Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bogenentladungsröhre für eine
Entladungsleuchteneinheit, und betrifft insbesondere eine Quecksilber-freie Bogenentladungsröhre für
eine Entladungsleuchteneinheit, in der ein Puffermetallhalogenid als Puffersubstanz
anstelle von Quecksilber verwendet wird, wodurch eine Bogenentladungsröhre bereit
gestellt wird, die nicht so umweltschädigend als herkömmliche Quecksilber-basierte
Bogenentladungsröhren sind.
Beschreibung des Stands der Technik
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Fig. 3 zeigt einen Entladungskolben, der eine bekannte Entladungsleuchteneinheit ist,
die als eine Lichtquelle einer Fahrzeugleuchte verwendbar ist. Der Entladungskolben
besitzt einen Aufbau, in dem eine Bogenentladungsröhre 2 mit einem geschlossenen
Glaskolben 2a als ein lichtemittierender Bereich mit einem isolierenden Einschubkörper
1, der aus synthetischem Harz hergestellt ist, vereinigt ist. Die Bogenentladungsröhre 2
ist an dem hinteren Endbereich gehalten mittels eines Metallhalteelements 8, das an
dem isolierenden Einschubkörper 1 angebracht ist, und die Bogenentladungsröhre 2
wird an ihrem vorderen Endbereich mittels einer Metallanschlusshalterung 9 gehalten,
die auch als Stromleitung dient, die sich aus dem isolierenden Einschubkörper 1 heraus
erstreckt.
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Die Bogenentladungsröhre 2 besitzt einen Aufbau, in dem das
Hauptlichtemissionsmetallhalogenid, das Pufferquecksilber und das Starter-Edelgas in dem geschlossenen
Glaskolben 2a eingeschlossen sind, der zwischen zwei Quetschdichtbereichen 2b und
2b, die an gegenüberliegenden Enden des geschlossenen Glaskolbens 2a angeordnet
sind, gehalten wird. Es wird Licht von einem durch die elektrische Entladung zwischen
zwei Elektroden 3 und 3 erzeugten Entladungsbogen ausgesandt. Der
Entladungskolben ist hinsichtlich der Lichtemission einem Glühkolben überlegen und besitzt eine
lange Lebensdauer. Aus diesem Grund besteht heutzutage die Tendenz, diese Art des
Entladungskolbens als eine Lichtquelle für einen Scheinwerfer oder einen
Nebelscheinwerfer eines Fahrzeugs zu verwenden.
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Bezugszeichen 4 kennzeichnet einen Anschlussdraht, der aus dem Quetschdichtbereich
2b herausgeführt ist. Bezugszeichen 5 kennzeichnet eine Molybdänfolie zum Verbinden
einer aus Wolfram hergestellten Elektrode 3 mit dem Anschlussdraht 4. Des Weiteren ist
die Bogenentladungsröhre 2 integral mit einem ultraviolett abschirmenden Abdeckglas 6
verschweißt, um damit eine Struktur zu bilden, in der der geschlossene Glaskolben 2a
von einem abgeschlossenen Raumbereich, der durch das Abdeckglas 6 abgeteilt wird,
umgeben ist. Diese Anordnung schneidet ultraviolette Strahlung in einem
Wellenlängenbereich, der für den Menschen schädlich ist, aus dem von der Bogenentladungsröhre 2
ausgesandten Licht heraus und hält gleichzeitig den geschlossenen Glaskolben 2a auf
einer hohen Temperatur.
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In dem konventionellen geschlossenen Glaskolben 2a ist das Quecksilber
eingeschlossen, aber bekanntlich ist Quecksilber schädlich für die Umwelt. Im Hinblick auf die
gesellschaftlichen Anforderungen zur Reduzierung der Ursachen der globalen
Umweltverschmutzung in möglichst effizienter Weise, ist es wünschenswert, eine Quecksilber-freie
Bogenentladungsröhre zu entwickeln, d. h. eine Bogenentladungsröhre, die das für die
Umwelt giftige Quecksilber nicht enthält.
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Bei der Entwicklung einer Quecksilber-freien Bogenentladungsröhre wurden im Laufe
der Untersuchungen die folgenden Erkenntnisse ermittelt.
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In der Entladungsleuchteneinheit (der Entladungskolben) wird ein der
Bogenentladungsröhre zugeführter Strom durch ein Vorschaltgerät eingestellt, so dass die
Bogenentladungsröhre bei Nennspannung (beispielsweise 35 W) gezündet wird. Das in dem
geschlossenen Glaskolben eingeschlossene Quecksilber dient hauptsächlich als eine
Puffersubstanz, die hilft, eine vorbestimmte Röhrenspannung (beispielsweise 85 V) für eine
Nennleistung (beispielsweise 35 W) in der Bogenentladungsröhre aufrecht zu erhalten,
um Beschädigungen der Elektroden aufgrund eines Anstiegs der Röhrenspannung
(Anstieg der Anzahl der Elektronenstöße mit den Elektroden) zu reduzieren. Das
Quecksilber dient auch als eine lichtemittierende Substanz zum Aussenden eines vorbestimmten
Lichtes (weißes Licht) im Zusammenwirken mit dem
Hauptlichtemissionsmetallhalogenid. Wenn aus diesem Grunde das Quecksilber aus dem geschlossenen Glaskolben
entfernt wird, treten die folgenden Änderungen (und damit Probleme) im Verhalten der
Bogenentladungsröhre auf.
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Zunächst geht die Röhrenspannung zurück. Daher steigt der der
Entladungsleuchteneinheit (dem Entladungskolben) zugeführte Strom an, wodurch Schäden an der
Elektrode oder der Lichtemissionswirkungsgrad reduziert werden (das Verhältnis von
Lichtemission zu angelegtem Strom).
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Zweitens der Lichtstrom nimmt im Betrag ab, da im sichtbaren Bereich das von dem
Quecksilber emittierte Licht fehlt.
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Drittens die Farbe des ausgesandten Lichtes ist unschiedlich (rötlich) zu der Farbe des
von einer konventionellen Quecksilber-enthaltenden Entladungsrähre ausgesandten
Lichtes.
Überblick über die Erfindung
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Der Erfinder hat ein Metallhalogenid als einen Ersatzstoff für das Quecksilber (nicht
toxische Substanz für die Umgebung) gewählt, das Metallhalogenid in dem geschlossenen
Glaskolben eingeschlossen und Untersuchungen durchgeführt, ob Eigenschaften
vergleichbar zu jenen der konventionellen Quecksilber-enthaltenden Bogenentladungsröhre
erreicht werden können oder nicht. Der Erfinder hat dabei entdeckt, dass eine
Quecksilberfreie Bogenentladungsröhre mit ähnlichen Beleuchtungseigenschaften wie von einer
konventionellen Quecksilber-Bogenentladungsröhre bereit gestellt werden kann.
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Die Erfindung beruht auf den Problemen im Stand der Technik und auf der Erkenntnis
des Erfinders und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Quecksilber-freie
Bogenentladungsröhre für eine Entladungsleuchteneinheit bereit zu stellen, in der die
Eigenschaften vergleichbar oder besser sind zu jenen einer konventionellen
Bogenentladungsröhre.
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Zur Lösung dieser Aufgabe umfasst gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung eine
Quecksilber-freie Bogenentladungsröhre für eine Entladungsleuchteneinheit: einen
geschlossenen Glaskolben, der zwischen Quetschdichtbereichen gehalten wird, die an
gegenüberliegenden Enden des geschlossenen Glaskolbens angeordnet sind; und ein
Paar Elektroden, die in dem geschlossenen Glaskolben so vorgesehen sind, dass diese
einander gegenüberliegend sind, wobei der geschlossene Glaskolben ein
Hauptlichtemissionsmetallhalogenid, ein Puffermetallhalogenid und ein Starteredelgas enthält, die
darin eingeschlossen sind; wobei das Puffermetallhalogenid ein Ionisierungspotential
von ungefähr 5 bis 8.5 eV und ein Anregungspotential von ungefähr 4.5 eV oder
weniger und ein Emissionsspektrum im sichtbaren Bereich aufweist.
(Funktion)
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Beim Austausch des konventionellen Quecksilbers verhindert das
Puffermetallhalogenid, das in dem geschlossenen Glaskolben enthalten ist, eine große Verringerung der
Röhrenspannung und des Lichtstroms, die ansonsten bei Abwesenheit von Quecksilber
in dem Kolben auftreten würden, und trägt zur Lösung des zuvor genannten ersten und
zweiten Problems bei.
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Wenn ferner mindestens eine Art der Metallhalogenide, die Licht in der Nähe des
Lichtemissionsspektrums des Quecksilbers aussenden, ausgewählt wird, um in den
geschlossenen Glaskolben eingebracht zu werden, wird die Verringerung der
ausgesandten Lichtmenge oder des Lichtstroms im sichtbaren Bereich (das weiße Licht)
kompensiert, wodurch das zuvor erläuterte dritte Problem gelöst wird.
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Wenn jedoch das Ionisierungspotential des Puffermetallhalogenids zu gering ist (kleiner
als 5 eV) steigt, da die Elektronen bei geringer Energie ausgesandt werden, die
Röhrenspannung nicht ausreichend an; umgekehrt, wenn das Ionisierungspotential zu hoch ist
(größer als 8.5 eV), ist die Entladung nur sehr schwer zu stabilisieren, da die Ionisierung
schwierig ist und die Lichtemission ist geringer und der Lichtstrom ist nicht ausreichend
hoch. Daher ist es wünschenswert, dass das Ionisierungspotential des
Puffermetallhalogenids in einem Bereich zwischen ungefähr 5 und 8.5 eV liegt, in dem die
Röhrenspannung und der Lichtstrom für Beleuchtungszwecke ausreichend sind.
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Obwohl das Ionisierungspotential des Puffermetallhalogenids von ungefähr 5 bis 8.5 eV
reicht, reicht dies nicht für eine Emission aus, wenn das Anregungspotential dieser
Substanz zu hoch ist (höher als 4.5 eV), und daher ist es wünschenswert, dass das
Anregungspotential des Puffermetallhalogenids ein Emissionsspektrum aufweist, das nicht
so hoch ist und unter 4.5 eV liegt.
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In einem zweiten Aspekt der Erfindung kann in der Quecksilber-freien
Bogenentladungsröhre für eine Entladungsleuchteneinheit, wie sie im ersten Aspekt beschrieben ist, das
Puffermetallhalogenid eine oder mehrere Halogenide mit Ta, Th, Cu, Rb, Nb und Pd
aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eines der ein oder
mehreren Halogenide mit Ta, Cu, Rb oder Nb.
Funktion
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Substanzen, die im konventionellen Fall verwendet werden, können in ähnlicher Weise
als Hauptlichtemissionsmetallhalogenid und als Starter-Edelgas in der vorliegenden
Erfindung angewendet werden. Das heißt, das Hauptlichtemissionsmetallhalogenid kann
ein Halogenid auf Natrium-Scandium-Basis sein, etwa Nal und Scl3, und das Starter-
Edelgas kann Xe sein.
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Das anstelle des Quecksilbers gewählte Puffermetallhalogenid ist mindestens ein
Halogenid mit Ta, Th, Cu, Rb, Nb oder Pd. Wenn das Puffermetallhalogenid in dem
geschlossenen Glaskolben eingeschlossen ist, kann eine große Reduzierung der
Röhrenspannung und des Lichtstroms, die ansonsten bei Nichtverwendung von Quecksilber
hervorgerufen werden, unterdrückt werden, wodurch mitgeholfen wird, das erste und
das zweite Problem zu lösen.
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In der bevorzugten Ausführungsform kann mindestens eines der Halogenide von den
Halogeniden mit Ta, Cu, Rb oder Nb gewählt werden, die Licht ähnlich zu Quecksilber
aussenden und in dem geschlossenen Glaskolben enthalten sind. Daher wird die
Verringerung der ausgesandten Lichtstärke oder des Lichtstroms im sichtbaren Bereich
(das weiße Licht) kompensiert, wodurch das dritte Problem gelöst wird.
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In einem dritten Aspekt der Erfindung ist die Quecksilber-freie Bogenentladungsröhre für
eine Entladungsleuchteneinheit, wie sie in dem ersten und dem zweiten Aspekt erläutert
ist, so aufgebaut, dass ein Gewichtsverhältnis des Puffermetallhalogenids zu dem
Hauptlichtemissionsmetallhalogenid ungefähr 1 zu 500% beträgt.
(Funktion)
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Wenn das Gewichtsverhältnis des Puffermetallhalogenids zu dem
Hauptlichtemissionsmetallhalogenid kleiner als ungefähr 1% ist, ist die Lichtemission durch das
Puffermetallhalogenid nicht ausreichend und der Lichtstrom steigt nur unzulänglich an.
Umgekehrt, wenn das Verhältnis größer als 500% ist, ist zuviel Puffermetallhalogenid
vorhanden und verringert die Lichtemission des Hauptlichtemissionsmetallhalogenids, so dass
der Lichtstrom unzureichend ist. Daher liegt vorzugsweise das Gewichtsverhältnis des
Puffermetallhalogenids zu dem Hauptlichtemissionsmetallhalogenid bei ungefähr 1 bis
500%.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform der
Quecksilberfreien Bogenentladungsröhre für die Entladungsleuchteneinheit;
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Fig. 2 ist eine Tabelle, die Eigenschaften der Röhrenspannung, des Lichtstroms und
des Farbverhaltens für das in dem geschlossenen Glaskolben
eingeschlossenen Puffermetallhalogenids zeigt; und
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Fig. 3 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer konventionellen
Bogenentladungsleuchteneinheit.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Die obigen und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen
deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen bei
Bezugnahme zu den begleitenden Zeichnungen hervor.
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Fig. 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform der
Quecksilberfreien Bogenentladungsröhre für die Entladungsleuchteneinheit entsprechend der
vorliegenden Erfindung, und Fig. 2 ist eine Tabelle, die Eigenschaften der
Röhrenspannung, des Lichtstroms und des Farbverhaltens für das in dem geschlossenen
Glaskolben enthaltene Puffermetallhalogenid zeigt.
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In der Zeichnung bezeichnet Bezugszeichen Nr. 10 die Bogenentladungsröhre mit
einem Aufbau, in dem ein zylindrisches Ultraviolett abschirmendes Abdeckglas 20 in
integraler Weise (abgedichtet) mit einem Bogenentladungsröhrenkörper 11 mit einem
geschlossenen Glaskolben 12 verschweißt ist, der ein Paar Elektroden 15a und 15b, die
gegenüberliegend angeordnet sind, aufweist, so dass der geschlossene Glaskolben 12
von dem Ultraviolett abschirmenden Abdeckglas 20 umschlossen und abgedichtet ist,
wie dies auch in dem konventionellen Beispiel (Fig. 3) gezeigt ist; dieser ist ferner mit
einem isolierenden Grundelement als Einheit verbunden.
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Der Bogenentladungsröhrenkörper 11 kann aus einer runden röhrenförmigen
Quarzglasröhre hergestellt werden und kann eine Struktur aufweisen, in der der als kugelartig
geformte geschlossene Glaskolben 12 gebildet wird, und ist ferner von
Quetschdichtbereichen 13a und 13b eingeschlossen, die in einem Querschnitt in einer vorbestimmten
Position in der Längsrichtung wie ein Rechteck geformt sind. Rechteckige
Molybdänfolien 16a und 16b sind an den Quetschdichtbereichen 13a und 13b luftdicht angeordnet.
Eine Seite jeder Molybdänfolie 16a und 16b ist mit Wolframelektroden 15a und 15b
verbunden, während die andere Seite mit Anschlussdrähten 18a, 18b verbunden ist, die
aus dem Bogenentladungsröhrenkörper 11 herausgeführt sind.
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Der Bogenentladungsröhrenkörper 11 ist in integraler Weise mit dem zylindrischen
Ultraviolett abschirmenden Abdeckglas 20, das einen größeren Durchmesser als der
geschlossene Glaskolben 12 aufweist, verschweißt, so dass ein Gebiet, das aus den
Quetschdichtbereichen 13a und 13a des Bogenentladungsröhrenkörpers sich zu dem
geschlossenen Glaskolben 12 erstreckt, von dem Ultraviolett abschirmenden
Abdeckglas 20 gasdicht umschlossen ist, wohingegen ein kreisförmiger röhrenähnlicher sich
nach hinten erstreckender Bereich 14b, der kein Dichtbereich des
Bogenentladungsröhrenkörpers 11 ist, an der hinteren Seite des Abdeckglases 20 herausragt. Das
Abdeckglas 20 ist aus Quarzglas aufgebaut, das mit TiO2 oder CeO2 dotiert ist und das eine
Ultraviolett abschirmende Funktion aufweist. Das Abdeckglas 20 ist vorgesehen, um
zuverlässig Ultraviolettstrahlung in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich, der für
den Menschen schädlich ist, aus dem von dem geschlossenen Glaskolben 12, der ein
elektrischer Entladungsbereich ist, ausgesandten Lichtes herauszuschneiden.
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In dem Glaskolben 12A sind das Starter-Edelgas, das
Hauptlichtemissionsmetallhalogenid und das Puffermetallhalogenid, das das konventionelle Quecksilber ersetzt,
eingeschlossen. Somit zeigen die Quecksilber-freien Bogenentladungsröhren Eigenschaften,
die ähnlich zu jenen der konventionellen Bogenentladungsröhre mit Quecksilber sind.
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Das Hauptlichtemissionsmetallhalogenid, das in dem geschlossenen Glaskolben
enthalten ist, kann Nal und Scl3 sein, die Substanzen sind, die im Wesentlichen zur
Lichtemission beitragen.
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Das eingeschlossene Puffermetallhalogenid dient als eine Puffersubstanz, die eine
große Verringerung der Röhrenspannung verhindert, wenn in der konventionellen
Bogenentladungsröhre kein Quecksilber eingeschlossen ist, und dient ferner als eine
Lichtemissionssubstanz anstelle von Quecksilber. Das Puffermetallhalogenid kann ein
Ionisierungspotential von ungefähr 5 bis 8.5 eV und ein Anregungspotential von
ungefähr 4.5 eV oder weniger mit einem Emissionsspektrum im sichtbaren Bereich
aufweisen.
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Wenn das Ionisierungspotential des eingeschlossenen Puffermetallhalogenids zu gering
ist (kleiner als 5 eV), steigt die Röhrenspannung nicht ausreichend an, da die Elektronen
bei geringer Energie emittiert werden; und umgekehrt, wenn das Ionisierungspotential
zu hoch ist (mehr als 8.5 eV), ist die Entladung nur schwierig zu stabilisieren, da die
Ionisierung schwierig ist und die Lichtemission ist verringert und der Lichtstrom steigt nicht
ausreichend an. Daher ist es wünschenswert, dass das Ionisierungspotential des
Puffermetallhalogenids in einem Bereich von ungefähr 5 bis 8.5 eV liegt, in dem die
Röhrenspannung und der Lichtstrom für Beleuchtungszwecke ausreichend sind.
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Obwohl das Ionisierungspotential des Puffermetallhalogenids von ungefähr 5 bis 8.5 eV
reichen kann, ist dieses nicht imstande zur Emission, wenn das Anregungspotential
dieser Substanz zu hoch ist (größer als 4.5 eV), und daher wird die lichtemittierende
Substanz vorzugsweise auf ein Puffermetallhalogenid eingeschränkt, das ein
Anregungspotential von 4.5 eV oder geringer und ein Emissionsspektrum im sichtbaren Bereich
besitzt. Das Puffermetallhalogenid kann aus einem oder mehreren Halogeniden mit Ta, Th,
Cu, Rb, Nb oder Pd gewählt werden.
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Ein in dem geschlossenen Glaskolben 12 eingeschlossenes Edelgas kann Xe sein und
ein Druck kann wie im Stand der Technik 3 bis 6 Atmosphären betragen.
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Die weitere Erläuterung zielt insbesondere auf einen nicht beschränkten Aufbau der
Quecksilber-freien Bogenentladungsröhre ab.
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Ein Volumen des geschlossenen Glaskolbens 12 beträgt 20 bis 50 µl, ein Abstand
zwischen den Elektroden beträgt 4.0 bis 4.4 mm, eine Länge L des Fortsatzes jeder
Elektrode in dem geschlossenen Glaskolben beträgt 1.8 bis 2.0 mm und die Menge des
eingeschlossenen Hauptlichtemissionsmetallhalogenids beträgt 0.2 bis 0,4 mg. Diese
Anordnung ist ähnlich zu der konventionellen Bogenentladungsröhre mit Quecksilber.
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In einem umschlossenen Raumbereich zwischen dem Abdeckglas 20 und dem
Bogenentladungsröhrenkörper 11 ist ein inertes Gas mit 0.5 Atmosphären zur
Wärmeisolierung gegenüber Wärmestrahlung aus dem geschlossenen Glaskolben 12, der ein
Entladungsbereich ist, eingeschlossen.
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Unterschiedlich jedoch zu der konventionellen Bogenentladungsröhre mit Quecksilber
ist, dass das in dem geschlossenen Glaskolben eingeschlossene Puffermetallhalogenid
als Ersatz für das Quecksilber derartige Substanzen aufweist, die das vorbestimmte
Ionisierungspotential und das Anregungspotential, wie dies zuvor erläutert ist, aufweisen
und dass diese das Emissionsspektrum im sichtbaren Bereich besitzen; zusätzlich kann
das als Ersatz für das Quecksilber dienende Puffermetallhalogenid ein oder mehrere
Halogenide sein mit Ta, Th, Cu, Rb, Nb oder Pd, und mindestens eines mit Ta, Cu, Rb
oder Nb.
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Durch Einbringen des Puffermetallhalogenids in den geschlossenen Glaskolben steigt
die Röhrenspannung im Vergleich dazu, wenn kein Quecksilber eingeschlossen ist, an
und eine Verringerung der Röhrenspannung aufgrund des Weglassens des
Quecksilbers wird gemildert, wodurch es möglich ist, eine Röhrenspannung zu erreichen (85 V)
die ähnlich zu der konventionellen Bogenentladungsröhre mit Quecksilber ist.
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Diese Puffermetallhalogenide erhöhen den Lichtstrom im Vergleich zu ohne Quecksilber
und die Röhrenspannungsverringerung aufgrund des Fehlens von Quecksilber ist
verringert, wodurch es möglich ist, einen Lichtstrom zu erhalten (3500 Im) der ähnlich ist zu
der bekannten Bogenentladungsröhre mit Quecksilber.
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Jedes der Metalle, etwa Ra, Cu, Rb und Nb emittiert eine Lichtfarbe, die in der Nähe der
Lichtemission des Quecksilbers liegt (ein Licht mit einem Spektrum im
Wellenlängenbereich von Blau), und die Metallhalogenide dienen zur Kompensation der
Lichtstromreduzierung und der Reduzierung der Lichtemissionsfarbe von hauptsächlich Blau im
sichtbaren Bereich, die bei Fehlen von Quecksilber auftritt; das Farbverhalten der
Lichtemission der Bogenentladungsröhre liegt in einem Bereich, der von dem ECE-Standard
bestimmt ist.
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Ferner ist das Gewichtsverhältnis des eingeschlossenen Puffermetallhalogenids zu dem
Hauptlichtemissionsmetallhalogenid auf einen Bereich von ungefähr 1 bis 500%
eingestellt.
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Wenn das Gewichtsverhältnis des Puffermetallhalogenids zu dem
Hauptlichtemissionsmetallhalogenid kleiner als ungefähr 1% ist, ist die Lichtemission von dem
Puffermetallhalogenid nicht ausreichend und der Lichtstrom steigt nur unzureichend an. Umgekehrt
wenn das Verhältnis größer als 500% ist, ist zuviel Puffermetallhalogenid vorhanden
und beeinträchtigt die Lichtemission des Hauptlichtemissionsmetallhalogenids, so dass
der Lichtstrom nicht ausreichend ist. Daher ist es wünschenswert, dass das
Gewichtsverhältnis des Puffermetallhalogenids zu dem Hauptlichtemissionsmetallhalogenid in
einem Bereich von ungefähr 1 bis 500% liegt.
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Fig. 2 ist eine Tabelle, die Eigenschaften der Röhrenspannung, des Lichtstroms und des
Farbverhaltens und Ergebnisse der Untersuchung für die Verfügbarkeit der
Röhrenspannung, des Lichtstroms und des Farbverhaltens auf der Grundlage des zuvor
aufgeführten Ionisierungspotentials und Anregungspotentials für das in dem geschlossenen
Glaskolben enthaltene Puffermetallhalogenid zeigt.
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Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind Metalle, die zur Verbesserung der Röhrenspannung
(Erhöhung der Röhrenspannung) wirksam sind, Ta, Tg, Cu, Nb und Pd mit Ausnahme von
Rb, wobei Ta besonders wirksam ist.
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Die Metalle, die zur Verbesserung des Lichtstroms (Erhöhung des Lichtstroms) wirksam
sind, sind Ta, Cu, Rb, Nb und Pd, mit Ausnahme von Th, wobei Cu und Rb besonders
effizient sind.
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Die Metalle, die zur Verbesserung des Farbverhaltens (die Farbtönung ist in dem
weißen Bereich des ECE-Standards vorhanden) wirksam sind, sind Ta, Cu, Rb und Nb,
wobei Rb und Nb besonders wirksam sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Bogenentladungsröhre ein oder
mehrere Halogenide mit Ta, Th, Cu, Rb, Nb oder Pd und mindestens eine Art eines
Halogenids mit Ta, Cu, Rb oder Nb, wobei eine Kombination von für die Röhrenspannung,
den Lichtstrom und das Farbverhalten wirksamen Halogeniden gewählt wird und in den
geschlossenen Glaskolben 12 eingebracht wird, so dass eine Quecksilber-freie
Bogenentladungsröhre erhalten wird, die hinsichtlich der Röhrenspannung, des Lichtstroms
und des Farbverhaltens verbessert ist und Eigenschaften aufweist, die ähnlich oder
besser sind als jene der konventionellen Bogenentladungsröhre mit Quecksilber.
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Wie aus der obigen Erläuterung hervorgeht, ist gemäß der Quecksilber-freien
Bogenentladungsröhre für die Entladungsleuchteneinheit nach dem ersten Aspekt der Erfindung
das Puffermetallhalogenid wirksam beim Verbessern der Röhrenspannung, des
Lichtstroms und des Farbverhaltens und ist spezifiziert durch das Ionisierungspotential und
das Anregungspotential, so dass es einfach ist, das Puffermetallhalogenid, das in dem
geschlossenen Glaskolben einzubringen ist, auszuwählen und die Quecksilber-freie
Bogenentladungsröhre herzustellen, die Eigenschaften aufweist, die ähnlich sind zu
bekannten Bogenentladungsröhren mit Quecksilber. Folglich ist die erfindungsgemäße
Bogenentladungsröhre weniger umweltbelastend.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist es mit der Anordnung zum Einschließen
des vorbestimmten Puffermetallhalogenids als Ersatz für das Quecksilber in den
geschlossenen Glaskolben möglich, eine Quecksilber-freie Bogenentladungsröhre bereit
zu stellen, die Eigenschaften aufweist, die ähnlich sind zu der konventionellen
Bogenentladungsröhre mit Quecksilber und die weniger umweltbelastend ist.
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Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird das Gewichtsverhältnis des
Puffermetallhalogenids zu dem Hauptlichtemissionsmetallhalogenid spezifiziert und daher ist es
einfach, die eingeschlossene Menge des Puffermetallhalogenids zu bestimmen.
Figurenbeschreibung
Fig. 2
Spalte 1 der Tabelle
Materialien
Atomzahl
Anstieg der Röhrenspannung
Anstieg des Lichtstroms
Verbesserung des Farbverhaltens
Gesamt
Rot
Grün
Blau
eingeschlossene Menge
Obergrenze (mg)
Untergrenze (mg)