DE102013109013A1

DE102013109013A1 - Incandescent

Info

Publication number: DE102013109013A1
Application number: DE102013109013.3A
Authority: DE
Inventors: Christoph Kaiser; Rainer Kling; Celal Mohan Ögün
Original assignee: Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Current assignee: Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2015-02-26
Also published as: WO2015025010A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Allgebrauchslampe (1) zur Verwendung in für den Netzbetrieb geeigneten Leuchtenfassungen sowie eine Verwendung einer Hochdruck-Entladungslampe als Leuchtmittel für eine Allgebrauchslampe für Leuchtenfassungen, die für den Netzbetrieb geeignet sind. Dabei weist die Allgebrauchslampe einen zumindest teilweise lichtdurchlässigen Außenkolben (2), einen Lampensockel (3) zur Kontaktierung mit einer für den Netzbetrieb geeigneten Leuchtenfassung und ein Leuchtmittel zur Erzeugung eines Lichtspektrums im sichtbaren Bereich auf. Das Leuchtmittel weist hierbei ein Hochdruck-Entladungsgefäß (4), das mit einer ionisierbaren Gasmischung gefüllt ist, einen Hochfrequenzverstärker (8) und eine zwischen dem Entladungsgefäß (4) und dem Hochfrequenzverstärker (8) angeordnete Kopplungseinrichtung (6) zum Einkoppeln einer Hochfrequenzleistung in das Entladungsgefäß (4) auf.The present invention relates to an all-use lamp (1) for use in suitable for network operation lamp holders and a use of a high-pressure discharge lamp as a lighting means for a general-use lamp for lamp holders, which are suitable for network operation. In this case, the general-use lamp has an at least partially translucent outer bulb (2), a lamp cap (3) for contacting with a suitable for network operation light socket and a light source for generating a light spectrum in the visible range. In this case, the luminous means has a high-pressure discharge vessel (4) which is filled with an ionizable gas mixture, a high-frequency amplifier (8) and a coupling device (6) arranged between the discharge vessel (4) and the high-frequency amplifier (8) for coupling a high-frequency power into the Discharge vessel (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Allgebrauchslampe sowie eine Verwendung eines Leuchtmittels für eine solche Allgebrauchslampe. The invention relates to an incandescent lamp and to a use of a luminous means for such an incandescent lamp.

Als Ersatz für bisher verwendete Glühlampen mit einem Wolframdraht als Leuchtmittel sind aus dem Stand der Technik der Licht- und Lampentechnik Kompaktleuchtstofflampen bekannt. Kompaktleuchtstofflampen sind als sogenannte Energiesparlampen mit den bei Glühlampen üblichen sogenannten Edison-Schraubsockeln E14 oder E27 erhältlich. Als Leuchtmittel fungiert eine meist gewendelte oder gebogene Röhre, in der eine Gasentladung (üblicherweise mit Quecksilber) stattfindet, wobei die Leuchtstofflampen zu den Quecksilber-Niederdrucklampen zählen. Diese Lampen benötigen, um funktionieren zu können, ein Vorschaltgerät. Da konventionelle Vorschaltgeräte deutlich größer als elektronische sind, werden bei Kompaktleuchtstofflampen stets elektronische Vorschaltgeräte eingesetzt. Dabei befindet sich das für den Betrieb erforderliche Vorschaltgerät im Sockel der Lampe. Das Vorschaltgerät heizt beim Lampenstart eine Kathode auf, die das in der Röhre vorliegende Quecksilber erhitzt und verdampft. As a substitute for previously used incandescent lamps with a tungsten wire as a light source compact fluorescent lamps are known from the prior art of light and lamp technology. Compact fluorescent lamps are available as so-called energy-saving lamps with the usual incandescent bulbs E14 or E27 Edison. As a light bulbs acts a mostly coiled or bent tube in which a gas discharge (usually with mercury) takes place, the fluorescent lamps are among the low-pressure mercury lamps. These lamps require a ballast to operate. As conventional ballasts are significantly larger than electronic ballasts, compact ballasts are always equipped with electronic ballasts. The ballast required for operation is located in the base of the lamp. The ballast heats when the lamp starts a cathode, which heats and evaporates the mercury present in the tube.

Diese Bauform erlaubt das Ersetzen von Glühlampen durch Kompaktleuchtstofflampen. Nachteile dieser Kombination von Leuchtmittel und Vorschaltgerät sind der höhere Preis und der ökologisch unerwünschte Aspekt, dass die Lampe nur mit dem Vorschaltgerät entsorgt werden kann. Zudem zünden sie sehr langsam, sind schwierig zu dimmen und haben eine im Vergleich zur herkömmlichen Glühlampe schlechte Farbwiedergabe. This design allows the replacement of incandescent lamps by compact fluorescent lamps. Disadvantages of this combination of lamp and ballast are the higher price and the environmentally undesirable aspect that the lamp can only be disposed of with the ballast. In addition, they ignite very slowly, are difficult to dim and have a poor color reproduction compared to the conventional light bulb.

Ferner sind aus dem Stand der Technik LED-Lampen bekannt, die moderne Leuchtmittel mit klassischer Fassung bezeichnen, wobei anstelle einer Glühwendel eine oder mehrere LEDs verwendet werden. Allerdings weisen diese Arten von Lampen ebenfalls eine zur herkömmlichen Glühlampe vergleichsweise schlechte Farbwiedergabe auf und sind teuer in der Anschaffung. Sie haben zudem den Nachteil, dass sie nicht als Vollraumstrahler zu verwenden sind, da LEDs zum einen ein punktförmiges Licht mit geringem Abstrahlkegel erzeugen, wodurch keine gute Ausleuchtung gegeben ist. Zum Anderen werden diese Lampen im Betrieb sehr heiß, so dass an der Lampe Kühlungsrippen zur Kühlung des LED-Leuchtmittels angeordnet sein müssen, die dazu beitragen, dass keine Vollraumabstrahlung des LED-Lichts erreicht werden kann. Furthermore, LED lamps are known from the prior art, which designate modern bulbs with classic version, wherein instead of a filament one or more LEDs are used. However, these types of lamps also have a comparatively poor color reproduction to the conventional incandescent lamp and are expensive to purchase. They also have the disadvantage that they are not to be used as a full-room radiator, since LEDs on the one hand produce a point-like light with low Abstrahlkegel, whereby no good illumination is given. On the other hand, these lamps are very hot during operation, so that cooling fins for cooling the LED light source must be arranged on the lamp, which help ensure that full-room radiation of the LED light can not be achieved.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Allgebrauchslampe bereitzustellen, die kompakt geformt ist, handelsübliche Glühlampen im Alltagsgebrauch ersetzen kann und dabei kostengünstig zu produzieren ist. Based on this prior art, the present invention seeks to provide an all-use lamp that is compact in shape, can replace commercial light bulbs in everyday use and is inexpensive to produce.

Diese Aufgabe wird durch eine Allgebrauchslampe mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by an omnivorous lamp having the features of independent claim 1.

Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung eine kostengünstige Allgebrauchslampe bereitzustellen durch die Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Furthermore, the object of the invention to provide a low-cost general-service lamp is achieved by the use of the features of claim 8.

Bevorzugte Ausführungsformen werden durch die Unteransprüche beschrieben. Preferred embodiments are described by the subclaims.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Allgebrauchslampe zur Verwendung in für den Netzbetrieb geeigneten Leuchtenfassungen weist einen zumindest teilweise lichtdurchlässigen Außenkolben, der transluzent oder vollständig transparent sein kann auf. Ferner weist die Allgebrauchslampe einen Lampensockel zur Kontaktierung mit einer für den Netzbetrieb geeigneten Leuchtenfassung und ein Leuchtmittel zur Erzeugung eines Lichtspektrums im sichtbaren Bereich auf. Das Leuchtmittel weist hierbei ein Hochdruck-Entladungsgefäß, das mit einer ionisierbaren Gasmischung gefüllt ist, einen Hochfrequenzverstärker und eine zwischen dem Entladungsgefäß und dem Hochfrequenzverstärker angeordnete Kopplungseinrichtung zum Einkoppeln einer Hochfrequenzleistung in das Entladungsgefäß auf. An embodiment according to the invention of an incandescent lamp for use in luminaire holders suitable for mains operation has an outer bulb which is at least partially translucent and which can be translucent or completely transparent. Furthermore, the general-use lamp has a lamp base for making contact with a lamp socket suitable for mains operation and a light source for generating a light spectrum in the visible range. In this case, the luminous means has a high-pressure discharge vessel which is filled with an ionizable gas mixture, a high-frequency amplifier and a coupling device arranged between the discharge vessel and the high-frequency amplifier for coupling a high-frequency power into the discharge vessel.

Die Erfindung ermöglicht eine Allgebrauchslampe, deren Hochdruck-Entladungsgefäß nicht nur das bisher verwendete Filament ersetzt, sondern eine Lampe bereitstellt, die im täglichen Gebrauch in üblichen Leuchtenfassungen eingesetzt werden kann. Sie ist dabei hocheffizient und durch ihre erfindungsgemäß miniaturisiert ausgebildeten Komponenten auch energiesparend. Erstmals kann ein Leuchtmittel einer Allgebrauchslampe durch eine Hochdruckkomponente ersetzt werden. Bei dem verwendeten Hochdruck-Entladungsgefäß ist ein großer Vorteil, dass das Entladungsgefäß kompakt sein kann. Dabei korreliert das Volumen des Entladungsgefäßes mit der abzugebenden Lichtleistung; je kleiner das Volumen, desto höher die Leistung. The invention enables a general-use lamp whose high-pressure discharge vessel not only replaces the previously used filament, but also provides a lamp which can be used in everyday use in conventional lamp holders. It is highly efficient and energy-saving due to their inventively miniaturized components. For the first time, a light source of an all-use lamp can be replaced by a high-pressure component. In the high-pressure discharge vessel used, a great advantage is that the discharge vessel can be compact. In this case, the volume of the discharge vessel correlates with the light output to be emitted; the smaller the volume, the higher the performance.

Es kann vorgesehen sein, dass die Allgebrauchslampe eine elektrodenlose Hochdruck-Allgebrauchslampe sein kann, wobei zur Zündung und Betrieb der ionisierbaren Gasmischung Hochfrequenzleistung mittels einer Kopplungseinrichtung mit Impedanztransformation und Hochspannnungszündung wie in WO 2009 068618 A3 beschrieben in das Entladungsgefäß eingekoppelt werden kann. Die Kopplungsvorrichtung kann dazu einen Impedanztransformator aufweisen, der besonders für einen Dauerbetrieb einer Allgebrauchslampe geeignet ist, wobei die damit durchführbare Impedanztransformation dabei zur Leistungsanpassung eingesetzt werden kann. Damit die Hochdrucklampe ordnungsgemäß leuchten kann, ist eine gewisse Wärmemenge notwendig. Dadurch, dass mittels der Mikrowellen in einem Frequenzbereich von 800 MHz bis 10 GHz eine initiale Zündung des Gasgemisches eine bestimmte Wärmemenge erzeugt, kann ein erforderlicher hoher Druck durch die kontinuierliche Wärmeabgabe erreicht werden. It can be provided that the general-use lamp can be an electrodeless high-pressure general-use lamp, wherein for the ignition and operation of the ionizable gas mixture high-frequency power by means of a coupling device with impedance transformation and high-voltage ignition as in WO 2009 068618 A3 described can be coupled into the discharge vessel. The coupling device can for this purpose have an impedance transformer which is particularly suitable for continuous operation of an incandescent lamp, wherein the impedance transformation that can be carried out thereby can be used to match the power. For the high-pressure lamp to shine properly, a certain amount of heat is necessary. The fact that an initial ignition of the gas mixture generates a certain amount of heat by means of the microwaves in a frequency range of 800 MHz to 10 GHz, a required high pressure can be achieved by the continuous heat release.

Dazu kann ferner erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Kopplungseinrichtung einen Hochfrequenzkontakt aufweist, der mit dem Entladungsgefäß einseitig operativ verbunden sein kann. Einseitig bedeutet hierbei, dass das Entladungsgefäß nur an einer Stelle mit der Kopplungseinrichtung verbunden sein kann und somit auch nur eine Durchführung durch eine Wandung des Entladungsgefäßes erforderlich sein kann. Dabei kann der Hochfrequenzkontakt ein dielektrischer Wellenleiter sein, der mit dem Entladungsgefäß kapazitiv gekoppelt sein kann. Es kann damit eine einseitige Anbindung der Hochfrequenz-Einkopplung realisiert werden. For this purpose, it can further be provided according to the invention that the coupling device has a high-frequency contact, which can be operatively connected to the discharge vessel on one side. On one side, this means that the discharge vessel can only be connected at one point to the coupling device and thus only one passage through a wall of the discharge vessel may be required. In this case, the high-frequency contact may be a dielectric waveguide, which may be capacitively coupled to the discharge vessel. It can thus be realized a one-sided connection of the high-frequency coupling.

Die Erfindung kann bevorzugt vorsehen, dass der Außenkolben und der Lampensockel und ferner auch das Entladungsgefäß und die Kopplungseinrichtung jeweils lösbar miteinander verbunden sein können, so dass die unterschiedlichen Komponenten der Lampe, dabei insbesondere das Entladungsgefäß ausgetauscht werden können. Die Lampe kann damit modular aufgebaut sein, so dass bei Verschleiß einer einzelnen Komponente ein einfacher Austausch ermöglicht wird. Auch die anderen Komponenten der Allgebrauchslampe können in ihrer elektrischen Verbindung voneinander einfach und schnell gelöst werden. Die Lampe gestaltet sich dadurch besonders im Aufbau modular, dabei einfach und wartungsfreundlich. Es muss nicht mehr die komplette Lampe entsorgt werden, sondern die einzelnen Komponenten können getrennt einem Recycling zugeführt werden. Dies ist kostengünstig und gleichzeitig ökologisch. The invention may preferably provide that the outer bulb and the lamp cap and also the discharge vessel and the coupling device can each be releasably connected to each other, so that the different components of the lamp, in particular the discharge vessel can be replaced. The lamp can thus be modular, so that when a single component wear a simple replacement is possible. The other components of the general service lamp can be solved easily and quickly in their electrical connection. This makes the lamp especially modular in design, yet simple and easy to maintain. It is no longer necessary to dispose of the complete lamp, but the individual components can be recycled separately. This is inexpensive and at the same time ecological.

Vorteilhaft kann das Entladungsgefäß aus einem dichten transparenten Material gebildet sein und mit der ionisierbaren Gasmischung gefüllt sein. In der Gasmischung kann hierbei ein verdampftes Metall, ein verdampftes Metall-Halogenid, Stickstoff jeweils in vorbestimmten Anteilen vorgesehen sein. Das ionisierbare Gasgemisch kann ferner aus Metallhalogeniden, wie Quecksilber-Halogeniden oder Indiumiodid-haltigen Halogeniden, diese auch Holmium und/oder Thulium aufweisend bestehen. Für eine 10 W Hochdruckentladungslampe mit Holmium-Thulium-Indiumchlorid-Mischung oder Einzelchloriden werden 5 mg Metallsalze bei 0,1 cm³ Lampenvolumen benötigt um 100 lm/W bei einer Farbtemperatur von in etwa 4500K zu erreichen. sowie einen geringen Anteil an Edelgasen, wie Argon, Xenon oder Krypton zum Zünden der Gasmischung. Advantageously, the discharge vessel may be formed of a dense transparent material and filled with the ionizable gas mixture. In the gas mixture in this case a vaporized metal, a vaporized metal halide, nitrogen can be provided in each case in predetermined proportions. The ionizable gas mixture may further consist of metal halides, such as mercury halides or indium iodide-containing halides, these also having holmium and / or thulium. For a 10 W high-pressure discharge lamp with holmium-thulium-indium chloride mixture or single chlorides, 5 mg of metal salts at 0.1 cm ³ lamp volume are required to reach 100 lm / W at a color temperature of approximately 4500K. and a small proportion of noble gases, such as argon, xenon or krypton for igniting the gas mixture.

Der Gesamtdruck in dem Entladungsgefäß kann bei ionisierter Gasmischung größer als 10⁵ Pa sein, so dass eine Hochdruckentladung auftreten kann. Dadurch, dass die Leuchtmittel in der bisherigen Lage des Filament bzw. einer Glühwendel angeordnet sind, kann ein gleichmäßiges und farbechtes Licht in alle Raumrichtungen abgegeben werden. Die Farbwiedergabe kann durch die jeweils verwendete Gasmischung effektiv eingestellt werden. Als Metall für bspw. ein bevorzugt verwendetes Metall-Halogenid kann Quecksilber Verwendung finden. Alternativ sind quecksilberfreie Varianten durch Wahl eines anderen Metalls, wie bspw. Indiumiodid, in der Gasmischung möglich. Diese Varianten sind besonders ökologisch. The total pressure in the discharge vessel can be greater than 10 ⁵ Pa in the case of an ionized gas mixture, so that a high-pressure discharge can occur. The fact that the bulbs are arranged in the previous position of the filament or a filament, a uniform and color-fast light can be delivered in all directions. The color rendering can be effectively adjusted by the particular gas mixture used. Mercury can be used as metal for, for example, a preferably used metal halide. Alternatively, mercury-free variants are possible by choosing another metal, such as indium iodide, in the gas mixture. These variants are especially ecological.

Damit das Entladungsgefäß in der Mitte des Außenkolbens angeordnet sein kann, kann erfindungsgemäß zur Abstandshaltung und Aufnahme des dielektrischen Wellenleiters ein Stützrohr vorgesehen sein, das aus dem gleichen Material wie das Entladungsgefäß gefertigt sein kann. Dadurch kann die Allgebrauchslampe gestalterisch einfach einen Vollraumstrahler realisieren. So that the discharge vessel can be arranged in the middle of the outer bulb, a support tube can be provided according to the invention for spacing and receiving the dielectric waveguide, which can be made of the same material as the discharge vessel. As a result, the general-purpose lamp can simply be designed to realize a full-room radiator.

In einer weiteren Ausführungsform kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Hochfrequenzverstärker über einen elektrischen Gleichrichter mit dem Lampensockel zur Herstellung eines elektrischen Kontakts mit einer Leuchtenfassung verbunden sein kann. Der Lampensockel kann dazu einen geeigneten Kontakt aufweisen oder selbst vollständig aus Metall gearbeitet sein, so dass ein vollflächiger Kontakt des Lampensockels mit einer Leuchtenfassung erreicht werden kann. Der Gleichrichter kann dabei ein AC/DC-Wandler bekannter Bauart sein und stellt ein günstiges Bauteil dar. In a further embodiment it can be provided according to the invention that the high-frequency amplifier can be connected to the lamp base via an electrical rectifier for producing an electrical contact with a lamp socket. The lamp base may for this purpose have a suitable contact or even be made entirely of metal, so that a full-surface contact of the lamp cap can be achieved with a lamp socket. The rectifier can be an AC / DC converter of known design and represents a favorable component.

Auch kann vorgesehen sein, dass das von dem Hochfrequenzverstärker ausgegebene Hochfrequenzsignal ein monofrequentes oder ein moduliertes Steuersignal sein kann. Dabei kann das Steuersignal im GHz-Bereich liegen, wobei das Hochfrequenzsignal in einem Bereich zwischen 0,9 und 5 GHz, bevorzugt bei 2,45 GHz gewählt sein kann. It can also be provided that the high-frequency signal output by the high-frequency amplifier can be a monofrequency or a modulated control signal. The control signal in the GHz Range may be, wherein the high-frequency signal in a range between 0.9 and 5 GHz, preferably at 2.45 GHz may be selected.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht ferner vor, dass mittels des Hochfrequenzverstärkers eine Leistung in einem Bereich von 5 W bis 20 W in die Lichtkammer eingekoppelt werden kann. Diese Leistung entspricht den regulären Leuchtenfassungen, wobei der Sockel entsprechend angepasst werden kann. Bevorzugt kann ein Halbleiterverstärker verwendet werden, da er in der erforderlichen geringen Größe die entsprechend geforderte Leistung erreichen kann. Die Erfindung ist jedoch darauf nicht beschränkt, so können auch andere Verstärkervarianten in Frage kommen. An embodiment of the invention further provides that a power in the range of 5 W to 20 W can be coupled into the light chamber by means of the high-frequency amplifier. This performance corresponds to the regular lamp holders, whereby the base can be adjusted accordingly. Preferably, a semiconductor amplifier can be used, since it can achieve the required power in the required small size. However, the invention is not limited thereto, so other amplifier variants may come into question.

Die vorgenannten elektronischen Bauteile können zu einem Vorschaltgerät zusammengefasst sein. Hierbei ist es möglich Standard-Vorschaltgeräte für Mikrowellenverstärkung zu verwenden, wie sie bspw. aus dem Mobiltelefonbereich bekannt sind. The aforementioned electronic components can be combined to form a ballast. It is possible to use standard ballasts for microwave amplification, as they are known, for example. From the mobile phone area.

Vorteilhaft kann der Lampensockel ein standardisierter Schraubsockel sein, wobei vorzugsweise ein Edison-Schraubsockel verwendet werden kann. Handelsübliche Edison-Schraubsockel können in der Größe E27 oder E14 bereitgestellt werden. Der Sockel kann dazu ein Gewinde aufweisen, das einem Gewinde einer zu verwendeten Leuchtenfassung entspricht. Je nachdem, welcher Leuchtenfassung der Sockel entsprechen soll, kann ein passender Sockel gewählt werden. Die Lampe kann somit für alle bisherigen Leuchtenfassungen eingesetzt werden. Advantageously, the lamp cap can be a standardized screw base, wherein preferably an Edison screw base can be used. Commercially available Edison screw bases can be provided in size E27 or E14. The base may have a thread that corresponds to a thread of a used lamp socket. Depending on which luminaire socket the socket should correspond to, a suitable socket can be chosen. The lamp can thus be used for all previous lamp holders.

Die Erfindung sieht ferner vor, dass der Außen- oder auch Lampenkolben aus lichtdurchlässigen, hitzebeständigen Material gefertigt sein kann. Solche Materialien sind unter anderem Quarzglas oder Aluminiumoxidkeramik Al₂O_3.. Der Außenkolben kann ferner aus lichtdurchlässigen, Material gefertigt sein. Solche Materialien sind unter anderem Glas, wie Quarzglas,- oder auch Borsilikatglas. In jedem Fall sind klare oder matte Ausführungsformen, auch in Farbe, möglich. Dazu kann der Außenkolben an einer inneren Wandung mit einer leitfähigen transparenten Beschichtung versehen sein. Beispielsweise ist eine transparente Indium-Zinn-Schicht möglich. Diese Schicht kann durch ihre Leitfähigkeit eine Abstrahlung von hochfrequenter Strahlung aus der Lampe verhindern. The invention further provides that the outer or lamp bulb can be made of translucent, heat-resistant material. Such materials include quartz glass or alumina ceramic Al ₂ O ₃ . The outer bulb may also be made of translucent, material. Such materials include glass, such as quartz glass, - or borosilicate glass. In any case, clear or matte embodiments, even in color, are possible. For this purpose, the outer bulb may be provided on an inner wall with a conductive transparent coating. For example, a transparent indium-tin layer is possible. Due to its conductivity, this layer can prevent radiation of high-frequency radiation from the lamp.

Der zu verwendenden Formenvielfalt des Außenkolbens sind keine Grenzen gesetzt, bevorzugt kann der Außenkolben zu einer Längsachse der Hochfrequenzlampe rotationssymmetrisch sein und z.B. die Form einer herkömmlichen Glühbirne aufweisen. Dies kann aufgrund des brillanten Lichts eine hohe Akzeptanz bei Benutzern erzeugen. Die Abstrahlcharakteristik kann dabei von Vollraumstrahlern auch zu punktförmigem Licht reichen, je nach Ausgestaltung der Lampe selbst. There are no limits to the variety of shapes of the outer bulb to be used. Preferably, the outer bulb can be rotationally symmetrical with respect to a longitudinal axis of the high-frequency lamp, and e.g. have the shape of a conventional light bulb. This can generate high user acceptance due to the brilliant light. The emission characteristic can range from full-space radiators to punctiform light, depending on the configuration of the lamp itself.

Erfindungsgemäß ist ferner eine Verwendung einer Hochdruck-Entladungslampe als Leuchtmittel für eine Allgebrauchslampe für Leuchtenfassungen vorgesehen, die für den Netzbetrieb geeignet sind. Netzbetrieb ist gleich bedeutend mit Netzspannung, die von Energieversorgern in den Stromnetzen bereitgestellte elektrische Spannung. Hierbei kann die Lampe in handelsüblichen Leuchtenfassungen für in Privathaushalten, Geschäften oder Büros etc. üblicher Wechselspannung betrieben werden. Bei einem kleinen Volumen des Entladungsgefäßes kann eine hohe Lichtleistung erreicht werden. Dabei kann die Lampe je nach verwendeter ionisierbarer Gasmischung eine Lichtausbeute in einem Bereich von 70–100 Lumen pro Watt, insbesondere von über 80 Lumen pro Watt erreichen. Dies ist höher als von aus dem Stand der Technik bekannten LED-Lampen, die im Mittel lediglich eine maximale Lichtausbeute von 60 Lumen pro Watt erreichen. According to the invention, a use of a high-pressure discharge lamp is furthermore provided as the lighting means for an all-use lamp for lamp holders, which are suitable for mains operation. Mains operation is equal to mains voltage, the electrical voltage provided by utilities in the power grids. In this case, the lamp can be operated in commercially available lamp holders for in private households, shops or offices, etc. usual AC voltage. With a small volume of the discharge vessel, a high light output can be achieved. Depending on the ionizable gas mixture used, the lamp can achieve a luminous efficacy in a range of 70-100 lumens per watt, in particular of more than 80 lumens per watt. This is higher than known from the prior art LED lamps, which achieve on average only a maximum light output of 60 lumens per watt.

Ferner kann durch ein derartiges Hochdruck-Leuchtmittel, das einen in der Regel zu den Abmessungen des Außenkolbens vergleichsweise kleines Entladungsgefäß aufweisen kann, der Lichtschwerpunkt in dem Außenkolben in der Mitte gesetzt werden, so dass dadurch eine Allgebrauchslampe gefertigt werden kann, die ein Vollraumstrahler mit einer Abstrahlcharakteristik in alle drei Raumrichtungen in gleichmäßiger Weise bilden kann. Furthermore, the light center of gravity in the outer bulb can be set in the middle by such a high-pressure light source, which can have a generally comparatively small discharge vessel to the dimensions of the outer bulb, so that thereby an all-use lamp can be made, which is a full-room radiator with a Abstrahlcharakteristik in all three spatial directions can form in a uniform manner.

Die Lampe funktioniert nach einem einfachen Prinzip. Aus dem Stromnetz kann Spannung mittels des AC/DC-Wandlers gleichgerichtet werden. Der Verstärker erzeugt ein Mikrowellensignal, das auf die Kopplungsstruktur, d. h. den dielektrischen Wellenleiter mit Spannungsüberhöhung geleitet wird, wobei die Spannung einen höheren Wert als die Gesamtspannung erreicht. Hiernach werden die Mikrowellen in die Lichtkammer des Entladungsgefäßes geleitet. Durch die hochfrequente Leistung der Mikrowellen kann ein Heizen und Zünden der ionisierbaren Gasmischung gleichzeitig stattfinden. The lamp works on a simple principle. Voltage can be rectified from the mains using the AC / DC converter. The amplifier generates a microwave signal indicative of the coupling structure, i. H. the voltage-increased dielectric waveguide is passed, the voltage reaching a value greater than the total voltage. Thereafter, the microwaves are directed into the light chamber of the discharge vessel. Due to the high-frequency power of the microwaves, heating and ignition of the ionizable gas mixture can take place simultaneously.

Es kann vorgesehen sein, die Lampe mit einer Elektrode zu zünden, wobei das Gas in der Lichtkammer entzündet und die Zündung dauerhaft betrieben wird. Hierbei tritt eine Ionisierung der Gasatome auf; die Teilchen tauschen ihre Energie durch Stöße aus, werden in höhere Niveaus angeregt und geben bei Abregung von den höheren in die Ausgangsniveaus diese Energiedifferenz als elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Bereich ab. Die Lampe kann bevorzugt elektrodenlos betrieben werden, wobei bei einer elektrodenlosen Entladung Wechselfelder ohne Elektroden in das Gas eingekoppelt werden können, wobei von einer kapazitiven Kopplung der hochfrequenten Energie gesprochen werden kann. Die erfindungsgemäße Gasentladungslampe emittiert aufgrund ihres inneren hohen Gasdrucks ein breitbandiges Lichtspektrum, bevorzugt im sichtbaren Bereich. Diese Art der Hochdrucklampe wird u. a. auch in DE 10 2009 022 755 beschrieben, die eine resonante Zündung eines ionisierbaren Gasgemischs offenbart. It can be provided to ignite the lamp with an electrode, wherein the gas ignited in the light chamber and the ignition is operated permanently. In this case, an ionization of the gas atoms occurs; the particles exchange their energy through collisions, are excited to higher levels and, when de-energized from the higher to the output levels, emit that energy difference as electromagnetic radiation in the visible range. The lamp can preferably be operated without electrodes, wherein in an electrodeless discharge alternating fields without electrodes can be coupled into the gas, which can be spoken of a capacitive coupling of the high-frequency energy. Due to its internal high gas pressure, the gas discharge lamp according to the invention emits a broadband light spectrum, preferably in the visible range. This type of high pressure lamp is also used in DE 10 2009 022 755 which discloses a resonant ignition of an ionizable gas mixture.

Weitere Ausführungsformen, sowie einige der Vorteile, die mit diesen und weiteren Ausführungsformen verbunden sind, werden durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung deutlich und besser verständlich. Unterstützend hierbei ist auch der Bezug auf die Figur in der Beschreibung. Gegenstände oder Teile derselben, die im Wesentlichen gleich oder sehr ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Es zeigt: Other embodiments, as well as some of the advantages associated with these and other embodiments, will become apparent and better understood by the following detailed description. Supporting here is the reference to the figure in the description. Items or parts thereof that are substantially the same or very similar may be given the same reference numerals. It shows:

1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Allgebrauchslampe; und 1 a schematic view of an embodiment of the invention of the general service lamp; and

2 eine schematische Ansicht eines Hochdruck-Entladungsgefäßes der Allgebrauchslampe. 2 a schematic view of a high-pressure discharge vessel of the general-service lamp.

Die 1 zeigt eine als Hochfrequenz-Hochdruck-Lampe ausgebildete Allgebrauchslampe 1 in Form einer handelsüblichen Glühlampe. Die Hochdruck-Lampe 1 weist einen Außenkolben 2 auf, der aus einem transparenten, volllichtdurchlässigen Material, wie Borsilikatglas gefertigt ist. Der Außenkolben 2 schützt vor versehentlichem Kontakt mit dem heißen Inneren und verhindert zudem, dass die Hitze nach außen dringt, das Innere des Außenkolbens 2 abkühlt und damit die Ionisierung beeinflusst wird. Es werden hierbei negative Ionen gebildet. Hierzu ist der Außenkolben 2 ferner mit einer Innenbeschichtung 2a an seiner inneren Wandung beschichtet. The 1 shows a trained as a high-frequency high-pressure lamp utility lamp 1 in the form of a commercial light bulb. The high pressure lamp 1 has an outer bulb 2 on, which is made of a transparent, fully translucent material, such as borosilicate glass. The outer bulb 2 protects against accidental contact with the hot interior and also prevents the heat from leaking to the outside, the inside of the outer bulb 2 cools and thus the ionization is affected. In this case, negative ions are formed. This is the outer bulb 2 further with an inner coating 2a coated on its inner wall.

Der Außenkolben 2 ist mit einem Lampensockel 3 verbunden, der einem handelsüblichen E27- oder E14-Sockel entspricht. Der Lampensockel 3 weist ein Lampengewinde 3a auf, das einem Gewinde einer üblichen Leuchtenfassung entspricht. Ferner ist ein Kontakt 3b am Sockel 3 angeordnet, der bei Einbau in eine Leuchtenfassung mit einem darin angeordneten Gegenkontakt in elektrischen Kontakt treten kann. The outer bulb 2 is with a lamp base 3 connected, which corresponds to a standard E27 or E14 socket. The lamp base 3 has a lamp thread 3a on, which corresponds to a thread of a conventional lamp socket. Further, a contact 3b at the base 3 arranged, which can come into electrical contact with a counter-contact disposed therein when installed in a lamp holder.

Innerhalb des Außenkolbens 2 ist an der Stelle, wo bei bisher bekannten Glühbirnen üblicherweise eine Glühwendel bzw. Filament angeordnet war, ein Entladungsgefäß 4 angeordnet. Das Entladungsgefäß 4 ist aus einem gasdichten, transparenten Material, wie Quarzglas gefertigt und ist mit einem ionisierbaren Gasgemisch befüllt. Wie die 2 dargestellt, bildet das Entladungsgefäß 4 eine Lichtkammer 5, die das das Gasgemisch umschließt und worin das im Betrieb ionisierbare Gasgemisch Licht emittiert. Eine beispielhafte Zusammensetzung des ionisierbaren Gases kann 1 bis 10 mg eines Quecksilber- oder Indiumiodid-Halogenids, 20 Pa an Argon und 0,1 bis 0,2 mg Jod aufweisen. Bei einer typischen Betriebstemperatur der Lampe 1 von in etwa 850 °C, sind die Gase ionisiert und die Lampe 1 gibt kontinuierliches Licht ab. Je nach gewünschter Farbwiedergabe kann die Zusammensetzung des ionisierbaren Gasgemisches entsprechend gewählt werden. Inside the outer bulb 2 is at the point where usually an incandescent filament or filament was arranged in previously known bulbs, a discharge vessel 4 arranged. The discharge vessel 4 is made of a gas-tight, transparent material, such as quartz glass and is filled with an ionizable gas mixture. As the 2 represented, forms the discharge vessel 4 a light chamber 5 that surrounds the gas mixture and in which the ionizable gas mixture emits light during operation. An exemplary composition of the ionizable gas may include 1 to 10 mg of a mercury or indium iodide halide, 20 Pa of argon, and 0.1 to 0.2 mg of iodine. At a typical operating temperature of the lamp 1 of about 850 ° C, the gases are ionized and the lamp 1 emits continuous light. Depending on the desired color rendering, the composition of the ionizable gas mixture can be selected accordingly.

Das Entladungsgefäß 4 ist einseitig mit einer Kopplungseinrichtung 6 verbunden, die hochfrequente Leistung in das Entladungsgefäß 4 koppelt. Über einen dielektrischen Wellenleiter 6a, der an einem unteren Randabschnitt des Entladungsgefäßes 4 angeordnet ist und als Hochfrequenzkontakt ausgebildet ist, wird die Hochfrequenzleistung in das Entladungsgefäß 4 eingekoppelt. Mittels des dielektrischen Wellenleiters 6a können Mikrowellen an das Entladungsgefäß 4 in die Lichtkammer 5 und damit an die sich darin befindlichen Gasmischung eingetragen und hochfrequente Leistung eingekoppelt werden. Der dielektrische Wellenleiter 6a ist dabei ein Hohlleiter, der durch eine Wandung 4a des Entladungsgefäßes 4 hindurch in die Lichtkammer 5 ragt. Damit das Entladungsgefäß 4 in der Mitte des Außenkolbens 2 angeordnet sein kann, ist zur Abstandshaltung und Aufnahme des dielektrischen Wellenleiters 6a ein Stützrohr 6b vorgesehen, das aus dem gleichen Material wie der das Entladungsgefäß 4 gefertigt ist. The discharge vessel 4 is one-sided with a coupling device 6 connected, the high-frequency power in the discharge vessel 4 coupled. Via a dielectric waveguide 6a at a lower edge portion of the discharge vessel 4 is arranged and designed as a high frequency contact, the high frequency power is in the discharge vessel 4 coupled. By means of the dielectric waveguide 6a can microwaves to the discharge vessel 4 into the light chamber 5 and thus registered to the gas mixture contained therein and coupled high-frequency power. The dielectric waveguide 6a is a waveguide through a wall 4a of the discharge vessel 4 through into the light chamber 5 protrudes. So that the discharge vessel 4 in the middle of the outer bulb 2 can be arranged, is for spacing and receiving the dielectric waveguide 6a a support tube 6b provided, made of the same material as the discharge vessel 4 is made.

Mit der Kopplungseinrichtung 6 ist über einen Impedanztransformator 7 ein Hochfrequenzverstärker 8 verbunden, der die hochfrequente Spannung zum Zünden des Gasgemisches und eine Dauerleistung erzeugt. Der Hochfrequenzverstärker 8 kann über den Sockel 3 mit dem Stromanschluss einer Leuchte verbunden werden. Dazwischen geschaltet sind ferner ein Gleichrichter 9 zum Gleichrichten des im Stromnetz an der Leuchte anliegenden Wechselstroms sowie eine Steuer-Einheit 10, wie ein handelsüblicher Steuer-IC, die den Stromfluss zum Verstärker 8 und die Einspeisung der Hochfrequenzleistung steuert. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Allgebrauchslampe 2 Außenkolben 2a Beschichtung 3 Sockel 3a Gewinde 3b Kontakt 4 Entladungsgefäß 4a Wandung Entladungsgefäß 5 Lichtkammer 6 Kopplungseinrichtung 6a Wellenleiter 6b Stützrohr 7 Impedanztransformator 8 Hochfrequenz-Verstärker 9 Gleichrichter 10 Steuereinheit With the coupling device 6 is via an impedance transformer 7 a high frequency amplifier 8th connected, which generates the high-frequency voltage for igniting the gas mixture and a continuous power. The high frequency amplifier 8th can over the socket 3 connected to the power connector of a luminaire. In between are also connected a rectifier 9 to rectify the in the power grid at the Light applied alternating current and a control unit 10 as a commercial control IC, which controls the flow of current to the amplifier 8th and controls the supply of high frequency power. LIST OF REFERENCE NUMBERS 1 Incandescent 2 outer envelope 2a coating 3 base 3a thread 3b Contact 4 discharge vessel 4a Wall discharge vessel 5 light chamber 6 coupling device 6a waveguides 6b support tube 7 impedance transformer 8th High-frequency amplifier 9 rectifier 10 control unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2009068618 A3 [0011]
DE 102009022755 [0027]

Claims

General-use lamp ( 1 ) for use in suitable for network operation lamp holders, which is an at least partially translucent outer bulb ( 2 ), a lamp base ( 3 ) for contacting with a suitable for network operation lamp socket and a light source for generating a light spectrum in the visible range, wherein the lighting means a high-pressure discharge vessel ( 4 ) filled with an ionizable gas mixture, a high frequency amplifier ( 8th ) and one between the discharge vessel ( 4 ) and the high-frequency amplifier ( 8th ) arranged coupling device ( 6 ) for coupling a high-frequency power into the discharge vessel ( 4 ) having.

General-use lamp ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the general-use lamp ( 1 ) is an electrodeless high-pressure discharge lamp, wherein for the ignition of the ionizable gas mixture high-frequency power by means of the coupling device ( 6 ) via microwaves in a frequency range of 800 MHz to 10 Ghz in the discharge vessel ( 4 ) can be coupled.

General-use lamp ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling device ( 6 ) a high frequency contact ( 6a ), which is connected to the discharge vessel ( 4 ) is operatively connected, wherein the high frequency contact ( 6a ) is a dielectric waveguide with the discharge vessel ( 4 ) is capacitively coupled.

General-use lamp ( 1 ) according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the outer bulb ( 2 ) and the lamp base ( 3 ) and / or the discharge vessel ( 4 ) and the coupling device ( 6 ) are each releasably connected

General-use lamp ( 1 ) according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the discharge vessel ( 4 ) is formed of a gas-tight at least partially translucent material and filled with the ionizable gas mixture, wherein the gas mixture comprises a vaporized metal and / or vaporized metal halide, preferably mercury or indium iodide, and / or a noble gas, preferably argon.

General-use lamp ( 1 ) according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the high-frequency amplifier ( 8th ) via a rectifier ( 9 ) with the lamp base ( 3 ) is connected to a light socket for making an electrical contact.

General-use lamp ( 1 ) according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the lamp base ( 3 ) is a standardized screw base, preferably an Edison screw base.

Use of a high-pressure discharge lamp as a luminous means for an all-use lamp according to at least one of Claims 1 to 7 for luminaire holders which are suitable for mains operation.