Hochdruckentladungslampe C
mit im Entladungsraum parallel zur
Entladung angeordneter Zündwendel Für allgemeine Beleuchtungszwecke, wie z. B. für
die Straßenbeleuchtung, haben sich in großem Umf ang elektrische Metalldampfhochdrucklampen
durchgesetzt, da derartige Lampen wegen ihrer großen Lichtausbeute und ihrer langen
Lebensdauer eine sehr wirtschaftliche Beleuchtung liefern. Diese Lampen weisen jedoch
den Nachteil auf, daß ihr Wiederzünden nach einem auch nur einen Bruchteil einer
Sekunde währenden Ausfall oder Absinken der Versorgungsspannung sehr schwierig ist
und erst nach mehreren Minuten erfolgt, nachdem infolge des Abkühlens der Lampe
der Dampfdruck in ihr wieder auf einen genügend niedrigen Wert abgesunken ist. Wenn
derartige kurzzeitige Netzausfälle oder hohe Spannungsschwankungen auch verhältnismäßig
selten vorkommen, bedeutet ein mehrere Minuten dauernder Ausfall im Einzelfall doch
eine recht unangenehme Erscheinung. Zur Behebung dieses Nachteils der elektrischen
Hochdrucklampen, insbesondere der Quecksilberdampfhochdrucklampen, ist es schon
bekannt, innerhalb des Gefäßes der Lampe eine parallel zu der Entladungsstrecke
geschaltete Wolframdrahtzündwendel anzubringen, mit deren Hilfe eine schnelle Zündung
bzw. Wiederzündung der Lampe erleichtert werden soll. Es ist dabei bekannt, eine
Zündwendel von hochohmigem Widerstand beim Inbetriebsetzen der Lampe zunächst an
Netzspannung (220 V) zu legen, wobei sie sofort zum Glühen kommt, bis die an der
Zündwendel sich bildende Entladung auf die Hauptelektrode hinüberwandert. Danach
soll schnell eine Umschaltung auf die wesentlich niedrigere Betriebsspannung (20
V) erfolgen, damit die, Zündwendel nur noch eine geringe Energie aufnimmt. Bei Hochdrucklampen,
die nach der Zündung nicht an eine geringere Spannung umgeschaltet werden sollen,
lt die überlegung, daß zur Begrenzung der Zündwendelbelastung während des Zündvorganges
ein hochohmiger Zündwiderstand notwendig ist; jedoch besteht nach dem Hochbrennen
einer Hochdruckentladungslampe die Gefahr der Bildung von Nebenbögen zwischen Elektroden
und Zündwendel, wodurch diese vorzeitig zerstört wird. Es ist daher für die eigentliche
Betriebszeit der Lampe zweckmäßig, einen niederohmigen Zündwiderstand zu verwenden.
Zu diesem Zwecke wurden bereits an beiden Enden einer Zündglühwendel abschaltbare
Vorwiderstände vorgesehen. Die hierfür vorgeschlagenen Abschaltvorrichtungen sind
jedoch kompliziert und daher unvorteilhaft. Bei einer anderen bekannten, Anordnung
ist eine Kurzbogenhochdrucklampe bereits ebenfalls mit einer Zündwendel und mit
in Reihe mit dieser geschalteten konstanten Vorwiderständen versehen. Diese Anordnung
wäre jedoch nur brauchbar für Kurzbogenlampen, die wegen ihres geringen Bogenabstandes
eine sehr niedrige Brennspannung (20 bis 35 V) haben; bei Lampen mit höheren
Brennspannungen (über 40 V) würden dagegen mit Sicherheit Nebenbögen bzw. Querentladungen
und damit vorzeitige Zerstörungen der Zündwendel eintreten. Außerdem erfordert die
bekannte Anordnung eine höhere Verlustleistung der Vorschaltgeräte.High-pressure discharge lamp C with an ignition coil arranged parallel to the discharge in the discharge space. B. for street lighting, electrical high-pressure metal halide lamps have become widely accepted, since such lamps provide very economical lighting because of their high luminous efficacy and their long service life. However, these lamps have the disadvantage that they are very difficult to re-ignite after even a fraction of a second failure or drop in the supply voltage and only takes place after several minutes after the vapor pressure in it has returned to a sufficiently low level as a result of the lamp cooling Value has decreased. Even if such short-term power failures or high voltage fluctuations occur relatively rarely, a failure lasting several minutes can in individual cases be quite unpleasant. To remedy this disadvantage of high-pressure electric lamps, especially high-pressure mercury lamps, it is already known to mount a tungsten wire ignition coil connected in parallel to the discharge path inside the vessel of the lamp, with the aid of which rapid ignition or re-ignition of the lamp is to be facilitated. It is known to first connect an ignition coil with a high resistance when the lamp is started up to mains voltage (220 V), and it immediately glows until the discharge forming on the ignition coil migrates over to the main electrode. Then a switch to the much lower operating voltage (20 V) should take place quickly so that the ignition coil only consumes a small amount of energy. In the case of high-pressure lamps that should not be switched to a lower voltage after ignition, the consideration is that a high-ohm ignition resistor is necessary to limit the ignition coil load during the ignition process; however, after a high-pressure discharge lamp burns up, there is a risk of secondary arcs forming between the electrodes and the ignition coil, which will destroy it prematurely. It is therefore advisable to use a low-ohm starting resistor for the actual operating time of the lamp. For this purpose, disconnectable series resistors have already been provided at both ends of an ignition filament. However, the shutdown devices proposed for this are complicated and therefore disadvantageous. In another known arrangement, a short-arc high-pressure lamp is also already provided with an ignition coil and with constant series resistors connected to it. However, this arrangement would only be useful for short-arc lamps which, because of their small arc spacing, have a very low operating voltage (20 to 35 V); In the case of lamps with higher operating voltages (over 40 V), on the other hand, secondary arcs or transverse discharges and thus premature destruction of the ignition coil would occur. In addition, the known arrangement requires a higher power loss of the ballasts.
Die Erfindung bezieht sich demnach auf eine Hochdruckentladungslampe,
in der zur Zündung oder Wiederzündung der Lampe an Netzspannung ohne Spannungsschaltung
auch nach beliebig langer Schaltpause im Entladungsraum eine parallel zur Entladungsstrecke
geschaltete und sich über deren ganze Länge erstreckende Zündwendel vorgesehen ist,
die in geringem Abstand an den Hauptlampenelektroden vorbeigeführt ist oder deren
Endteile selbst die Lampenelektroden für die Hauptentladung bilden. Um die vorhergenannten
Bedingungen zu erfüllen bzw. die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden, besteht bei
einer solchen Hochdruckentladungslampe gemäß der Erfindung die Zündglühwendel aus
einem für einen Wendelstrom von 2 bis 301/o, vorzugsweise von 5 bis 20 %,
des Entladungsnennstromes der Lampe ausgelegten Hauptwendelteil (10), der
über je eine in kaltem Zustand niederohmige Wendelelektrode (2,
3) mit positivem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes (Kaltleiter) mit
den Stromzuführungen
verbunden ist, und sind zugleich dieWendelelektroden
so bemessen, daß sie zumindest kurzzeitig als Ansatzstellen für die Hauptentladung
, dienen und den vollen Lampenstrom aufnehmen, während nach Zündung der Hauptentladung
diese Wendelelektroden sich so weit abkühlen, daß durch Verringerung ihres Widerstandes
die Spannungsdifferenz zwischen den Wendelelektroden (2, 3) und dem Hauptteil
der Zündwendel (10) bzw. zwischen den Hauptelektroden (4, 5) der Lampe
und der Zündwendel herabgesetzt und die Entstehung von Querentladungen bzw. Nebenbögen
vermieden ist.The invention therefore relates to a high-pressure discharge lamp in which an ignition coil is provided that is connected in parallel to the discharge path and extends over its entire length to ignite or re-ignite the lamp on mains voltage without voltage switching, even after any switching pause in the discharge space Main lamp electrodes is passed or the end parts themselves form the lamp electrodes for the main discharge. In order to meet the aforementioned conditions or to avoid the disadvantages mentioned, the ignition filament in such a high-pressure discharge lamp according to the invention consists of a main filament part designed for a filament current of 2 to 301 / o, preferably 5 to 20%, of the nominal discharge current of the lamp ( 10), which each have a low impedance in the cold state coil electrode (2, 3) connected with a positive temperature coefficient of resistance (PTC) to the power supply, and at the same time dieWendelelektroden dimensioned such that they at least briefly as attachment points for the main discharge, serve and absorb the full lamp current, while after ignition of the main discharge these filament electrodes cool down to such an extent that, by reducing their resistance, the voltage difference between the filament electrodes (2, 3) and the main part of the ignition filament (10) or between the main electrodes (4, 5) the lamp and the ignition coil are reduced and the origin Increase in transverse discharges or secondary arcs is avoided.
Der Erfindungsgedanke läßt insbesondere zwei Ausführungen als vorteilhaft
erscheinen. Bei der einen dienen die Wendelelektroden als Vorheizwendel für zwei
massivere, starre Hauptelektroden und sind zusammen mit dem Hauptteil der Zündglühwendel
parallel zu der Entladungsstrecke angeordnet und in geringem Abstand an den Hauptelektroden
vorbeigeführt. Die Hauptelektroden der Lampe sind unmittelbar mit den Netzstromzuführungen
verbunden und stehen vorzugsweise über die Vorheizwendeln wenigstens teilweise vor.
Bei der anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bilden die Wendelelektroden
selbst die selbstaufheizenden Hauptelektroden der Lampe und sind als solche ebenfalls
mit dem Hauptteil der Zündwendeln in Reihe geschaltet. In diesem Falle sind die
Wendelelektroden vorteilhaft mit einem Emitter versehen. Die Wendelelektroden sind
bei allen Ausführungen so bemessen, daß an ihnen beim Lampennennstrom ein Spannungsabfall
von je 2 bis 20 1/o der Netzspannung eintritt. Der zwischen den Wendelelektraden
liegende Hauptteil der Zündwendel ist für eine Belastung von 3
bis
15 Im/W, vorzugsweise 5 bis 8 Im/W. und für einen Wendelstrom
von etwa 10 bis 20 1/o des Lampennennstromes ausgelegt.The idea of the invention makes two designs appear particularly advantageous. In one case, the coil electrodes serve as a preheating coil for two more massive, rigid main electrodes and, together with the main part of the ignition glow coil, are arranged parallel to the discharge path and run past the main electrodes at a small distance. The main electrodes of the lamp are directly connected to the mains power supply and preferably protrude at least partially over the preheating coils. In the other advantageous embodiment of the invention, the coil electrodes themselves form the self-heating main electrodes of the lamp and as such are also connected in series with the main part of the ignition coils. In this case, the helical electrodes are advantageously provided with an emitter. The spiral electrodes are dimensioned in all embodiments so that a voltage drop of 2 to 20 per 1 / enters them in the rated lamp current o the network voltage. The main part of the ignition coil lying between the filament electrodes is for a load of 3 to 15 Im / W, preferably 5 to 8 Im / W. and designed for a filament current of about 10 to 20 1 / o of the nominal lamp current.
In der Zeichnung sind zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Entladungslampe
gemäß der Erfindung schematisch veranschaulicht.The drawing shows two preferred exemplary embodiments of the discharge lamp
illustrated schematically according to the invention.
Fig. 1 zeigt eine Lampe mit einem Hochdruckbrenner
1, der an jenem Ende mit Wendelelektroden 2, 3
und festen Elektroden
4, 5 versehen ist. Ein Ende der Wendelelektroden 2, 3 und
je ein Kerndraht der festen Elektroden 4, 5 sind mittels Folieneinschmelzungen
6, 7 mit den Stromzuführungen 8, 9 verbunden. Das andere Ende der
Wendelelektroden 2, 3 ist mit je
einem Ende des Zündwendelhauptteils
1.0 in gemeinsamen Einschmelzungen 11, 12 verbunden. Die Hauptzündwendel
10 ist hier etwa in ihrer Mitte bei 13 an der Kolbenwand befestigt.
Durch diese Wendel-und Elektrodenanordnung ist die Hauptzündwendel 10 in
Reihe mit den Wendelelektroden 2, 3 an die Stromzuführungen 8, 9 angeschlossen,
während die festen Elektroden 4, 5 ebenfalls direkt an den Stromzuführungen
8, 9 liegen und über die Wendelelektroden 2, 3 hinaus in den Entladungsraum
vorstehen. Die Zündung der Entladung erfolgt in der Weise, daß an der Hauptzündwendel
10, die an der um den Spannungsabfall von zusammen etwa 10 % an beiden
Vorheizwendeln verminderten Netzspannung liegt, eine Gasentladung ansetzt. In diesem
Augenblick geht der volle Lampenstrom durch die an sich niederohmigen Vorheizwendeln
2, 3, die aufglühen und dadurch etwa den zehnfachen Widerstandswert erhalten.
Die Wendelelektroden 2, 3 übernehmen dann die Entladung und folglich auch
den vollen Lampenstrom so lange, bis die festen Hauptelektroden 4, 5 genügend
erwärmt sind, so daß diese die Entladung nun selbst übernehmen. Der Entladungslampenstrom
geht jetzt nicht mehr über die Vorheizwendeln 2, 3, so daß diese nun abkühlen,
wieder niederohmig werden und dadurch die Entstehung von Nebenbögen von den Hauptelektroden
4, 5 zur Hauptzündwendel 10 verhindern.Fig. 1 shows a lamp with a high-pressure burner 1, which is provided at that end with spiral electrodes 2, 3 and the fixed electrodes 4, 5. One end of the coil electrodes 2, 3 and each a core wire of the fixed electrodes 4, 5 are connected by means Folieneinschmelzungen 6, 7 to the power supply 8,. 9 The other end of the coil electrodes 2, 3 is connected to one end of the Zündwendelhauptteils 1.0 in common inclusions 11, 12th The main ignition coil 10 is fastened to the piston wall approximately in its middle at 13. Through this coil and electrode arrangement, the main ignition coil 10 is connected in series with the coil electrodes 2, 3 to the power supply lines 8, 9 , while the fixed electrodes 4, 5 are also directly connected to the power supply lines 8, 9 and beyond the coil electrodes 2, 3 protrude into the discharge space. The discharge is ignited in such a way that a gas discharge starts at the main ignition coil 10, which is connected to the mains voltage which is reduced by the voltage drop of approximately 10 % across both preheating coils. At this moment, the full lamp current goes through the preheating coils 2, 3, which are inherently low-resistance, and glow and thereby obtain about ten times the resistance value. The filament electrodes 2, 3 then take over the discharge and consequently also the full lamp current until the fixed main electrodes 4, 5 are sufficiently heated so that they now take over the discharge themselves. The discharge lamp current no longer passes through the preheating coils 2, 3, so that these now cool down, become low-resistance again and thereby prevent secondary arcs from forming from the main electrodes 4, 5 to the main ignition coil 10 .
Ein Hochdruckbrenner für eine Quecksilberinischlichtlampe, bei welcher
also eine Wolframdrahtwendel gleichzeitig als Vorwiderstand für den Hochdruckbrenner
und als Lichtquelle dient und wie sie im Handel unter der Typenbezeichnung HWA
500 Watt bekannt ist, brennt bei einer Netzspannung von 220 V mit einem Betriebsnennstrom
von etwa 2,35 A,
bei dem an den Vorheizwendeln je ein Spannungsabfall
von 2 bis 20 1/o, vorzugsweise von 5 %, also zusammen von 22 V eintritt.
Demnach ist die Zündwendel für etwa 200 V ausgelegt.A high-pressure burner for a mercury lamp, in which a tungsten wire coil serves as a series resistor for the high-pressure burner and as a light source at the same time and as it is known in trade under the type designation HWA 500 watt, burns at a mains voltage of 220 V with a rated operating current of about 2.35 a, entering at the to the Vorheizwendeln a respective voltage drop 2-20 1 / o, preferably from 5%, that is composed of 22 V. Accordingly, the ignition coil is designed for around 200 V.
Fig. 2 stellt eine Lampe mit einem Hochdruckbrenner 1 dar,
an dessen Enden die Wendelelektroden 2, 3
selbstaufheizende Hauptelektroden
bilden. Je ein Ende der Wendelelektroden 2, 3 ist wie bei der Lampe nach
Fig. 1 mittels der Folieneinschmelzungen 6,7 mit den Stromzuführungen8,9
verbunden. Das andere Ende der Wendelelektroden 2, 3 ist wiederum mit
je einem Ende der Hauptzündwendel 10 in gemeinsamen Einschmelzungen
11, 12 verbunden. Die Zündwendel 10 ist hier ebenfalls etwa in der
Mitte bei 13 an der Kolbenwand befestigt. Die Zündung der Entladungslampe
erfolgt ähnlich wie bei der Lampenausführung nach Fig. 1; es werden
je-
doch die festen Elektroden eingespart, während ähnlich wie bei Leuchtstofflampen
nur selbstaufheizende Doppel- oder Dreifachwendelelektroden mit Emitter verwendet
werden. Die Wendelelektroden 2, 3 und die Hauptzündwendel 10 sind
im Sinne der Erfindung dung ausgelegt und können ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 bemessen sein. Während bei beiden Ausführungen also keine besonderen
Zündvorwiderstände und folglich keine äußeren Verbindungen für solche Vorwiderstände
benötigt werden, hat die Ausführung nach Fig. 2 noch den Vorteil, daß der Entladungsbogen
vollkommen ruhig brennt und die Brennerherstellung billiger ist.Fig. 2 shows a lamp with a high pressure burner 1 , at the ends of which the spiral electrodes 2, 3 form self-heating main electrodes. As in the lamp according to FIG. 1, one end of each of the filament electrodes 2, 3 is connected to the power supply lines 8, 9 by means of the foil seals 6, 7. The other end of the coil electrodes 2, 3 is in turn connected to one end each of the main ignition coil 10 in common seals 11, 12. The ignition coil 10 is also attached to the piston wall approximately in the middle at 13. The discharge lamp is ignited in a manner similar to that of the lamp design according to FIG. 1; However, the fixed electrodes are saved, while, similar to fluorescent lamps, only self-heating double or triple filament electrodes with emitters are used. The spiral electrodes 2, 3 and 10 are designed Hauptzündwendel-making according to the invention and may be sized similarly to the embodiment of FIG. 1. While in both versions no special ignition series resistors and consequently no external connections for such series resistors are required, the embodiment according to FIG. 2 still has the advantage that the discharge arc burns completely calmly and the burner production is cheaper.
Die Lampenausführungen gemäß der Erfindung sind insbesondere für Metalldampfhochdrucklampen
mit oder ohne Grundgasfülldruck und für Edelgashochdrucklampen, wie Quecksilbermischlichtlampen
und Xenonlampen für Netzspannungen von 100 bis 250 V und Betriebsspannungen
von 50 bis 200 V, geeignet. Bei Reihenschaltungen von mehreren Entladungsbrennem
ist bei entsprechender Netzspannung, Schaltung und Bemessung der Wendelelektroden
und des Hauptteiles der Zündwendel gemäß der Erfindung eine sichere Zündung möglich.The lamp designs according to the invention are particularly suitable for metal vapor high pressure lamps with or without basic gas filling pressure and for noble gas high pressure lamps such as mercury mixed light lamps and xenon lamps for mains voltages from 100 to 250 V and operating voltages from 50 to 200 V. When several discharge burners are connected in series, reliable ignition is possible according to the invention with the appropriate mains voltage, connection and dimensioning of the coil electrodes and the main part of the ignition coil.