DE1539501A1 - Low pressure mercury vapor discharge lamp - Google Patents
Low pressure mercury vapor discharge lampInfo
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Description
PM. 1021PM. 1021
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Pafentonwc't ' ■ :Pafentonwc't '■:
Akt·, PHN-1021
Anmeldung vom« "jß, Sept» 1966Act ·, PHN-1021
Registration dated «" jß, Sept »1966
"Niederdruckquecksilberdampfentladungs-"Low pressure mercury vapor discharge
lampe."lamp."
o Die Erfindung betrifft Niederdruckqueck-■o The invention relates to low-pressure mercury
^0 silberdampfentladungslampen, insbesondere Fluoreszenz-^ 0 silver vapor discharge lamps, especially fluorescent lamps
lampen.lamps.
Niederdruckquecksilberdampf entladungslam·-Low pressure mercury vapor discharge lamp -
5 pen haben bekanntlich dann die höchste Nutzwirkung bei der Umsetzung der zugeführten elektrischen Energie in5 pens are known to have the highest beneficial effect at the implementation of the supplied electrical energy in
I ν» *J %J ν/ W II ν » * J% J ν / WI
Ultravialettstrahlung, wenn der Quecksilberdampfdruck .unter den Betriebsverhältnissen 4 bis 1ü /um beträgt, was dem Dam.fdurck entspricht, der mit flüssigem, auf einer Temperatur von 35° bis 45PC befindlichem Quecksilber im Gleichgewicht ist. Niederdruckquecksilber» dampfentladungslampen werden daher stets derart aufgebaut, dass diese Bedingung bei der normalen Betriebstemperatur erfüllt wird.Ultravialettstrahlung when the mercury vapor pressure .Among the operating conditions 4 to 1E / .mu.m, which corresponds to the Dam.fdurck which is liquid box situated at a temperature of 35 ° C to 45 P mercury at equilibrium. Low-pressure mercury vapor discharge lamps are therefore always designed in such a way that this condition is met at normal operating temperature.
Wird bei einer solchen Lampe die zugeführte elektrische Energie erhöht, so nimmt bis zu einer gewissen Grenze die Lichtausbaute zu. Der Wirkungsgrad wird dadurch aber abnehmen, da infolge Erhöhung der zugeführten elektrischen Energie mehr Wärme entwickelt wird, wodurch die Bexriebstemperatur und demnacl. auch der Quecksilberdampfdruck ansteigt. Die Umsetzung elektrischer Energie in Ultraviolettstrahlung wird dadurch nachteilig beeinflusst, woraus sich der obenerwähnte Wirkungsgradabiall ergibt. *If the electrical energy supplied is increased in such a lamp, the light output increases up to a certain limit. However, the efficiency will decrease as a result of the increase in the electrical energy supplied, more heat is developed, which increases the operating temperature and demnacl. the mercury vapor pressure also rises. The conversion of electrical energy into ultraviolet radiation is adversely affected by this, resulting in the above-mentioned efficiency balance. *
Auch wenn diese normalen Niederdruckquecksilberdampf entladungslampen in einem Raum brennen, in dem die herrschende Temperatur höher ist als die normale Zimmertemperatur von etwa 250C, z.B. in einer geschlossenen Armatur kleiner Abmessungen, wird der Quecksilberdampfdruck den optimalen Wert überschreiten, wodurch der Wirkungsgrad beträchtlich abnimmt.Even if these normal low-pressure mercury vapor discharge lamps burn in a room in which the prevailing temperature is higher than the normal room temperature of around 25 ° C, e.g. in a closed fitting of small dimensions, the mercury vapor pressure will exceed the optimum value, which significantly reduces the efficiency.
Um in den obenerwähnten Fällen den Quecksilberdampfdruck dennoch auf dem optimalen Wert fcu halten, können ve rech jeden e Massnahmen. getroffen werden. Man. kannIn order to keep the mercury vapor pressure at the optimum value fcu in the above-mentioned cases, can take any measure. to be hit. Man. can z, 13. einen fell der Rohrenwand" derart kühlen, dass das eichz, 13. cool one skin of the pipe wall "in such a way that the calibration
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, *■-':- BADORlGiNAt, * ■ - ': - BADORlGiNAt
darauf konzentrierende Quecksilber eine Temperatur von 35° bis 450C hat.it concentrating mercury has a temperature of 35 ° to 45 0 C.
Ein weiteres bekanntes Mittel zur Erzielung des erforderlichen Quecksilberdampfdrucks in der Entladungslampe besteht in der Verwendung eines Quecksilber- amalgams, das sich an einer Stelle in der Lampe befindet, die unter den Betriebsverhältniseen der Lernte eine Tem- . peratur annimmt, bei der der über dem Amalgam herrschende Quecksilberdampf druck den obenerwähnten Wert ve η 4 bis 10 /um erhält. Wenn diese Temperatur höher ist als die- für φ normale Lampen bei maximalem Wirkungsgrad geltende Temperatur von 35° bis 450C, ist es möglich, die Laune schwerer zu belasten oder bei einer höheren Temperatur brenner! zu lassen und demnach eine höhere Lichtausbeute zu erzielen.Another known means of achieving the required mercury vapor pressure in the discharge lamp consists in the use of a mercury amalgam, which is located in the lamp at a point which is a temperature under the operating conditions of the student. temperature assumes at which the prevailing mercury vapor pressure over the amalgam receives the above-mentioned value ve η 4 to 10 / um. If this temperature is higher than the temperature of 35 ° to 45 0 C that applies to φ normal lamps at maximum efficiency, it is possible to put a heavier load on the mood or burn at a higher temperature! to leave and thus to achieve a higher light output.
Dä.8 Quecksilberamalgam befindet sicli meist auf der Innenwand der Entladungslampe im Kittelteil zwischen den Elektroden. Bei länglichen Lampen wird Quecksilberamalgam manchmal an zwei oder mehr Stellen in diesem Mittelteil untergebracht. Bei der Herstellung solcher LampenThe 8 mercury amalgam is usually found on the inner wall of the discharge lamp in the smock part between the electrodes. With elongated lamps, mercury amalgam is sometimes found in two or more places in this central part housed. In the manufacture of such lamps
wird zunächst an einer Stelle an der Wand eine Menge eines ^ Metalles, das mit Quecksilber ein Amalgam bilden kann, z.B. Indium, angebracht. Anschlieäsend werden die Lampen mitfirst of all, at one point on the wall, a lot of a ^ Metal that can form an amalgam with mercury, e.g. Indium, attached. The lamps are then switched on with
Fluoreszenzpulver bedeckt, die bedeckten Lampen gesintert «oFluorescent powder covered, the covered lamps sintered "O
° und die Elektroden montiert. Darauf werden die Lampen ent-" co° and the electrodes mounted. The lamps are then co
£° lüftet und mit einem Zündgas, z.B. Argon, gefüllt. Auch£ ° ventilates and filled with an ignition gas, e.g. argon. Even
^t wird eine ^uecksilbermenge in die Lampe eingebracht. DasA quantity of mercury is introduced into the lamp. That
*- Gewicht dieser Quecksilberinenge muss in einem bestimmten* - Weight of this amount of mercury must be in a certain
KJ " ■"KJ "■"
"**· Verhältnis zum Gewicht des angebrachten Metalles stehen. Bei Indium ist dieses Verhältnis etwa 1 Gew. Teil Queck-"** · Relate to the weight of the attached metal. In the case of indium, this ratio is about 1 part by weight of mercury
PHN.1021PHN.1021
silber auf drei Gew.Teile Indium.silver to three parts by weight of indium.
Die Wirkungsweise einer Amalgamlampe kann wie folgt zusammengefasst werden:The mode of operation of an amalgam lamp can be summarized as follows:
Nach dem Einschalten der Lampe werden die ' Elektroden erhitzt, wodurch sie Elektronen emittieren.. Dadurch entsteht eine Entladung im Entladungsraum und steigt die Temperatur in diesem Raum an, so dass sioh Quecksilber aus dem Amalgam absondert und in den Entladungsraum gelangt* Dies geht weiter, bis ein "Gleichgewichtszustand erreicht ist. Die Betriebstemperatur der Lampe muss dann so hoch sein, dass über dem Amalgam der erforderlicht Quecksilberdampfdruck von 4 bis 10 /um herrscht. After switching on the lamp, the ' Electrodes are heated, which causes them to emit electrons .. As a result a discharge arises in the discharge space and rises the temperature in this room increases so that mercury secretes from the amalgam and gets into the discharge chamber * This continues until an "equilibrium state is reached. The operating temperature of the lamp must then be so high be that the required mercury vapor pressure of 4 to 10 / µm prevails over the amalgam.
Es ist einleuchtend, dass nach dem Einschalten ' der Lampe die zum Erreichen des richtigen Queekeilberdamptdrucks erforderlichen Zeit unter anderem von.der noch im > ( ^ntladungsraum vorhandenen Quecksilberdampfmenge abhängt. Ist die Lampe längere Zeit erloschen gewesen, so wird sich das Quecksilber nahezu völlig im Amalgam befinden und das Erreichen des richtigen Quecksilberdampfdrucks wird längere Zeit beanspruchen, als wenn die Lampe nur kurze Zeit erloschen war.It is obvious that required to reach the right Queekeilberdamptdrucks time depends after switching 'of the bulb among other von.der still present in> (^ ntladungsraum mercury vapor quantity. If the lamp for a longer time have been extinguished, so the mercury is almost completely in Amalgam and reaching the correct mercury vapor pressure will take longer than if the lamp was only off for a short time.
Diese verhältnismässig lange Anlaufzeit stellt' einen grossen Nachteil solcher Amalgamlampen dar. ίο Die Erfindung bezweckt, diesem Nachteil ,This relatively long start-up time a major disadvantage of such amalgam lamps. ίο The invention aims to remedy this disadvantage,
CO ■"■ : " 1CO ■ "■:" 1
co entgegenzutreten.oppose co.
"""* Eine Niederdruckquecksilberdampfentladungs-"" "* A low pressure mercury vapor discharge
£j lampe nach der Erfindung hat einen Sntladungsraum, in dem ^ sich thermisch emittierende Elektroden befinden, und sie weist das Kennzeichen auf, dass sich im Entladungsraum auf ·£ j lamp according to the invention has a discharge space in which ^ there are thermally emitting electrodes, and it has the characteristic that there are in the discharge space
BAD ORIG'NAUBAD ORIG'NAU
j -.. ■ ■j - .. ■ ■
einem Teil der Lampe, z.B. der Wand, dessen Temperatur im Betrieb der Lampe nicht direkt von der Temperatur der' Elektroden beeinflusst wird, eine kleine Metallmenge befindet, die mit Quecksilber ein Amalgam bilden kann, und dass sioh nahe bei wenigstens einer der Elektroden auf einem Teil, dessen Temperatur nach dem Einschalten der Lampevon der Temperatur dieser Elektrode direkt beeinflusst wird, eine kleine Metallmenge befindet, die mit Quecksilber ein Amalgam bilden kann.part of the lamp, e.g. the wall, its temperature is not directly influenced by the temperature of the electrodes when the lamp is in operation, a small amount of metal is located, which can form an amalgam with mercury, and that it is close to at least one of the electrodes on a part whose temperature is after the lamp is switched on The temperature of this electrode is directly affected, a small amount of metal resides with mercury Can form amalgam.
Durch das Anbringen einer kleinen Metallmenge, die mit Quecksilber ein Amalgam auf dem Teil bilden kann, der sich nahe bei wenigstens einer der Elektroden befindet und dessen Temperatur von der Temperatur.-dieeer Elektrode direkt beeinflusst wird, macht sich sehr schnell nach dem Einschalten dar Lampe eine Quecksilbermenge frei, wodurch die Anlaufzeit beträchtlich abgekürzt wird. Die Elektroden erreichen nach dem Einschalten nämlieh schnell eine hohe Temperatur und heizen dann, hauptsächlich durch Strahlung, das in ihrer direkten Nähe liegende Amalgam.By attaching a small amount of metal, which can form an amalgam with mercury on the part that is close to at least one of the electrodes and its temperature depends on the temperature.-dieeer Electrode is directly influenced, makes itself very quickly after switching on the lamp releases a quantity of mercury, whereby the start-up time is shortened considerably. The electrodes reach quickly after switching on a high temperature and then heat mainly through Radiation, the amalgam in their direct vicinity.
Das Amalgam, das sich auf einem Teil der Lam-The amalgam that is on part of the lam-
pe befindet, dessen Temperatur nicht direkt von der Temperatur der Elektroden beeinflusst wird, z.B. auf einem Teil der Wand zwischen den Elektroden, wird praktisch ausschliess-' lieh über die Entladung geheizt. Dadurch erreicht dieses Amalgam die erforderliche Temperatur erst viel später.pe is located whose temperature is not directly related to the temperature the electrodes are affected, e.g. on a part the wall between the electrodes, is practically excluded lent heated over the discharge. This achieves this Amalgam the required temperature much later.
Das Amalgam, das sich auf dem Teil nahe bei wenigstens einer der Elektroden befindet, kann nicht eine den Dampfdruck regulierende Funktion haben, da es im Be- jThe amalgam that is on the part near at least one of the electrodes cannot one have the function of regulating the vapor pressure, since in the Bej
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trieb der Lampe eine solche hohe Temperatur annimmt, dass kurze Zeit nach dem Einschalten der Lampe das Quecksilber vollständig daraus verdampft ist· (Der gewünschte Quecksilberdampf druck voa 4 bis 10 Aim wird durch das Amalgam bedingt, das sich an einer anderen Stelle der Lampe befindet).the lamp reaches such a high temperature, that a short time after switching on the lamp, the mercury has completely evaporated from it (the desired Mercury vapor pressure will range from 4 to 10 Aim due to the amalgam, which is located at a different point on the lamp).
Scheinbar stellt dies einen Nachteil für die schnelle Zündung der Lampe dar, da diese auf dem schnellen Entwickeln von Quecksilber aus dem Amalgam auf diesem Teil beruht. Dies ist aber nicht der Pail, wie sich aus Folgendem ergibt.Apparently, this is a disadvantage for the quick ignition of the lamp, as it is on the rapid development of mercury from the amalgam is based on this part. But this is not the pail, as follows from the following.
■ Nach dem Ausschalten der Lampe befindet sich Quecksilberdampf im Entladungsraum. Will man die Lampe nach nicht all zu langer Zeit wiederzünden, so befindet sich im Entladungsraum noch eine zur Schnellen Zündung ausreichende Quecksilberdampfmenge. Ist die Lampe längere Zeit erloschen gewesen, so befindet sich wahrscheinlich im Entladungsraum zu wenig Quecksilber für eine schnelle Zündung, aber dann hat sich auch in ausreichendem Masse Amalgam auf dem nahe bei einer der Elektroden liegenden Teil gebildet. In einer nicht-brennenden Lampe verteilt das Quecksilber sich nämlich über beide Stellen, an denen sich Amalgam bilden kann.■ After the lamp has been switched off, there is mercury vapor in the discharge space. Do you want the lamp re-ignite after not too long, so is located There is still a sufficient quantity of mercury vapor in the discharge space for rapid ignition. If the lamp has been out for a long time, it is probably Too little mercury in the discharge space for a quick one Ignition, but then there is amalgam in sufficient quantity on the one close to one of the electrodes Part formed. In a non-burning lamp, the mercury is distributed over both places which amalgam can form.
Der nahe bei wenigstens einer der Elektroden befindliche Teil ist vorzugsweise elektrisch von den Elektroden isoliert. Dies bietet den Vorteil, dasa er nicht von der Entladung getroffen wird und daherThe portion close to at least one of the electrodes is preferably electrical from the electrodes. This has the advantage that it is not hit by the discharge and therefore
nicht so leicht verdampfe» und/oder zerstäuben kann.cannot vaporize and / or atomize so easily.
909881/0424 ;909881/0424;
BADBATH
PHN.1021 V- -7-' -PHN.1021 V- -7- '-
Dieser Teil kann z.B. von einem Metallring gebildet werden, der die Elektrode umgibt und von einem nicht mit den Elektroden Verbundenen Halterungsdraht unterstützt wird, der z.B. in einer Quetschung befestigt ist.This part can be formed by a metal ring, for example surrounding the electrode and not by one support wire connected to the electrodes which is e.g. fastened in a pinch.
Als Metall für die Amalgame kommen (neben Quecksilber) die Elemente Cadmium, Indium, Thorium, Gallium und Zink in Frage, Die miι diesen verschiedenen Elementen gebildeten Amalgame haben bei verschiedenen Temperaturen den ,erforderlichen Quecksilberdampfdruck* Man kann also entsprechend der Betriebstemperatur eines dieser Elemente wählen. Dabei muss naturgemäss auch die Verwendungsstelle der Lampen berücksichtigt werden, insbesondere bei geschlossenen Armaturen kleiner Abmessungen.As the metal for the amalgams come (besides mercury) the elements cadmium, indium, thorium, gallium and zinc in question, the miι these different elements amalgams formed are at different temperatures, the, required mercury vapor pressure * It is therefore possible according to the operating select one of these elements . Naturally, the point of use of the lamps must also be taken into account, especially in the case of closed fittings of small dimensions.
Ee ist vorteilhaft, an wenigstens einer Stelle Indium als Amalgam bildendes Metall zu verwenden, denn Ittdiumamalgam ergibt bei einer Temperatur von 90° bis 95°C den obererwähnten gewünschten Dampfdruck zwischen 4 und 10 yum. Eine hohe Belastung der Lampe ist also zulässig. Auch die Umgebungstemperatur, z.B. in geschlossenen Armaturen, darf höher sein als bei Verwendung von Amalgamen, die den richtigen Dampfdruck bei niedrigerer Temperatur liefern.Ee is beneficial to at least one Instead of using indium as an amalgam-forming metal, ittdium amalgam yields at a temperature of 90 ° to 95 ° C between the above-mentioned desired vapor pressure 4 and 10 yum. A high load on the lamp is therefore permissible. Also the ambient temperature, e.g. in closed Fittings, may be higher than when using amalgams, which have the correct vapor pressure at lower Deliver temperature.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Indium besteht darin, das8 es leicht angebracht werden kann. Der Sclmelzpunkt von Indium (156°C) ist naalich so hoch, dass die Stelle, an der sich dae Indium während die Herstellung der Lampe befindet, nicht notwendigerweise besonders gekühlt werden muss. Bekanntlich wird bei der Herstellung die ganze Lampe auf eine höhere TemperaturAnother advantage of using indium is that it is easy to attach. The melting point of indium (156 ° C) is so high that the point at which the indium is located during the manufacture of the lamp does not necessarily have to be specially cooled. As is well known, the Manufacture the whole lamp to a higher temperature
909881/04.24909881 / 04.24
' PHR*1021''PHR * 1021'
erhitzt, und da es notwendig ist, zunächst das Amalgam bildende Metall auf die Wand aufzubringen, ist es wichtig* dass das Metall,während dieser Wärmebehandlung sich nicht über die Böhrenwand verbreitet.heated, and since it is necessary to first apply the amalgam forming metal to the wall, it is important * that the metal, during this heat treatment, does not Spread over the Böhrenwand.
Je höher die Betriebstemperatur der lampe und dementsprechend des Amalgame für den erforderlichen Quecksilberdampfdruck von 4 bis 10 /um gewählt wird, desto niedriger wird bei Zimmertemperatur der Quecksilberdampfdurck im Entladungsraum sein. Pur solche Lampen ist die Anwendung der Erfindung von besonders grosser Bedeutung, The higher the operating temperature of the lamp and accordingly the amalgam is chosen for the required mercury vapor pressure of 4 to 10 / µm, the more The mercury vapor pressure is lower at room temperature be in the discharge space. Pur such lamps is the application of the invention is of particularly great importance,
. Bei einer besonderen AusfÜhrungsform einer Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe nach der Erfindung befindet sich auf dem Teil nahe bei wenigstens einer der Elektroden ein Metall«das mit Quecksilber ein Amalgam bildet, das bei derselben Temperatur einen niedrigeren Dampfdruck ergibt als das Amalgam, das sich an einer anderen Stelle in der lampe, z.B. an der Wand, befindet, Beim Abkühlen nach dem Ausschalten der Lampe wird dann nämlich die QuecksilberdampfStrömung zu dem auf diesem Teil befindlichen Metall stärker sein als im Falle, dass an sämtlichen Stellen der Lampe dasselbe Asialgam bildende Metall benutzt wird. Man kann z.B. eine Kombination von Cadmium-Amalgam auf der Wand und Indium-Amalgam auf dem obererwiihnten Teil verwenden*. In a special embodiment one Low-pressure mercury vapor discharge lamp according to the invention If there is a metal with mercury on the part near at least one of the electrodes Amalgam forms which at the same temperature gives a lower vapor pressure than the amalgam which is attached another place in the lamp, e.g. on the wall, when cooling down after switching off the lamp then the mercury vapor flow becomes that the metal on this part will be stronger than in the Trap that the same Asialgam forming metal is used in all parts of the lamp. For example, you can use a Combination of cadmium amalgam on the wall and indium amalgam use on the above mentioned part *
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert* Die Figur zeigt eine NiederdrucfcquecksilberäEinpfentladungslampe mit einer/Wand 1,The invention is based on the drawing for example explained in more detail * The figure shows a low-pressure mercury single-point discharge lamp with a / wall 1,
9 0 9881 /04 2,4 .■";:.,-.9 0 9881/04 2,4. ■ ";:., -.
BAD ORIQiNALBAD ORIQiNAL
deren Innenseite mit einer Leuchtschicht 2 tedeckt ist. An den Enden des Entladungsraumes befinden sich, von den Quetschungen 3 und 4 unterstützt, die thermisch emittierenden'Elektroden 5 und 6. Mit 7 und 8 sind zwei ringförmige Teile bezeichnet, welche die Elektroden 5 bzw. 6 umgeben. Diese Ringe sind durch Halterungsdrähte· 9 und 10, von den Elektroden 5 und 6 isoliert, in den Quetschungen 3 und 4 befestigt. Auf, den Ringen 7 und 8 befindet sich eine Indiummenge oder eine Amalgammenge, die mit 11 bzw. 12 bezeichnet ist. Mit 13 ist eine Menge an Indiummetall oder Amalgam bezeichnet, äiö sich auf der Wand der Entladungslampe befindet.the inside of which is covered with a luminous layer 2. At the ends of the discharge space there are, of the pinches 3 and 4 supported, the thermally emitting'Elektroden 5 and 6. With 7 and 8 are two denotes annular parts which the electrodes 5 or 6 surrounded. These rings are connected by retaining wires 9 and 10, isolated from the electrodes 5 and 6, in the Pinches 3 and 4 attached. On the rings 7 and 8 there is an amount of indium or an amount of amalgam, which is denoted by 11 and 12, respectively. At 13 is a lot denoted by indium metal or amalgam, äiö on the wall of the discharge lamp.
909881/0424909881/0424
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