromversorgung für Magnetron, Abschirmung der Mikrowellen, intensive Kühlung. Eine Schwefellampe mit Elektroden wird keine von diesen Nachteilen haben, es entsteht allerdings das Problem der Elektrodenkorrosion durch Schwefel. Um die Elektroden von Korrosion zu schützen, wird die Schwefellampe mit einer Fühlung aus leichtem Edelgas in Drehung gehalten. Durch die Zentrifugalkraft wird der Schwefeldampf von der Drehachse verdrängt, währenddessen das leichte Edelgas im Bereich von der Drehachse bleibt und eine Schutzumgebung um die Elektroden bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwefellampe. Derartige Schwefellampen sind als elektrodenlose Gasentladungslampen bekannt.
Gasentladungslampen sind Lichtquellen, die eine Gasentladung verwenden und dabei die Lichtemission eines durch elektrische Entladung erzeugten Plasmas ausnutzen. Bei dem im Glaskolben enthaltenen Gas handelt es sich oftmals um ein Gemisch aus Metalldämpfen (z. B. Quecksilber) und Edelgasen (z. B. Argon) und ggf. anderen Gasen wie auch Halogenen. Eine Sonderform der Gasentladungslampe ist die elektrodenlose Schwefellampe. Sie besteht aus einer mit Schwefel und Argon gefüllten Quarzglaskugel, in der wird mit Hilfe von Hochfrequenzstrahlung ein Plasma erzeugt. Wegen der extrem hohen Temperaturen, die am Quarzglas der Kugel entstehen, wird sie in Drehung gehalten und dadurch gekühlt. Schwefellampen haben eine sehr hohe Lichtausbeute, sie haben ein ausgeglichenes Leuchtspektrum mit etwa 5700 K bis 6000 K Farbtemperatur und sind somit sehr effektive weiße Lichtquellen. Durch Regelung der Leistung des Hochfrequenzgenerators (Magnetrons) sind Schwefellampen gut dimmbar, ihr Farbspektrum bleibt dabei stabil.
Aufgrund des relativ hohen Geräteaufwandes waren diese Schwefellampen lange nicht kommerziell verfügbar. Seit 2006 produziert LG Electronics Schwefellampen unter der Bezeichnung ”Power Lighting System” (PLS-Lampen, auch als Sulfur Plasma Lampen angeboten). Sie werden häufig als Beleuchtung in Fernsehstudios oder als künstliche Beleuchtung für Pflanzen eingesetzt.
Nachteilig bei den elektrodenlosen Schwefellampen ist, dass die Technik für diese Lampen sehr aufwendig und somit teuer ist. Zudem sind sie nur als Leistungslampen mit rund 1500 W verfügbar. Außerdem benötigen diese Lampen eine Stromversorgung für Magnetron, Abschirmung der Mikrowellen, intensive Kühlung.
Eine Schwefellampe mit Elektroden wird keine von diesen Nachteilen haben, es entsteht allerdings das Problem der Elektrodenkorrosion durch Schwefel. In Patentschrift US 7,541,729 ist eine Schwefellampe mit Elektroden beschrieben. Die Metallelektroden in dieser Lampe sollen von der Korrosion durch die Schichten aus Metalloxiden geschützt werden. Diese Oxidschichten verhindern aber den elektrischen Kontakt zwischen Metallelektroden und Plasma.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht entsprechend darin, eine Schwefellampe mit Elektroden anzugeben, welche die o. g. Nachteile vermeidet. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Korrosion der Elektroden zu verhindern oder zu minimieren, so dass die Lebensdauer von dieser Lampe lange genug für die praktische Nutzung als Leuchtmittel wird.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung soll anhand der Zeichnung 1 erläutert werden. Ein zugeschmolzenen lichtdurchlässigen Kolben 1 mit Elektroden 4a und 4b wird auf der Antriebswelle eines Motors drehbar gehalten. Der Kolben enthält einige Milligramm Schwefel und wird mit einer Gasmischung gefühlt, die leichtes Edelgas Helium enthält. Außer Helium kann der Kolben auch andere Gase, wie z. B. Argon oder Krypton, enthalten, um die Zündung der Lampe zu erleichtern. Nach der Zündung einer Gasentladung wird der Kolben 1 ständig in Drehung gehalten. Durch die Erhitzung des Kolbens wird der Schwefel verdampft und mit der Gasfühlung vermischt. Dank der Wirkung von Zentrifugalkraft wird der schweren Schwefeldampf 3 von der Drehachse 5 verdrängt, währenddessen leichteres Helium 2 in der Nähe der Drehachse 5 bleibt und eine schützende Umgebung um die Elektroden 4a und 4b bildet. Die Korrosion der Elektroden durch den Schwefel wird dadurch verhindert oder zumindest stark reduziert. Wie effizient der Korrosionsschutz der Elektroden wird, hängt von der Drehzahl und der Größe des Kolbens ab; je kleiner die Lampe ist, desto schneller sie drehen soll, um die nötige Verdrängung des Schwefeldampfes von den Elektroden zu gewährleisten.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie den Aufwand und entsprechend die Kosten im Vergleich zu elektrodenlosen Schwefellampen stark reduziert.
Ein weiteren Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie sehr unterschiedliche Leistungen von Schwefellampen erlaubt, dadurch können sie sowohl bei der Haus- und Straßenbeleuchtung als auch bei der Beleuchtung von großen Hallen und in verschiedenen Scheinwerfern und Projektoren verwendet werden.
Noch ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Schwefellampen keine schädlichen Stoffe enthalten und bei ihrer Entsorgung wird, im Gegensatz zu vielen anderen Typen von Gasentladungslampen, die häufig Schwermetalle oder Halogene enthalten, keine Umweltbelastung entstehen.
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

US 7541729 [0005]

Claims

Schwefellampe mit Elektroden, die folgendes umfasst: a. Einfüllen von Schwefel und einer Gasmischung, die leichte Gase enthält, in einen zugeschmolzenen durchsichtigen drehbaren Kolben, der mindestens zwei Elektroden in der Nähe der Drehachse enthält; b. In Drehung bringen des Kolbens; c. Erzeugung von Gasentladung im Kolben durch Strom und Verdampfung von Schwefel durch dabei entstehende Hitze; d. Verdrängung des Schwefeldampfes von der Drehachse und Bildung um die Elektroden einer Umgebung aus leichten Gasen.
Schwefellampe nach Anspruch 1, wobei die die Elektroden umgebende leichten Gase als Schutz von Korrosion durch Schwefel dienen.
Schwefellampe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Menge an dem Schwefel im Kolben ungefähr 1–50 mg pro cm³ beträgt.
Schwefellampe mit Elektroden nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Gasfühlung im Kolben Wasserstoff und/oder zumindest einen von Edelgasen Helium, Neon, Argon, Xenon oder Krypton enthält.
Schwefellampe mit Elektroden nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Gasfühlung im Kolben bei Umgebungstemperatur bei einem Druck von ungefähr 1–1000 mbar vorliegt.
Schwefellampe mit Elektroden nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Lampe nach der Zündung in Drehung mit ungefähr 100–10000 Umdrehungen pro Minute gehalten wird.
Schwefellampe mit Elektroden nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Elektroden durch die Beschichtung mit Gold oder Platin zusätzlichen Korrosionsschutz bekommen.