DE102013222577A1

DE102013222577A1 - High intensity discharge lamp for general lighting or for photo-optical purposes, has ignition aid placed in outer envelope and extends from each pole of power supply towards frame wire, where ignition aid has local field amplifier

Info

Publication number: DE102013222577A1
Application number: DE201310222577
Authority: DE
Inventors: Stefan Lichtenberg; Bernd Koch
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Ledvance GmbH
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2014-05-08

Abstract

The high intensity discharge lamp (1) has a longitudinal axis (A) and a discharge vessel (2) made of high temperature resistant material, which is surrounded by an outer envelope (3) closed at one side. The outer envelope is filled with ionizable inert gas. The discharge vessel has two ends with a sealing, in which electrodes (14) are fastened. An ignition aid is placed in the outer envelope and extends from each pole of the power supply towards the frame wire. The ignition aid has a local field amplifier either in the form of a tip, a ridge or an edge or a structure with small radius of curvature. The ignition aid generates a corona discharge in the surrounding gas, which emits ultraviolet radiation in the discharge vessel.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Lampen sind insbesondere Hochdruckentladungslampen für Allgemeinbeleuchtung oder auch für fotooptische Zwecke.The invention relates to a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1. Such lamps are in particular high-pressure discharge lamps for general lighting or for photo-optical purposes.

Stand der Technik State of the art

Aus der WO 2011/038975 ist eine Hochdruckentladungslampe mit Entladungsgefäß bekannt, bei der eine Zündhilfe von einem langen Gestelldraht, dem sog. Bügeldraht, ausgeht. Die Zündhilfe ist ein separates Bauteil, das sich in Höhe einer Kapillare in Richtung des Entladungsgefäßes erstreckt. Sie ist mit dem Bügeldraht direkt verbunden. From the WO 2011/038975 is a high-pressure discharge lamp with discharge vessel is known in which a starting aid of a long frame wire, the so-called. Stirrup wire emanates. The ignition aid is a separate component which extends in the direction of the discharge vessel at the level of a capillary. It is directly connected to the hanger wire.

Nachteilig an einer derartigen Anordnung ist, dass sie für Na-haltige Lampenfüllungen in einem einseitigen Außenkolben nicht anwendbar ist, sofern das Entladungsgefäß aus Quarzglas gefertigt ist.A disadvantage of such an arrangement is that it is not applicable to Na-containing lamp fillings in a one-sided outer bulb, if the discharge vessel is made of quartz glass.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hochdruckentladungslampe bereitzustellen, deren Zündung mit einfachen kostengünstigen Mitteln sichergestellt ist. Dies gilt insbesondere für Metallhalogenidlampen, wobei das Material des Entladungsgefäßes aus hochwärmebeständigem Material wie Quarzglas oder auch Keramik sein kann. The object of the present invention is to provide a high-pressure discharge lamp whose ignition is ensured by simple inexpensive means. This applies in particular to metal halide lamps, wherein the material of the discharge vessel can be made of highly heat-resistant material such as quartz glass or even ceramic.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. This object is achieved by the characterizing features of claim 1.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Particularly advantageous embodiments can be found in the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird der Bügeldraht, zumindest ein wesentlicher Teil davon, insbesondere mindestens 80% der axialen Länge im Falle einer Na-haltigen Füllung, von einem isolierenden Mittel ummantelt. Als Zündhilfe wird ein separates Bauteil verwendet, das sich vom Bügeldraht in Richtung eines Endes des Entladungsgefäßes erstreckt. Das Bauteil setzt an einem Kontaktpunkt der langen Stromzuführung, dem sog. Bügeldraht des Gestells, an, und zwar bevorzugt in einem Bereich in der Nähe eines Endes des Entladungsgefäßes, an der dort austretenden Stromzuführung. According to the invention, the hanger wire, at least a substantial part thereof, in particular at least 80% of the axial length in the case of a Na-containing filling, is encased by an insulating agent. As a starting aid, a separate component is used, which extends from the hanger wire in the direction of one end of the discharge vessel. The component is connected to a contact point of the long power supply, the so-called. Stirrup wire of the frame, and preferably in a region near one end of the discharge vessel, at the outgoing there power supply.

Für die Zündung von Halogenmetalldampflampen in der Allgemeinbeleuchtung mit üblichen Zündspannungen, die in einem Bereich < 5 kV liegen, müssen Primärladungsträger im Entladungsgefäß zur Verfügung stehen, damit die Lampen bei Anlegen der Zündspannung durchschlagen können. For the ignition of metal halide lamps in general lighting with common ignition voltages, which are in a range <5 kV, primary charge carriers must be available in the discharge vessel, so that the lamps can penetrate when the ignition voltage is applied.

Halogenmetalldampflampen in der Allgemeinbeleuchtung mit üblichen Zündspannungen < 5kV enthielten früher das radioaktive Isotop Krypton 85 als Beimischung zum Startgas, welches über Betastrahlung Primärladungsträger im Entladungsgefäß erzeugen kann.Metal halide lamps in general lighting with standard ignition voltages <5 kV formerly contained the radioactive isotope krypton 85 as an admixture to the starting gas, which can generate primary charge carriers in the discharge vessel via beta radiation.

Eine kryptonfreie Halogenmetalldampflampe benötigt eine Zündhilfe für die Bereitstellung von Primärladungsträgern im Entladungsgefäß. Für Lampen mit evakuierten Außenkolben werden üblicherweise sog. Ignition Enhancer oder auch UV-enhancer eingesetzt, siehe dazu US-A 5397259. Für zweiseitig gesockelte Metallhalogenidlampen mit Quarzglas-Gefäß wurde eine Außenkolbenentladung vorgeschlagen. Die Zündung einer Außenkolbenentladung bei Zündspannungen < 5kV wird hier durch den Einsatz eines speziellen Zündhilfsdrahtes im Außenkolben gewährleistet, siehe DE 20 2011 103 945. In beiden Fällen wird eine dielektrisch behinderte Entladung genutzt, in der UV-Strahlung erzeugt wird. Diese trifft auf die Elektroden im Entladungsgefäß und über den fotoelektrischen Effekt werden Primärelektronen im Entladungsgefäß erzeugt. Durch die Zündspannung kommt es zu einer Elektronenlawine, aus der sich dann der Entladungskanal aufbaut. A krypton-free metal halide lamp requires an ignition aid for the provision of primary charge carriers in the discharge vessel. For lamps with evacuated outer bulb usually so-called. Ignition Enhancer or UV enhancers are used, see US-A 5,397,259. For double capped metal halide lamps with a quartz glass vessel, an outer bulb discharge has been proposed. The ignition of an outer bulb discharge at ignition voltages <5kV is ensured here by the use of a special Zündhilfsdrahtes in the outer bulb, see DE 20 2011 103 945. In both cases, a dielectrically impeded discharge is used in which UV radiation is generated. This strikes the electrodes in the discharge vessel and via the photoelectric effect primary electrons are generated in the discharge vessel. The ignition voltage causes an avalanche of electrons, from which the discharge channel then builds up.

Für einseitig gesockelte Metallhalogenidlampen mit einem Außenkolben und einem Entladungsgefäß aus Quarzglas ist es insbesondere bei Verwendung Na-haltiger Füllungen notwendig, die Stromzuführung, die nahe am Entladungsgefäß vorbeigeführt wird, zur Vermeidung von Natriumaustritt aus dem Entladungsgefäß mit einem Schutz vor UV-Strahlung zu versehen. Dies wird üblicherweise durch ein Keramikrohr bewerkstelligt. Eine Füllung des Außenkolbens mit einem Gas, insbesondere Stickstoff oder Edelgas oder anderes inertes gas, reduziert die Gefahr eines Austritts von Natrium aus dem Entladungsgefäß weiter. Es muss durch den Einsatz des Außenkolbengases beim Gestellaufbau aber auf entsprechende Isolationsstrecken zwischen den Potenzialen in der einseitig gesockelten Lampe geachtet werden, was bei einer Verwendung eines Ignition Enhancers zu einem komplizierten Gestellaufbau führt.For metal halide lamps capped on one side with an outer bulb and a quartz glass discharge vessel, it is necessary, in particular when using Na-containing fillings, to provide protection against UV radiation for the purpose of avoiding sodium leakage from the discharge vessel, the current feed which is brought past the discharge vessel. This is usually done by a ceramic tube. A filling of the outer bulb with a gas, in particular nitrogen or noble gas or other inert gas, further reduces the risk of sodium leaking out of the discharge vessel. However, by using the outer bulb gas in the frame construction, attention must be paid to corresponding insulation gaps between the potentials in the single-ended lamp, which leads to complicated frame construction when using an ignition enhancer.

Eine deutlich einfachere Lösung ist die Nutzung einer Koronaentladung im Außenkolben, da hier auf einen Ignition Enhancer verzichtet werden kann. Das Keramikrohr dient dabei als dielektrische Barriere und beispielsweise von einer Molybdänfolie in der Nähe des sockelseitigen Endes des Außenkolbens umschlungen. Die Folie wird mit der kurzen Zuleitung des Entladungsgefäßs verbunden, bevorzugt mit ihr verschweißt. Auf diese Weise wird bei Anliegen einer Zündspannung eine hohe elektrische Feldstärke an der Molybdänfolie erzeugt. Durch Feldemission kommt es zur Auslösung von Elektronen aus der Molybdänfolie, die dann im gasgefüllten Außenkolben in der Umgebung der Molybdänfolie eine Koronaentladung bewirken. Die Anwesenheit der dielektrischen Bariere verhindert dabei die Ausbildung einer dauerhaften Glimm oder Bogenentladung. Die in der Koronaentladung erzeugte UV-Strahlung trifft auf die Elektroden im Entladungsgefäß und erzeugt dort über Fotoemission Primärladungsträger. Diese Lösung ist unabhängig davon, ob Na bzw. ein Metallhalogenid von Na in der Füllung verwendet wird. Na kann also, muss aber nicht zwingend Bestandteil der Füllung sein. A much simpler solution is the use of a corona discharge in the outer bulb, since it can be dispensed with an ignition enhancer. The ceramic tube serves as a dielectric barrier and, for example, surrounded by a molybdenum foil in the vicinity of the socket-side end of the outer bulb. The film is connected to the short lead of the discharge vessel, preferably welded to it. In this way, when a starting voltage is applied, a high electric field strength is generated on the molybdenum foil. Field emission causes electrons to be released from the molybdenum foil, which then forms a gas-filled outer bulb in the vicinity of the molybdenum foil Cause corona discharge. The presence of the dielectric barrier prevents the formation of a permanent glow or arc discharge. The UV radiation generated in the corona discharge strikes the electrodes in the discharge vessel and generates primary charge carriers there via photoemission. This solution is independent of whether Na or a metal halide of Na is used in the filling. Well, it can, but does not necessarily have to be part of the filling.

Bei dieser Anordnung müssen zwar Isolationsstrecken berücksichtigt werden, was aber im Vergleich zu den kostenintensiven Aufbauten mit Ignition Enhancer eine relativ einfache konstruktive Maßnahme ist. Es muss ein hinreichend großer Abstand im Bereich des sockelseitigen Endes zwischen den beiden Stromzuführungen liegen. Gleiches gilt für die Isolationsstrecke über das keramische Mantelrohr zwischen Molybdänfolie und der Stromzuführung. In this arrangement, although insulation distances must be considered, but this is a relatively simple constructive measure compared to the cost-intensive structures with Ignition Enhancer. There must be a sufficiently large distance in the area of the socket-side end between the two power supply lines. The same applies to the insulation section on the ceramic jacket tube between molybdenum foil and the power supply.

Auch bei Verwendung einer Na-freien Füllung kann es günstiger sein, eine Zündhilfe gemäß der hier beschriebenen Erfindung zu verwenden. In diesem Fall muß die Umhüllung des Gestelldrahtes lediglich in solcher Art ausgeführt sein, dass die Ausbildung einer dauerhaften Glimm- oder Bogenentladung sicher vermieden wird. Even when using a Na-free filling, it may be cheaper to use a starting aid according to the invention described herein. In this case, the sheathing of the frame wire must be designed only in such a way that the formation of a permanent smoldering or arc discharge is reliably avoided.

Alternativ zu Molybdän können auch andere Metalle für die Folie eingesetzt werden, insbesondere Tantal oder andere Metalle mit geringer Austrittsarbeit oder einer dafür geeigneten Dotierung. Ebenso sind andere geometrische Formen der Zündhilfe anwendbar, sofern eine scharfe Kante im Bereich des Mantelrohres bereitgestellt wird, um eine Feldemission von Elektronen bei hohen elektrischen Feldstärken zu ermöglichen. So kann z. B. auch ein aufgerauhter Draht oder ein mit einem Feinstdraht umwickelter Draht ähnlich gute Resultate erzielen wie eine Folie. As an alternative to molybdenum, it is also possible to use other metals for the film, in particular tantalum or other metals with a low work function or a suitable doping. Likewise, other geometrical shapes of the starting aid are applicable as long as a sharp edge is provided in the region of the jacket tube to enable field emission of electrons at high electric field strengths. So z. As well as a roughened wire or a wire wrapped with a very fine wire to achieve similar results as a film.

Dagegen wären alternative Lösungen mit einem Ignition Enhancer deutlich teurer, da der Ignition Enhancer als kostenträchtiges Bauteil hinzukommt und auch der gesamte Gestellaufbau der Lampe komplizierter und damit kostenintensiver wird. Wesentliche Merkmale der Erfindung in Form einer numerierten Aufzählung sind:

1. Hochdruckentladungslampe mit Längsachse A sowie mit einem Entladungsgefäß aus hochwärmebeständigem Material, das von einem einseitig verschlossenen Außenkolben umgeben ist, wobei der Außenkolben mit ionisierbarem inerten Gas gefüllt ist, wobei das Entladungsgefäß zwei Enden mit Abdichtungen aufweist, in denen Elektroden befestigt sind, wobei das Entladungsgefäß im Außenkolben durch ein Gestell gehaltert ist, das zwei Stromzuführungen aufweist und das einen Bügeldraht enthält, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zündhilfe im Außenkolben untergebracht ist und sich von der gegenpoligen Stromzuführung in Richtung zum Bügeldraht hin erstreckt, wobei die Zündhilfe einen lokalen Feldverstärker entweder in Gestalt mindestens einer Spitze, eines Grats, einer Kante oder einer Struktur mit kleinem Krümmungsradius aufweist, wobei die Zündhilfe im umgebenden Gas eine Korona-Entladung erzeugt, die UV-Strahlung in das Entladungsgefäß abgibt, wobei ein wesentlicher Teil des Bügeldrahts einschließlich des Kontaktpunkts der Zündhilfe von einer isolierenden Ummantelung umgeben ist.
2. Hochdruckentladungslampe nach Vorschlag 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas im Außenkolben ausgewählt ist aus der Gruppe Edelgase, Luft, Stickstoff oder Mischungen davon, insbesondere Ar, Xe oder Luft.
3. Hochdruckentladungslampe nach Vorschlag 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündhilfe ein metallisches Mittel ist, das Kanten besitzt, insbesondere ein Folienabschnitt oder ein Drahtabschnitt, der eine Struktur mit Kanten oder Spitzen aufweist.
4. Hochdruckentladungslampe nach Vorschlag 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündhilfe eine Anflachung auf einem Draht aufweist.
5. Hochdruckentladungslampe nach Vorschlag 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündhilfe ein mit zumindest einem Abschnitt eines Drahtes zusammenwirkendes Hilfsteil aufweist, insbesondere ein auf den Draht aufgesponnener Feindraht mit einem Durchmesser von 5 bis 400µm, bevorzugt 10 bis 150 µm.
6. Hochdruckentladungslampe nach Vorschlag 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündhilfe kapazitiv gekoppelt ist.
7. Hochdruckentladungslampe nach Vorschlag 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündhilfe ein Material aufweist, das eine niedrige Elektronenaustrittsarbeit aufweist.
8. Hochdruckentladungslampe nach Vorschlag 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündhilfe ein gewalzter Draht ist, der insbesondere verdrillt ist.
9. Hochdruckentladungslampe nach Vorschlag 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas im Außenkolben einen Kaltfülldruck von 50 mbar bis 1000 mbar aufweist.
10. Hochdruckentladungslampe nach Vorschlag 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung ein keramisches Rohr ist.
11. Hochdruckentladungslampe nach Vorschlag 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem sockelnahen Ende der isolierenden Ummantelung und dem auf der isolierenden Ummantelung liegenden Teil der Zündhilfe als Isolationsstrecke ausreichend groß und das Füllgas und dessen Druck im Außenkolben angemessen gewählt ist um einen Durchschlag bei einer Zündspannung bis 5 kV zu vermeiden.
12. Hochdruckentladungslampe nach Vorschlag 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem sockelnahen Ende der isolierenden Ummantelung und dem nächstliegenden Teil der anderen Stromzuführung als Isolationsstrecke ausreichend groß und das Füllgas und dessen Druck im Außenkolben angemessen gewählt ist um einen Durchschlag bei einer Zündspannung bis 5 kV zu vermeiden.
13. Hochdruckentladungslampe nach Vorschlag 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Entladungsgefäßes Quarzglas oder Keramik ist, wobei die Füllung Metallhalogenide, insbesondere unter Einschluss von Na als Metall, enthält.

In contrast, alternative solutions with an Ignition Enhancer would be significantly more expensive, as the Ignition Enhancer is added as a costly component and also the entire frame structure of the lamp is more complicated and thus more expensive. Essential features of the invention in the form of a numbered list are:

A high-pressure discharge lamp having a longitudinal axis A and a discharge vessel of highly heat-resistant material surrounded by an outer bulb closed on one side, the outer bulb being filled with ionizable inert gas, the discharge vessel having two ends with seals in which electrodes are fixed, the Discharge vessel in the outer bulb is supported by a frame which has two power supply lines and which contains a stirrup wire, characterized in that an ignition aid is housed in the outer bulb and extending from the opposite pole power supply towards the hanger wire, the Zündhilfe a local field amplifier either in Shape of at least one tip, a ridge, an edge or a structure having a small radius of curvature, wherein the ignition aid generates a corona discharge in the surrounding gas, which emits UV radiation into the discharge vessel, wherein a substantial part of Stirrup wire including the contact point of the ignition aid is surrounded by an insulating sheath.
2. High-pressure discharge lamp according to proposal 1, characterized in that the gas in the outer bulb is selected from the group noble gases, air, nitrogen or mixtures thereof, in particular Ar, Xe or air.
3. High-pressure discharge lamp according to proposal 1, characterized in that the ignition aid is a metallic means having edges, in particular a film section or a wire section having a structure with edges or points.
4. High-pressure discharge lamp according to proposal 3, characterized in that the ignition aid has a flattening on a wire.
5. High-pressure discharge lamp according to proposal 3, characterized in that the ignition aid has cooperating with at least a portion of a wire auxiliary part, in particular a spun on the wire fine wire with a diameter of 5 to 400 .mu.m, preferably 10 to 150 microns.
6. High-pressure discharge lamp according to proposal 1, characterized in that the ignition aid is capacitively coupled.
7. High-pressure discharge lamp according to proposal 1, characterized in that the ignition aid comprises a material having a low electron work function.
8. High-pressure discharge lamp according to proposal 3, characterized in that the starting aid is a rolled wire, which is in particular twisted.
9. High-pressure discharge lamp according to proposal 1, characterized in that the gas in the outer bulb has a cold filling pressure of 50 mbar to 1000 mbar.
10. High-pressure discharge lamp according to proposal 1, characterized in that the sheath is a ceramic tube.
11. High-pressure discharge lamp according to proposal 1, characterized in that the distance between the near-bottom end of the insulating sheath and lying on the insulating sheath portion of the ignition aid as insulation distance sufficiently large and the filling gas and its pressure in the outer bulb is appropriately selected to a breakdown in a Ignition voltage up to 5 kV to avoid.
12. High-pressure discharge lamp according to proposal 1, characterized in that the distance between the near-bottom end of the insulating sheath and the nearest part of the other power supply as insulation distance sufficiently large and the filling gas and its pressure in the outer bulb is appropriately selected by a breakdown at an ignition voltage to 5 avoid kV.
13. High-pressure discharge lamp according to proposal 1, characterized in that the material of the discharge vessel is quartz glass or ceramic, wherein the filling contains metal halides, in particular with the inclusion of Na as the metal.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:In the following, the invention will be explained in more detail with reference to several embodiments. The figures show:

1 eine Hochdruckentladungslampe mit Zündhilfe, erstes Ausführungsbeispiel; 1 a high pressure discharge lamp with ignition aid, first embodiment;

2 eine Hochdruckentladungslampe mit Zündhilfe, zweites Ausführungsbeispiel, im Detail; 2 a high pressure discharge lamp with starting aid, second embodiment, in detail;

3 ein Detail einer Zündhilfe, drittes Ausführungsbeispiel; 3 a detail of a starting aid, third embodiment;

4 ein Detail einer Zündhilfe, viertes Ausführungsbeispiel. 4 a detail of a starting aid, fourth embodiment.

Bevorzugte Ausführungsform der ErfindungPreferred embodiment of the invention

1 zeigt den Aufbau einer Hochdruckentladungslampe 1 stark schematisiert. Sie besitzt ein Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas, das in einem Außenkolben 3 untergebracht ist. Das Entladungsgefäß 2 besitzt an seinen Enden jeweils eine Quetschung 8, wie an sich bekannt, sowie eine Füllung, die Metallhalogenide enthält, wie ebenfalls an sich bekannt. Äußere Zuführungen 4 des Entladungsgefäßes, die Elektroden 14 im Innern über Folien kontaktieren, sind mit zwei Gestelldrähten 5 und 6 verbunden. Ein kurzer Gestelldraht 5 führt zu einer ersten Folie 7 in einer ersten Quetschung 8 des Außenkolbens. Ein langer Gestelldraht 6, häufig Bügeldraht genannt, führt zu einer zweiten Folie 7 in der zweiten Quetschung 8. 1 shows the construction of a high pressure discharge lamp 1 strongly schematized. It has a discharge vessel 2 made of quartz glass, which is in an outer bulb 3 is housed. The discharge vessel 2 has at its ends in each case a pinch 8th as known per se, as well as a filling containing metal halides, as also known per se. External feeders 4 of the discharge vessel, the electrodes 14 inside via foils contact, are with two frame wires 5 and 6 connected. A short rack wire 5 leads to a first slide 7 in a first bruise 8th of the outer bulb. A long rack wire 6 , often called stirrup wire, leads to a second foil 7 in the second bruise 8th ,

In der Füllung kann Hg enthalten sein sowie Edelgas, und die Füllung enthält insbesondere Natrium, normalerweise als Halogenid wie NaJ. Die zwei Elektroden 14 stehen sich im Innern des Entladungsgefäßes gegenüber, wie ebenfalls an sich bekannt.Hg may be contained in the filling, as well as inert gas, and the filling in particular contains sodium, usually as a halide such as NaJ. The two electrodes 14 stand in the interior of the discharge vessel opposite, as also known per se.

Der Außenkolben ist mit Stickstoff N2 gefüllt. Typisch ist ein Fülldruck von 600 bis 700 mbar. Dieser darf einerseits nicht so hoch gewählt werden, dass sich der Außenkolben beim Abschmelzvorgang aufbläst, andererseits würde ein zu niedriger Fülldruck den Durchschlag an den kritischen Isolationsstrecken s1 bis S3 zu sehr erleichtern. Daher muss die Füllung im Außenkolben einen Kaltfülldruck in einem Bereich 50 bis 1000 mbar einhalten. The outer bulb is filled with nitrogen N2. Typical is a filling pressure of 600 to 700 mbar. On the one hand, this must not be so high that the outer bulb inflates during the melting process; on the other hand, an excessively low filling pressure would make the breakdown at the critical insulation distances s1 to S3 too much easier. Therefore, the filling in the outer bulb must comply with a cold filling pressure in a range of 50 to 1000 mbar.

Der Bügeldraht 6 ist im wesentlichen parallel zu einer Längsachse A des Entladungsgefäßes an diesem entlanggeführt zur vom Sockel 10 entfernten zweiten Quetschung 8. Dort ist er mit der Zuführung 4 verbunden. Ein wesentlicher Teil des Bügeldrahts ist mit einem keramischen Rohr 15 als Isolator ummantelt, um Na-Diffusion zu verhindern. The hanger wire 6 is substantially parallel to a longitudinal axis A of the discharge vessel along this led to the base 10 removed second bruise 8th , There he is with the feeder 4 connected. An integral part of the hanger wire is with a ceramic tube 15 coated as an insulator to prevent Na diffusion.

Unterhalb der ersten Quetschung 8 ist in Richtung zum Bügeldraht hin ein Stanzblechteil 11 an der äußeren Zuführung 4 befestigt, das am Keramikrohr endet. Es dient als Zündhilfe.Below the first bruise 8th is a stamped sheet metal part in the direction of the stirrup wire 11 at the outer feeder 4 attached, which ends at the ceramic tube. It serves as a starting aid.

In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, das ähnlich wie in 1 aufgebaut ist. Jedoch ist hier die Zündhilfe eine Folie 20 aus Molybdän. Diese ist bandartig geformt mit zwei Längskanten 21, wobei diese Folie um das keramische Rohr 15 herumgeführt sein kann. Sie ist an der ersten Stromzuführung befestigt, bevorzugt verschweißt, und erstreckt sich im einfachsten Fall nur lose zum keramischen Rohr 15 hin. Sie kann aber auch um die Ummantelung herumgeschlungen sein oder dort befestigt sein. In 2 another embodiment is shown which is similar to FIG 1 is constructed. However, the ignition aid is a foil here 20 made of molybdenum. This is band-shaped with two longitudinal edges 21 , this film around the ceramic tube 15 can be led around. It is attached to the first power supply, preferably welded, and extends in the simplest case only loosely to the ceramic tube 15 out. But it can also be wrapped around the sheath or attached there.

2 zeigt außerdem die kritischen Abstände, die geeignet dimensioniert werden müssen um einen Überschlag bei der Zündung zu verhindern. Diese kritischen Abstände werden als erste bis dritte Isolationsstrecke bezeichnet. 2 also shows the critical distances that need to be properly sized to prevent sparkover on ignition. These critical distances are referred to as the first to third isolation path.

Die erste Isolationsstrecke 51 ist zwischen den äußeren Stromzuführungen 30 des Außenkolbens 3, die am Ende der Quetschung 29 des Außenkolben austreten. Hier kann vorteilhaft ein Dielektrikum eingefügt werden um den Abstand zu verkürzen oder auch eine Barriere wie ein Glimmerplättchen. Das umgebende Gas ist hier Luft bei Normaldruck. Die Einhaltung dieser Isolationsstrecke ist allgemein bekannt und üblich. The first isolation route 51 is between the external power supply lines 30 of the outer bulb 3 that at the end of the bruise 29 emerge from the outer bulb. Here, advantageously, a dielectric can be inserted to shorten the distance or even a barrier such as a mica flake. The surrounding gas is here air at normal pressure. Compliance with this isolation route is well known and commonplace.

Die zweite Isolationsstrecke 52 ist zwischen dem Austritt 25 des Bügeldrahts am sockelnahen Ende des Mantelrohrs 15 und der diesem Ende zugewandten Kante 22 der Folie, die auf dem Mantelrohr 15 aufgebracht ist.The second isolation route 52 is between the exit 25 of the hanger wire at the socket near the end of the jacket tube 15 and the edge facing this end 22 the foil on the jacket tube 15 is applied.

Die dritte Isolationsstrecke 53 ist zwischen dem Austritt 25 des Bügeldrahts am sockelnahen Ende des Mantelrohrs und dem nächstliegenden Bereich 28 der ersten Stromzuführung. Bei den Isolationsstrecken 52 und 53 ist nicht nur der Abstand, sondern auch die Art des Füllgases und dessen Druck zu beachten. Die Durchschlagsspannung hängt in bekannter Weise von diesen Größen ab.The third isolation route 53 is between the exit 25 of the stirrup wire at the socket-near end of the jacket tube and the nearest area 28 the first power supply. At the insulation distances 52 and 53 is not only the distance, but also the type of filling gas and its pressure too note. The breakdown voltage depends in a known manner from these sizes.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, nämlich einen Zündhilfsdraht 11 mit gegebenem großen Durchmesser D1 mit einem Feindraht 23 mit deutlich kleinerem Durchmesser D2 zu umwendeln. Dabei sorgt der Feindraht 23 für kleine Krümmungsradien und damit für hohe Feldstärken, ohne dass die mechanischen Eigenschaften der Zündhilfe dadurch negativ beeinflusst werden. Der Durchmesser des Feindrahtes 23 liegt vorteilhaft im Bereich 10 bis 150 µm, der Durchmesser des Abschnitts 22 des Drahts 11, auf dem der Feindraht aufgebracht ist, liegt typisch in einem Bereich von 1 bis 3 mm. 3 shows a further embodiment, namely a Zündhilfsdraht 11 with a given large diameter D1 with a fine wire 23 with significantly smaller diameter D2 to wind around. This makes the fine wire 23 For small radii of curvature and thus for high field strengths, without the mechanical properties of the ignition aid are negatively affected. The diameter of the fine wire 23 is advantageously in the range 10 to 150 microns, the diameter of the section 22 of the wire 11 on which the fine wire is applied is typically in a range of 1 to 3 mm.

Insbesondere kann als Zündhilfe auch ein Draht 11 mit einem abgeflachten Abschnitt 45 (4) versehen sein, wobei die Kanten des Abschnitts 45 als eigentliche Zündhilfe wirken. In particular, as a starting aid and a wire 11 with a flattened section 45 ( 4 ), the edges of the section 45 act as actual ignition aid.

Als Zündhilfe sind auch Drähte mit weiteren Formen der Verdrillung oder eine Wendelung von Drähten möglich. In ähnlicher Weise können dünn gewalzte Folien mit entsprechend scharfen Kanten ebenfalls verdrillt werden. As a starting aid wires with other forms of twisting or a spiraling of wires are possible. Similarly, thin rolled sheets with correspondingly sharp edges can also be twisted.

Die Feldüberhöhung durch Grate oder Kanten ist prinzipiell für alle Metalle anwendbar. Besonders vorteilhaft in Verbindung mit den oben genannten Geometrievariationen sind Metalle bzw. Verbindungen, die sich durch eine niedrige Austrittsarbeit auszeichnen, siehe z.B. US 5,911,919. Für die Variante des mit einem Feindraht umsponnenen Trägerdrahtes reicht es aus, wenn der Feindraht aus einem Material mit niedriger Austrittsarbeit besteht oder mit diesem beschichtet ist. Emissive Materialen sind insbesondere Carbide oder Boride von Hf, Zr, Ti, insbesondere als Schicht auf Drähten oder eingebracht in eine Matrix auf Basis von Metallen wie W, Ta, Re oder auch Mo.The field exaggeration by ridges or edges is in principle applicable to all metals. Particularly advantageous in connection with the above-mentioned geometry variations are metals or compounds which are characterized by a low work function, see, for example US 5,911,919. For the variant of the carrier wire wound with a fine wire, it is sufficient if the fine wire is made of or coated with a material with a low work function. Emissive materials are in particular carbides or borides of Hf, Zr, Ti, in particular as a layer on wires or introduced into a matrix based on metals such as W, Ta, Re or even Mo.

Durch die neuartige Gestaltung der Zündhilfe ist es möglich, auch in Lampen, in denen keine zusätzliche UV-Lichtquelle eingesetzt werden kann, Radioaktivität im Füllgas zu vermeiden. Lampen ohne Einsatz von Radioaktivität, aber mit einfachen, nicht erfindungsgemäßen Zündhilfen erreichen zwar bereits niedrigere Zündspannungen als Lampen ganz ohne Zündhilfe. Allerdings liegen deren Zündspannungen immer noch höher als die von Lampen mit Radioaktivität. Ein direkter Ersatz im Markt ohne Wechsel des Betriebsgeräts ist also nicht immer möglich. Erst durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Zündhilfe wird dies möglich. The novel design of the ignition aid, it is possible even in lamps in which no additional UV light source can be used to prevent radioactivity in the filling gas. Although lamps without the use of radioactivity, but with simple, not inventive Zündhilfen achieve already lower ignition voltages than lamps without any assistance. However, their ignition voltages are still higher than those of lamps with radioactivity. A direct replacement in the market without changing the operating device is therefore not always possible. Only through the inventive design of the ignition aid, this is possible.

Eine derartige Gestaltung der Zündhilfe führt zu einer Absenkung der Zündspannung. Statt 4 kV ohne Profil werden nur noch maximal etwa 3 kV benötigt. Im allgemeinen lässt sich die Zündspannung sogar auf maximal 2 kV begrenzen.Such a design of the ignition aid leads to a lowering of the ignition voltage. Instead of 4 kV without profile only a maximum of about 3 kV are needed. In general, the ignition voltage can be limited even to a maximum of 2 kV.

Die Zündhilfe muss nicht notwendigerweise den keramischen Mantel umschlingen. Es ist auch möglich, z.B. ein Stanzblechteil mit Grat an das Keramikrohr anzulegen und über den Grat kleine Strukturen für die Feldüberhöhung anzubieten. Als Zündhilfe ist auch eine Art Clip mit zwei Schenkeln geeignet, der um den keramischen Mantel klemmend gebogen ist, wobei ein Schenkel mit der Stromzuführung des Entladungsgefäßes verbunden ist. The ignition aid does not necessarily wrap around the ceramic jacket. It is also possible, e.g. create a stamped sheet metal part with a burr on the ceramic tube and offer small structures for the field elevation over the ridge. As a starting aid is also a kind of clip with two legs suitable, which is bent around the ceramic jacket clamped, wherein a leg is connected to the power supply of the discharge vessel.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2011/038975 [0002]
US 5397259A [0010]
DE 202011103945 [0010]
US 5911919 [0035]

Claims

High-pressure discharge lamp having a longitudinal axis A and a discharge vessel made of highly heat-resistant material, which is surrounded by a closed outer bulb outside, wherein the outer bulb is filled with ionizable inert gas, wherein the discharge vessel has two ends with seals, in which electrodes are fixed, wherein the discharge vessel is supported in the outer bulb by a frame which has two power supply lines and which contains a stirrup wire, characterized in that a starting aid is housed in the outer bulb and extending from the opposite pole power supply towards the hanger wire, the Zündhilfe a local field amplifier either in shape At least one tip, a ridge or an edge or a structure having a small radius of curvature, wherein the ignition aid generates a corona discharge in the surrounding gas, which emits UV radiation into the discharge vessel, wherein a substantial Te il of the hanger wire including the contact point of the ignition aid is surrounded by an insulating sheath.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the gas in the outer bulb is selected from the group noble gases, air, nitrogen or mixtures thereof, in particular Ar, Xe or air.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the ignition aid is a metallic means having edges, in particular a foil portion or a wire portion having a structure with edges or points.

High-pressure discharge lamp according to claim 3, characterized in that the ignition aid has a flattening on a wire.

High-pressure discharge lamp according to claim 3, characterized in that the starting aid has a cooperating with at least a portion of a wire auxiliary part, in particular a spun on the wire fine wire having a diameter of 5 to 400 .mu.m, preferably 10 to 150 microns.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the ignition aid is capacitively coupled.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the ignition aid comprises a material having a low electron work function.

High-pressure discharge lamp according to claim 3, characterized in that the ignition aid is a rolled wire, which is in particular twisted.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the gas in the outer bulb has a cold filling pressure of 50 mbar to 1000 mbar.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the sheath is a ceramic tube.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the distance between the socket near end of the insulating sheath and lying on the insulating sheath portion of the starting aid as insulation distance sufficiently large and the filling gas and the pressure in the outer bulb is appropriately selected by a breakdown at an ignition voltage to 5 kV to avoid.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the distance between the socket near end of the insulating sheath and the nearest part of the other power supply as insulation distance sufficiently large and the filling gas and its pressure in the outer bulb is appropriately selected by a breakdown at an ignition voltage up to 5 kV avoid.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the material of the discharge vessel is quartz glass or ceramic, wherein the filling contains metal halides, in particular with the inclusion of Na as the metal.