DE10211480A1 - Temperaturunempfindliche Hochspannungsleuchtröhre - Google Patents

Abstract

Die erfindungsgemäße Hochspannungsleuchtröhre soll auch bei Schwankungen der Umgebungstemperatur eine gleichbleibende Helligkeit auf der gesamten Oberfläche des Glaskolbens und eine konstante Leuchtdichte aufweisen. DOLLAR A Die vorgeschlagene Hochspannungsleuchtröhre besteht aus einem leuchtstoffbeschichteten Glaskolben, der mit einem Edelgas oder Edelgasgemisch gefüllt ist und dessen Fülldruck im Niederdruckbereich liegt. DOLLAR A Derartige Leuchtröhren sind vorrangig für den Einsatz in der Lichtwerbung vorgesehen.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Hochspannungsleuchtröhre, welche eine konstante Leuchtdichte bei Schwankungen der Umgebungstemperaturen oder bei auftretenden Rohrtemperaturgradienten aufweist.
• Derartige Leuchtröhren sind vorrangig für den Bereich der Lichtwerbung vorgesehen.
• Nach dem derzeitigen Stand der Technik werden die Röhren mit einem Gasgemisch aus Neon und Argon gefüllt und nach Zugabe von Quecksilber gasdicht verschlossen. Der energetisch genutzte Teil der emittierten Strahlung stammt aus verdampftem Quecksilber, dessen stark temperaturabhängiger Partialdampfdruck die aktuelle Leuchtdichte auf dem mit Leuchtstoff beschichteten Glaskolben bestimmt. Da dieser Partialdruck im Rohr örtlich unterschiedlich sein kann, ergeben sich bei ungleichmäßiger Rohrtemperatur verschiedene Leuchtdichten, welche die Qualität und die Akzeptanz des Produktes nachhaltig beeinträchtigen. Außerdem wirkt sich die Temperaturabhängigkeit dieses gesamten technischen Systems, dessen Leuchtdichten speziell bei winterlichen Außentemperaturen sehr stark absinken, negativ aus.
• Daneben sind Hochdruck-Entladungslampen mit einer ungiftigen Edelgasfüllung, z. b. mit Xenon bekannt. Diese Lampen arbeiten mit hohen Betriebsdrücken von mehreren Bar. Das Edelgas sendet besonders kurzwelliges, energiereiches, ultraviolettes Licht aus, dessen Strahlung von herkömmlichen quecksilberoptimierten Leuchtstoffen nicht energieeffizient in sichtbares Licht umgewandelt werden kann.
• Der Einsatz von Leuchtemitterdioden (LED) im Bereich der Lichtwerbung wird durch deren eingeschränkten Abstrahlwinkel und deren starken Lichtstromabfall bei hohen Umgebungstemperaturen sehr begrenzt.
• Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Hochspannungsleuchtröhre zu schaffen, mit der bei Schwankungen der Umgebungstemperatur eine gleichbleibende Helligkeit auf der gesamten Oberfläche des Glaskolbens und eine konstante Leuchtdichte realisiert werden können.
• Erfindungsgemäß gelingt die Lösung dieser Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen der in Anspruch 1 beschriebenen Hochspannungsleuchtröhre.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Leuchtröhre sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Die erfindungsgemäße Hochspannungsleuchtröhre besteht aus einem leuchtstoffbeschichteten Glaskolben, der mit einem Edelgas oder Edelgasgemisch gefüllt und gasdicht verschlossen wurde. An den Enden der Röhre befinden sich aktivierte, kalte Elektroden oder heiße Wendelelektroden aus emitterbepastetem Wolframdraht, die Elektronen in den Gasraum aussenden. Das Edelgas oder Edelgasgemisch wird durch die Elektronen zum Leuchten angeregt. Die Leuchtdichte einer solchen leuchtstoffbeschichteten Röhre verglichen mit der einer adäquaten Quecksilberdampfniederdrucklampe ist nach dem momentanen Forschungsstand ca. 30% geringer. Die Gleichmäßigkeit der Leuchtdichte auf der Oberfläche des leuchtstoffbeschichteten oder blanken Glaskolbens ist mit der von herkömmlichen Quecksilberdampfniederdrucklampen vergleichbar.
• Durch die extreme Senkung des Fülldruckes des Gases kann die Leuchtdichte einer mit einem Edelgas oder einem Edelgasgemisch gefüllten, leuchtstoffbeschichteten Hochspannungsleuchtröhre nichtlinear bis auf den ca. 4,5- fachen Wert gesteigert werden. Das entspricht ca. 70% der Leuchtdichte einer adäquaten Quecksilberentladung.
• Umfangreiche Messungen ergaben ein Leuchtdichtemaximum bei einem bestimmten, sehr geringen Gasdruck, welcher unter 1 mbar liegt.
• Mit dem erzielten Leuchtdichtewert lässt sich bereits jetzt mit einem für die Edelgas/Edelgasgemisch-Entladung nicht optimierten Leuchtstoff eine qualitativ gute Lichtwerbung realisieren, da auch die Temperaturstabilität derartiger Röhren bei diesen Untersuchungen nachgewiesen wurde.
• Vorteilhaft wirkt sich außerdem die wesentlich geringere Brennspannung der Plasmaentladung der erfindungsgemäßen Röhre als die einer adäquaten Quecksilberleuchtröhre aus. Allerdings kann beim Einsatz von kalten Elektroden anstelle heißer Wendelelektroden die Gesamtbrennspannung der Röhre aufgrund der wesentlich höheren Katodenfälle jedoch wieder um ca. 300 V (ca. 150 V je Elektrode) steigen.
• Da die vorgeschlagene Hochspannungsleuchtröhre vollständig frei von Quecksilber ist, wird mit ihrem Einsatz ein aktiver Beitrag zum Umweltschutz geleistet.

Claims (3)

1. Hochspannungsleuchtröhre mit einer temperaturunabhängigen Leuchtdichte, bestehend aus einem leuchtstoffbeschichteten Glaskolben, der mit einem Edelgas oder Edelgasgemisch gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Fülldruck des Gasgemisches im Niederdruckbereich liegt.

2. Hochspannungsleuchtröhre nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Glaskolben mit Xenon oder mit einem Gemisch aus Xenon mit anderen Edelgasen gefüllt ist.

3. Hochspannungsleuchtröhre nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff für eine Xenon/Xenongemischentladung optimiert ist.