DE1589275A1 - Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe - Google Patents

Description

Diph-Ing. HORST AUER

Anmelder: H.V.Pil.Li.o-CuCCUKPESF

VÖ/PP

r- 2089

Anmeldung vomi "j/J·· BOV· 1967

'Wiederdruckqueeteailberdampfentladungslampe".

Die Erfindung betrifft eine lüederdruokquecksilberdainpfentladuhgslaripe mit an den Enden eines lautlichen 2n-fcladungsraumea angebrachten thermisch enittierendett Elektroden»·

Diese Lampen haben in der Hegel einen spezifieohen Lichtatxon, a.B. in Lumen pro V/att aüsgedrUckt» der bctrSchtlich hoher ist als ζ»Γ·. bei einer Glühlampe·

Es ist an sich bekannt ι in den Entladungsraum einer Lampe der eingangs erv/ahnten i=£t eine kleine Metalliaenge aufzunehmen, die nit _%ueck-

Ö silber leicht ein Amalgam bildet» Dies hat den Vorteil, dass der maximale

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■<ö spefiifisohe Öolitetroia infolge «ines den QuecksilberasnpfdJiuclc herabmetaeno ^Q^i Einflusses deö Amalgaas bei einer höheren Betriebstemperatur der Lampe

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-*■ erreicht viird* Mis® Lampe ist daher besonders geeignet zur Verwendung in

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^4X1 gesohlossenen_t alee staubfreien» Armaturen für Innenbeleuchtung» ....-..,. Min listcifttftil diener "Araalgamlampe¹* besteht darin, dass die zu

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' detsn ZÜKöttßg!.:erforderlich© Spannung in einer -Schaltung ohne Starter bei

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einer Umgebungstemperatur unter 33°" ziemlich hoch iet. Dies ist gleichfalls auf den Umst-Jid rrurüc.-s-ifui.rer., dass das in der Lampe befindliche Amalgam einen l.eraböetsci.'üen Län-fluss ;aif den Huecksilberdanpfdruck in der Lanpe ausübt. Bei einer noch nicht eingeschalteten* etwa auf Zinnertemperatur befindlichen Ar:;alga;.;larn.e ist der uecksil^erda;vfdruck nar.lich auch niedriger, ala in" einer la:;: β, die sich nur darin von der ersten Lampe . unterscheidet, dass ~^:ie Leiu r:it .,ueclcsilber ein Amalgan bildendes !"etall besitzt.

Es ist auch an eich bekcm.t, -läse ein leitender streifen auf der Y<T.nd einer -iedcr'rlrucr;^ußc!;siili€-rd.ir.;-fcntls.ilüncelaape der ein/yings erwähnten .rt die Zundei,jenccl.r f ter. dieser Laope andern kann und zwar derart dass die Kurve, welche die aus münden erforderliche Spantvuig als Funktion dnr l'ngebiinrsten^.eratur vcraj,scl;äulic}:t, eine Verschiebung zu einem Bereich niedrigerer Temperaturen erfährt, lieben einer Verschiebung· tritt dabei in der Regel auch eine gerinre Ve-rforr.un,-; der kurve auf. Die Grosse der Verschiebung der Kurve ist von verschiedenen Faktoren abhät.« igv Die Verschiebung ist z.B. grööeer bei Vcrwendiarj" eines leitenden Aussenstrcifens oder eines zwischen der .and des Lntladungsrauines und einer, auf diese aufgebrachten Leuchtschicht liegenden, leitenden Innenβtreifenε als bei Verwendung eir.es auf der Leuchtschicht liegenden leitenden Innenstreifens.

Eine liiederdruclcquecksilberdanpfentladungslainpe nach der Erfindung mit an den Enden"eines länglichen Entladung3rauraes angebrachten thermisch emittierenden Elektroden ueist das kennzeichen auf, dass sich ic läitladunge« raum eine kleine Hetallnenge befindet, die mit ..uechsilber ein Aaalgam bilden kann, und dass auf der '.'.and des Entladungsrauaes ein leitender - - ^; streifen vorhanden ist, der iibei* nahesu die ganze Lange durch eine Schicht¹ aus einen.elektrisch schlecht leitenden Γaterial vom Entladungsplasma get.or.ntiot. 009810/1054

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'-.,"..«j Die ^ündeigenschaften ei«cr Lampe nach der Lrfindu:i_t- cii:.' besser als bei cir.rx „ampe, dia i>uch :.:it . .rtal;~ain, jedoch leicht mit ο in er. leitender] ΙΛχι-i£en vercehan ist. Me Kombination von Atsal-a'n i:it den leitenden -~.taELr.en führt sogar su üündupannun^er., die botrüc.-.tlicl. niedriger i-'nr ils ;.ei UtrciiO^lam^cr., nie kcir Ataal.-ani enth?/lter..

·-":■ Bie&eB Verhalten dey Laiapcn kün.'itc "nc. fcl;^t unaclirieben vcrdei.. L'i.6. Kurve der erforderlichen ^ünds. a:mun{; als I-unk ti on der Un{;cbun{^rt;te:.rieratur hat für eine ^malgamlampe ohne. Streifen ein Liininuni (minimale ijündspaanun_tj„ bei eiiieTfl ziemlich hohen y.ert T.. Lie en tcj re el. on.le- Kurve für c-ir.e r.anpe ohne Amalgam, jedoch nit eineni "troifen, hr.t oih . ininun bei'rcincr

ren Temperatur, ζ*Ίϊ, T₀.. Eine Lanpe nach der Lrfinriun,' vrc-ist eitle der gegen die vm^ebuiv^ntcir.peratür auf getraue;-.on.. Z*:i: J cpan-nunr auf, deren l.'iiii nun bei. ϊ, liegt, v/obei ^₂ ^ T- ^ "Ί* Je-'c-ch ein überraschender' Ui."Stand dabei ist, daec der ucrt der .AUiaspani.v.*:.-* diec-Qt: '. inir.unc bei T beträchtlich/niedritTGr liegt als in der. Füllen der ..urven rdt einer: i.'.ininu'r, bei 1. und T„ (siehe tuch die Graphik bein /,UEiülrurüSbeiapiel ],

. . Eine Erklärung für den b-'fall"dieses I'5r.i^r;uni£. ict noch nicht bekannt, I;er .-,bfall des Z inirauras ist an sich iiitercc,ε&ι.t, jedoch der ur.ctand, daiis die ganze Sündkurve auf niedrigere tiundopaiaran^cn cbgeiallcir i:=t, bietet die ,"öglichkeit, dass cine erfindungs^er^SGcc han^e-in einer, -weiteren Teaperaturbereich alt einer kcmjtaisten S aomn. , z.;. 220 Volt, {.Gründet Vierden kann. Bies stellt einen Vorteil dar.

Ale Ketall für das Amalgam können neben vuecksilber die 'llenente, Kadmiurf!, indiur^ ThoriuEi, Gallium und üink in Frnge. Die ia.'. t diesei: verschiedenen Lleaenten gebildeten Analgane hnben bei einer, gleichen Verhältnjs von uecksilber sum.anderen lietall bei verschiedenen Temperaturen den erforderlichen Quecksilberdampfdruck von etwa 4 bis 10/U, wobei bekanntlich die höchste ausbeute der Lnsetsung Glektrisc'-.er .,ncrgie in Ultravi-olett-

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Etrahlun,·; erreicht wird. Lan kann also in abhängigkeit von der Detriebßterpefatur und dera angegebenen Verhältnis eines der erwähnten Uencnte v; "1:1 er..

Le wird voraugswei go Indium verwendet. l>ie Verwendung von Indium hat den Vorteil,' dass c-ß leicht aufgebracht werden kann. Der Schmelzpunkt von Indium (156⁰C) ist nämlich so hoch, dass die .,teile, an der eich das Indium befindet, wahrend der Herstellung der Lampen nicht besonders gekühlt worden tmsa,

lter Streifen ist vorzugsweise auf der Jmssenseite der .-and des I i;tladun£srauümp8 angebracht. Der durch einen äuoseren Jtreifen verursachte Lichtverluet ist nätilich, wie bekannt, geringer ale bei einem Innenstreifen gleicher Breite. Wie 3ich ergeben hat, auseen bei dieser Vorzugaausführungeforr.1 die Elektroden vorher auf -lüissionstenperatur gebracht werden. Auch raues der . treifen sur ^rsielung einer guten Zündung d-er Lampe auf ein bestimmtes Potential gebracht v/erden. Dies wird z.B. dadurch verwirklicht, dass der Jtreifen, gegebenenfalls über einen echutzv/iderstand, mit einer der . lektroden verbunden oder der Streifgru w-rJuX-?4i"a^g.&Igg^- wird«

.Die Lampe-nach der Erfindung kann z.J. im" Betrieb hoch belastet werden und trotz der dadurch erhöhten Betriebstemperatur einen hohen spe-

ir" .

zifischen LichetroB und zusätzlich also die guten Z,ündeigenschaften bezitzen. Die Lanpe nach der Erfindung wird voraugsweiee in einem geechloese« nen Leuchtgerat Verwendet» Unter einem geschlosBeiiem Louchtgerät «ird dabei sowohl ein völlig verschioaseneß als auch ein nahezu verschlossenes Leuchtgerat verstanden. Mit dieser Kombination kann eine Utrahlüiigaquelle rait einem hohen spezifischen Lichtstrom und einer guten zündung erreicht werden,' wobei die Quelle staubdicht und berührungasicher ist» .

Vorzugsweise wird ein geschloceenee Leuchtgerät ttit einer erfin- :luns~sge!nassen . iederdruclrquec-silberdaKpfentladungslanpe verwendet, wobei

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die Laiaponelektroden vom vorerhitzten Hyj sind und der leitende . auf der ,ussenaeite der arid den Hntladunguraunea der nape vorhanden iat, und dag Leuchtgerllt mit einem elektrischen Kontakt versehen iat, der mit den leitenden streifen der in die Lanpcnfaasungc-n Ί-..s .'.eucxitjerätc-s ein^esetzten Lampe in elektrischer ."erbindunf* steht/ und wobei dieser Kontakt ,Tl eichsei tig 2iit einer rr-lun^klenra^ des LeuchtiTerStcs in elektrischer Verbimlurr; steht* ■

Diese ; euclite nit der darin eingesetzten ,.aa;>o hat, neben den au·» Betulichen /orteil dee geringerer: Lichtverlucteß -ir.fd; e eine« äucseren - Lan^enötreifenc- statt eines inneren Lampenstrcifens, gleichzeitig ä-en vorteil, dass in des? Leuchte in einfacher '>'"eiae eine Erdvexbindunij dec Streifens verwirklicht' verdon kannv

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Ks zeigenJ Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Lanpe nroh der Ürfindunf;; Fig. 2 eine iinaicht, teils ia Üchnitt durch ein Leuchtgerät mit einer Lanpe nach der Krfinäungj

Fig» 3 ein Diagyamßi in der dire erforderliche Zündspannung V als Funktion öer UmgebungBtemperatur T fur nicht-crfindungsgerieese Lampen und für eine erfindungefgeiaäsee I»ampe aufgetragen ist·

In i'ig. 1 ist die Glaswand einer 40 ■Watt-Kiederdruckqueckßilberdaiipf entladungs lampe mit 1 bezeichnet* «si jedenv Ende des Entladungsrauines 2 der LaEipe befindet sich eine Elektroae 5 bzw. 4 des vorerhitaten Type. Die Elektrode J ist nit Kontaktstiften 5 und 6 eines Sookels 7 und die Elektrode 4 ist mit Kontaktatiften 8 und 9 eines Sockels 10 verbunden. Jedler Sockel besteht aus einem Zylinder 1t bjsw» 12 aus einen elektrisch gutleitenden Material und einer Endplaiit© IJ bssvr* 14 aus Isoliericateri&l# Die Kontakt« " -stifte 5 und 6 aiiid söV einer Endplatte 13 und. Öi e Kontakt st ifte 9 an einer •f4-'btfestiet*-li# BEirtpe- ist olt eiaeia etwa 3 im breiten Streifen

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1 5 cue «jlektrisch &u ti ei ten dec Material versehen, der auf der Aus3er.seitb'"' der Glaswand 1 an gebra -i:t iat. LIi t 16 ist eine Indiumpille bezeichnet, die' Eich im lüntladungsraua befindet. Die-Innenflache der Lampe i3t nit einer i.ici.t dargestellten Leuchtschicht brdecht.

1-er Streifen 15 ist elektrisch nit den Zylinder 12 des Sockels 10 verbunden, der seinerseits .elektrisch nit der Elektrode 4 über einen 'widerstand 17 von 1 mOhn verbuncen ict. Die Larape iat bestimmt fur Jpeisung aus eix.oni :»eta von 22ΰ Volt, $0 Hz unter Verschaltung einer ütabilisierungsir.£)eda;«u.

Der leitende streifen 15 sorgt für eine gute Lfindun*j und das Indiun; fi'r die {jute ..iehtausbeute unter den Betriebsverhaltnissen der Larape. Für die ijündeigenschaften, dieser Lampe sei auf ?ig* $ und die dazu-ge..orige Beschreibung vernieseu. -

In Fig·. 2 ist r.it 20 eine ^iederdruckquecko-ilberdanpfentladungslampe beseichnet, die im wesentlichen der Laape nach Fig. 1 entspricht· Bei der Lanpe nach Fig. 2 fehlt aber der 'i.'iderstand 17» fig» 2 zeigt neben der Lan:p£ 20 ein praktisch geschlossenes Leuchtcerat 21, dessen linker Teil 21a der Anaic.'it und dessen rechter Teil 21b im Schnitt dargeatellt iot. has Leuchtgerat 21 istuueefähr aylinderföriaig und nit einer Gleiocheibe 24 versehen,, durch Sie von der Lanpe 20 ausgetrahltes Licht austreten kann. Die Lampe 20 ist wieder nit Sockeln, z,'ä. 22 versehen. Mit 23 ist eine Lanpenelektrode bezeicr;net, die nit Kontaktstiften 24 und 25 verbunden ist. Diese Stifte aohliessen IContakt mit Kontakten in einer Lampenfaesung; 26 der Leuchte 21. Die Stronaufiihrung zu \en Jtifteii 24 und 25 durch Ansohlusadrähte erfolgt über ein Vorschaltgerät 27, -flelches u.a. äur Stabilisierung der Entladung in der Lampe 20 dient. Das Gerat besitzt Zuleitungsctrahts 2β und 29, die sum Anschluss an ein i.eta von 220 Volt, 50 Hz bestiaint eind'.

.it JO ist ein 5 um breiter leitender Streifen auf der Auseenseite

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der Glaswand, der Lampe. 20 bezeichnet.» Dieser Streifen steht in elektrisch'r Verbiruiu:;,·' nit den lei tendon "uviinfler des Sockels 22. Ein Federetrcifen 31 in der Lampen fas π unr 26 drückt ge^en den Sockel 22 und stekt nit dieee.M in elektrischen Xontakt» Her streifen 3"' ißt ..eiterkiri rät einer .geerdeten klei.iuc >2 de3 Geräts 21 vcrb-U-Jei..

Die ^ündeigeri schaftes der Lacme i.0 iii.ciicccc Gertit.'cind .iiahcsti gleich ei.ej.cn der Lanij e 1 nach Ti^· 1 · ' , ■

'i-ii. Fig. 3 i^t die bei starterlosen Züiide;»-erforderliche ■ Züiitltpanr.üH, "V als Funktion de-r-Uc#efaujiss temperatur ^ i'«r drei Lampen ruf getragen. V iet li-j Volt und die lei^-eratur in °C ausgedrückt. .j«"r.tli.che Lanp^n waren i:dt vprerhitaten klektrodeii vcrseiiei-.

Bie : urvc A (gestrichelte Linie) ist die j.urve für üine <\Q WattiriedGrdruckrueckeilbcrdacrfeiitladur._t;slanpe mit 23 ^u 5-,ticql:eilbcr Und 18 uiß —indiur.;, Liese. Laiai>e besitzt keinen .zündstreifen und ist daher krilie Lampe imcli der Erfindung. _?

Die Kurve B (strich, ;:i;ktierte Linie) ist die ^iijidkurvc- für eine 4Ö Vfatt-iiiederdrückquecksilberdaapfentladunGGlarajje mit nähe au gleicher ^uecksilberwenije, jedoch ohne tin iietall, das· Kit quecksilber ein Amalgam bilden kann. Diese Lampe war mit einem Zündstreifen versehen, der über einen widerstand von 1 I'Ohm mit einer der LaKipenelcktroden verbunden v/ar. Dies ist cbeiifalls keine Lampe nach der Krfindun^.

_: Die Kurve C (voll ausgesogene Linie) ist die 2ündkurve fur eine

Eiederdruclcqueclisilbcrdaapfentladungslampe (vöii "40 Xätt) na"cli der Erfindung mit 23 i»sQuecksilber und 10 mg Indium,die nit einen ausscren zündstreifen Versehen und über einen ,Widerstand von 1 ITühm mit einer der illektrodenji verbunden war.

Die der kurve C entsprechende Lampe (also die „ainpe nach der

Erffn_dur.£t}--ist die in Fig. 1 dargestellte Lampe,

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Die drei Lampen gcnäes den Kurven L, B und C waren alle gleich Im T,l.a.tton der, ^lcic'.en Durchmesser, etc. Der einzige Unterschied war, •iac; die Lanpe A Ic einen Zündstreifen hatte, jedoch mit Amalgam versehen \.r.r; daer di> Lanpe Ii eiüen .lündotreifsn hatte, jedoch kein Amalgam enthielt; un:' dars' die Lai.ipo C nach der Erfindung· r..it Arv-lgan versehen war und .■ν.ei ti: rr. .Äindstrcif en l>esi.sa.

.'.us Pl_t·;· 5 i'-t ersichtlich, dasc die Kurve B gegenüber der Kurve ;. z\i c-inrj-i Bereich mit niedrigerer Temperatur vercchobeii ist. ^uf Grund ά;¹ voxr.r..;e-her!den P.eechreibung ist diese Verschiebung verständlich. />us ei..τ Kctr-'-cl'.tung der Kurven AuIB ferner hervor, dass ihre Kinima ungeiThr lcich gross ciiv', rSnlich etwa 160 bis I90 Volt.

Hß kennte nur. erv/artet werden, dass eirje Lampe mit einem aufbau, '"er c?.r.e Kombination der L'lqaente cua der Lanpe 2 und der Lampe A ist, eine Z£:;.]i.urvo cm£veiβοχι VÜrde, die rr..i.;chcn der Kurve A -und der Kurve 3 liegen Tsurd-e mit einer i-'indectaiiiidcriaamung von ebenfalls etwa 180 bis I90 Volt.

UeberrascLcnd ist nun, dass das Liihimun der Kurve C bei einer viel niedrigeren üpuinung liegt, n"mlich bei etwa 150VoIt. ^r'ah kairn fi.r.tstcllen, dass die "xl.t^c an einen 220 Volt Ket'z (bei einen „pc.j::-.ungcal'fr..ll bis 205 Volt;,in eiüen weite«-zwischen etwa 12°C und 62⁰C liegenden xc-reraturbercich (siehe die Kurve C dor Fig. 5) noch gut gezündet v.ird. Die Lündeigeijschaftcn der Lampe nach der Kurve C sind somit beträchtlich bc-cser als die der Kurven ji und I.

Bei einer Temperatur von z.B. 50 bis 60°C, wie sie z.B. im Innern des Leuclitgerütee nach Pig,. 2. aufteten kann, hatte der spezifißche Licht- . strom sowohl der Lanpe Λ als auch der Lampe C einen V.ert von 75 Lumen/i/att und der der Lampe Ά vol. nur 67,5 Lunen/Tfett. ·

Die günstigste Konbination von Lichtauabeute und Zündeigenschaften wird alcö nit der Laupc C erreicht.

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Claims (5)

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   Iliedexdruck^uecSiGilberdaiaprentledungclariirc. mit an ^;en leiden eines gn ..»itltKlurigsrcunes angebrachten trerniaeli emittierend on . le'ctrodcn, dadurch ^eirennr.nicJ.net, dace eich im Entladun£araun eine kleine _f.etall-Esenge "befindet, die rait vcueeksilöer ein Anelgatr billen kann, und auf der Vand iles Entladungsraurtes ein leitender streifen vorhanden ist, der über naheau die ganse hll.^a durch eine Schicht aus ei:;eri elektrisch schlechtleitendem, l'afeerial von iiitladungsplaaraa g-etreiiiit χει.
2. 2. iiied&rcirackfiueclcsilberdaiapfentladatigsiaaiie nach AnsprucJ 1, da--
3. li (~e,kanuzci.chi\ut_t dass das !,letallj das■ «it ,ueckailber ein ..p.algan
4. kann, auG ^ndium besfceiit. ^r
5. 5. IIiederdriickquecrvsilberdaEi?rentladung3lEai>e nach Anspruch 1 oder 2,

   bei der die elektroden von vorerhitaten i'yp sind und dor leitende streifen, gegebenenfalls über einen '..iderctand mit einer dieser elektroden elektrisch verbunden ist, ftaduECij f-ekeiir.seicluiet, dat-s der leitende streifen ^uf üsr /iUssenseite der Wi.nd des ..ntlauun^rsraunes ancrebfaclit ist. 4* Geschlosseneü LeUoht_v;eri!t zait einer Lar.pe nacli Ani-^iruch 1, 2 oder

   5. ' : V - ' ■■■-■■. ' ■ .'. ;.

   5» Geschlossenes ^eucht^erät mt einör r iedercjruc.:'m{:ckoilberdar4)f-

   entladungslain^e -nach Anspruch t oder 2, bei der die elektroden von vorerhitsten Typ sind, dadurch gekenraeichnet, dasa der leitende Jt:eifen auf der Auaseuseite der .and des -^ntladungsraumes der Lampe vorhanden ist, und · das LeUchtgerat einen elektrirchen Kontakt auft7eiat, der mit den leitenden streifen der in die Laiaperifassur;gen des Leucliteerats eingesetaten Lan>ie in

   •^; '■'·"■ und- '■■■■'.

   elektrischer Yerbindung- steht,/wobei dieser Kontakt gleichfalls nit t-iner •Brdungsklenme des LeuchtgerSts in elektrischer Verbindung steht.

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