DE1764615C3 - Niederdrucknatriumdampfentladungslampe - Google Patents

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Niederdrucknatriumdampfentladungslampe eingangs erwähnter Art zu schaffen, die sich in einfacher Weise herstellen läßt und nur eine", relativ kleinen Außenkolben benötigt, wodurch die Gesamtabmessungen der Lampe gering gehalten werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Entladungsrohr U-förmig ausgebildet und die Ausstülpung von einer Symmetrieebene dieses U-förmigen Rohres durchschnitten ist, die senkrecht zur durch die Achse der Schenkel des Entladungsrohrs gehenden Ebene steht.

Hierdurch wird erreicht, daß die Ausstülpung zusammen mit den beiden Schenkeln des Entladungsrohres einen großen Füllfaktor des Querschnittes des Außenkolbens liefern kann. Unter dem Ausdruck Füllfaktor wird hier das Verhältnis zwischen der Summe der gemeinsamen Querschnitte der beiden Schenkel des Entladungsrohres und aes Querschnitts der Ausstülpung einerseits und dem inneren Querschnitt des Außenkolbens andererseits verstanden. Bei der Lampe nach der Erfindung ist also der Fünfaktor groß und demnach der Querschnitt des Außenkolbens klein. Der Außenkolben kann daher billig sein und besser thermisch isolierend wirken.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Lampe nach der Erfindung besteht die Ausstülpung aus einem Behälter und einem Zuführungsrohr von der Mündungsöffnung zum Behälter, wobei wenigstens ein Teil des Zuführungsrohres in den Behälter reicht. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, daß die Lampe in verschiedenen Lagen brennen kann.

Bei den bekannten Lampen mit mehreren flachen Ansätzen mußte ein großes Übermaß an Natrium vorhanden sein. Dies war auf den Umstand zurückzuführen, daß eine beträchtliche Natriummenge notwendig war, um eine gleichmäßige Verteilung des in Dampfzustand befindlichen Natriums im Entladungsrohr zu sichern, damit das Dunkelbrennen vermieden wird. Es waren pro ecm Volumen de? Entladungsrohrs z. B. etwa 2 Milligramm Natrium notwendig, wovon nur ein Bnichteil für die Entladung benutzt wurde.

Bei einer Lampe nach der Erfindung genügt weniger als ein halbes Milligramm Natrium pro ecm Volumen des Entladungsrohres.

Bei der Lampe nach der Erfindung tritt das Dunkelbrennen merkwürdigerweise nicht mehr auf und stellt daher kein Problem dar. Es hat sich daher ergeben, daß viel weniger Natrium genügt, was zu geringeren Natriumkosten pro Lampe führt.

Man kann das Natrium z. B. durch ein Entlüftungsröhrchen in das Entladungsrohr einbringen.

Vorzugsweise wird eine Niederdrucknatriumdampfentladungslampe gemäß der Erfindung nach einem Verfahren hergestellt, bei dem zum Einbringen des Natriums eine die Gesamtnatriummenge für die Lampe enthaltende Kapsel verwendet wird, die an der Wand des Entladungsraumes festgeschmolzen wird, wobei zwischen der Kapsel und dem Entladungsraum eine offene Verbindung hergestellt wird, so daß die Kapsel die Ausstülpung des Entladungsrohr bildet, worauf die Kapsel erhitzt wird.

Dieses Verfahren bietet den Vorteil, daß das Einbringen der gewünschten Natriummenge in die Lampe einfach ist. Die Gefahr, daß Natriumtropfen in einem Behälter bzw. einer Zuführungsleitung, z. B.

einem Entlüftungsi öhrchen zurückbleiben, ist damit beseitigt.

Beim angegebenen Verfahren wird das Natrium vorzugsweise durch ein geeignetes Gas geschützt, das vorher in die Kapsel eingeleitet wurde.

Das Aufheizen der Kapsel ist erwünscht, um Natriumspuren durch die Mündungsöffnung der Ausstülpung sofort in den Entladungsraum zu bringen. Dadurch kann die Lampe auch bei erstmaligem Brennen schnell ihren Betriebszustand annehmen, denn man braucht nicht auf Natrium zu warten, das durch die Hitze der Entladung des Zündgases in der Lampe aus der Kapsel heraustritt.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine sdiaubildliche Darstellung einer Natriumlampe,
Fig. 2 einen Querschnitt dieser Lampe gemäß der

ao Linie H-II der Fig. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt der Lampe gemäß der Linie III-III der Fig. 1,

F i g. 4 eine schaubildliche Darstellung, teilweise im Schnitt, eines Teiles eines Entladungsrohrs einer

as Lampe mit einem Anhang mit Zuführungsrohr.

In Fig. 1 ist mit 1 der Lampensockel einer Niederdrucknatriumdampfentladungslampe von 220 Watt und mit 2 der Außenglaskolben dieser Lampe bezeichnet. Im Innern dieses Außenkolbens befindet sich ein U-förmiges Entladungsrohr 3, dessen Schenkel mit 4 und 5 bezeichnet sind. In dem dem Lampensockel 1 zugekehrten Teil des Schenkels 4 bzw. 5 befindet sich eine Elektrode 6 bzw. 7. Der Schenkel 4 des Entladungsrohrs 3 ist mit einer Ausstülpung 8 versehen, die durch eine Öffnung 9 (s. auch F i g. 3) in Jen geradlinigen Teil des Schenkels 4 mündet. Der von der Mündungsöffnung 9 abgekehrte Teil 10 der Ausstülpung 8 befindet sich in der Nähe der Elektroden 6 und 7. Der diesen Elektroden zugekehrte Teil 10 enthält eine Natriummenge 11, die im Betriebszustand der Lampe flüssig ist.

In F i g. 1 sind etwaige Maßnahmen für eine federnde Unterstützung des Entladungsrohrs 3 gegenüber dem Außenkolben 2 nicht dargestellt.

F i g. 2 zeigt weitere Einzelheiten über die Lage der Ausstülpung 8 gegenüber den Schenkeln 4 und 5 des Entladungsrohrs 3. Der Raum zwischen den Schenkeln 4 und 5 und der Ausstülpung 8 einerseits und dem Außenkolben 2 andererseits ist nahezu entlüftet. Die Ausstülpung 8 wird (s. Fig. 2) von der durch die Linie 12 verlaufenden Symmetrieebene des Entladungsrohrs durchschnitten, die senkrecht zur durch die Achsen der Schenkel 4 und 5 verlaufenden Ebene steht.

F i g. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Lampe nach Fig. 1, und zwar an der Stelle der Ausmündung der Ausstülpung 8 in den geradlinigen Teil des Schenkels 4 des Entladungsrohrs.

Die anhand der F i g. 1 bis 3 beschriebene Lampe hat die in der zweiten Spalte der nachfolgenden Tabelle verzeichneten Daten. Entsprechende Daten für eine nicht mit einer Ausstülpung versehene Lampe sind in der dritten Spalte der Tabelle angegeben.
Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die Lichtausbeute einer Lampe mit Ausstülpung die der entsprechenden Lampe ohne Ausstülpung um etwa 19 %> überschreitet bei gleicher Größe des spezifischen Lichtstroms.

	5	17 64	615 ^>	6	0,44	Bekannte
						Lampe (ohne
Tabelle	Ausführungs		Fortsetzung der Tabelle	Ausführungs	275	Ausstülpung)
Daten	beispiel einer	Bekannte	Daten	beispiel einer
	Lampe nach der	Lampe (ohne		Lampe nach der	0,9
	Erfindung (mit	Ausstülpung)		Erfindung (mit
	Ausstülpung)			Ausstülpung)	220	1100
	111			0,074	37500
Lampenlänge (cm)	6,6		0,5 A J/C7(ccm)	Gesamte Natriummenge250		1,9
Lampendurchmesser				in der Lampe (mg)	66 000
(cm)	200		Natriummenge pro ecm		275
Länge des Entladungs		gleich wie	Entladungsrohr (mg)	170
rohrs (Schenkel 4 und		in der Spalte	Brennspannung		0,75
Schenkel 5 zusammen) in cm	1,9	hierneben	der Lampe (Volt)
Innendurchmesser des			Lampenstrom *)		185
Entladungsrohrs (cm)	0,57		(Amp.)		31500
Volumen des Entla			Leistung *) (Wattzahl)
dungsrohrs (Liter)			Lichtausstrahlung	55 000
			der Lampe (Lumen) *)
Ausstülpung:	5		Lumenzahl pro Liter	170
Länge (cm)	0,6		(dies ist der G-Wert)
Durchmesser (cm)	1,4		Spezifischer Licht
Volumen V (ecm)	0,28	kein Anhang	strom *) (Lumen pro
Mündungsöffnung A			Watt)
(cm2)

*) Bei Einstellung auf die Höchstlumenzahl pro Watt.

In F i g. 4 ist mit 30 ein Teil eines U-förmigen Entladungsrohrs einer Lampe und mit 31 im Längsschnitt eine Ausstülpung bezeichnet, die in der Symmetrieebene des U-förmigen Entladungsrohrs liegt und aus einem Behälter 32 und einem Zuführungsrohr 33 besteht, von dem ein Teil in den Behälter 32 ragt. Im Behälter 32 befindet sich Natrium 34. Auch

dieses Beispiel eignet sich für Lampen, die in verschiedenen Lagen brennen müssen. Wird z. B. das Rohr 30 derart gedreht, daß die Ausstülpung 31 mit dem Behälter 32 aufrecht zu stehen kommt, so wird das Natrium sich zwischen dem in den Behälter 32 reichenden verlängerten Teil des Zuführungsrohrs 33 und der Wand des Behälters 32 anhäufen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

"Pf

Claims (4)

1 2 wobei der Raum zwischen dem Entladungsrohr und „ ... dem Außenkolben nahezu entlüftet und im Betriebs- Patentanspruche: zustand der Lampe eine nicht in Dampfzustand be findliche Natriummenge in einer Ausstülpung des

1. Niederdrucknatriumdainpfentladungslampe 5 Entladungsrohrs vorhanden ist, wobei die Erhitzung mit einem Entladungsrohr und einem dieses Rohr dieser Ausstülpung ausschließlich durch die im Entumhüllenden Außenkolben, wobei der Raum zwi- ladungsrohr entwickelte Wärme erfolgt, die Aussehen dem Entladungsrohr und dem Außenkol- stülpung sich völlig außerhalb des Entladungsraumes ben nahezu entlüftet und im Betriebszustand der befindet und im Betriebszustand praktisch die ganze Lampe eine nicht in Dampfzustand befindliche io nicht im Dampfzustand befindliche Natriummenge Natriummenge in einer Ausstülpung des Entla- enthält, und daß folgende Bedingung erfüllt ist:
dungsrohrs vorhanden ist, wobei die Erhitzung

dieser Ausstülpung ausschließlich durch die im V > 0,5- A VÄ,

Entladungsrohr entwickelte Wärme erfolgt, die

Ausstülpung sich völlig außerhalb des Entla- 15

dungsraumes befindet und im Betriebszustand wobei V das Volumen (in ecm) der Ausstülpung

praktisch die ganze nicht im Dampfzustand be- und A die Oberfläche (in cm²) der Mündungsöff-

findliche Natriummenge enthält, und daß fol- nung zwischen der Ausstülpung und dem Entladungs-

gende Bedingung erfüllt ist: raum darstellt.

30 Unter dem Ausdruck nahezu entlüftet wird ein Druck verstanden, der kleiner ist als etwa 10~³Torr.

V> 0,5 -A VA, _{Eine aus der} US-PS 20 56665 bekannte Nieder-

drucknatriumdampfentladungslampe dieser Art —

wobei V das Volumen (in ecm) der Ausstülpung allerding ohne Außenkolben — besitzt einen rohrund A die Oberfläche (in cm²) der Mündungs- 25 förmigen geradlinigen Kolben mit zwei Ausstülpunöffnung zwischen der Ausstülpung und dem Ent- gen zur Aufnahme der benötigten Natriummenge, ladungsraum darstellt, dadurch gekenn- Durch die Ausstülpungen werden gleichzeitig die zeichnet, daß das Entladungsrohr U-förmig StrL..n/uführungsleiter hindurchgeführt. Dies ist aber ausgebildet und die Ausstülpung (8) von einer ungünstig, weil hierdurch die Temperatur in den Symmetrieebene (12) dieses U-förmigen Rohres 30 Ausstülpungen schnell ansteigt. Damit das Natrium (3) durchschnitten ist, die senkrecht zur durch nicht zu schnell verdampft, ist es an sich erforderlich, die Achse der Schenkel (4, 5) des Entladungs- die Ausstülpung mit der Natriummenge möglichst rohrs gehenden Ebene steht. kühl zu halten. — Wenn das Entladungsrohr mit

2. Niederdrucknatriumdampfentladungslampe Ausstülpung in einem Außenkolben untergebracht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 35 werden soll, ist darüber hinaus die geradlinige Ausdie Ausstülpung (31) aus einem Behälter (32) bildung des Entladungsrohres von Nachteil, da in- und einem Zuführungsrohr (33) von der Mün- folge der Ausstülpung ein relativ großer Außenkolben dungsöffnung zum Behälter besteht, wobei we- benötigt wird.

nigstens ein Teil des Zuführungsrohres ir. den Bei einer ferner bekannten Niederdrucknatrium-

Behälter reicht. 4° dampfentladungslampe ist das Entladungsrohr mit

3. Niederdrucknatriumdampfentladungslampe mehreren Ausstülpungen in Form von kleinen flachen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- Ansätzen versehen, die vt-rhüten sollen, daß das Nanet, daß in der Lampe weniger als ein halbes trium sich ungleichmäßig über das Entladungsrohr Milligramm Natrium pro ecm Volumen des Ent- verteilt. Die Ansätze bilden gleichsam Behälter, die ladungsrohrs vorhanden ist. 45 dafür sorgen, daß Natriumtropfen sich nicht oder

4. Verfahren zur Herstellung einer Nieder- nur schwer versetzen können. Dis Temperatur in drucknatriumdampfentladungslampe nach einem den Ansätzen ist etwas niedriger als die in den ander Ansprüche 1 bis 3, wobei für das Einbringen deren Teilen des Entladungsrohres, so daß praktisch des Natriums eine die Gesamtnatriummenge für kein Natrium aus einem Ansatz verdampfen und an die Lampe enthaltende Kapsel verwendet wird, 50 einer anderen Stelle niederschlagen wird, weil diese dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel an der andere Stelle wärmer ist als der Ansatz. Wenn das Wand des Entladungsraumes festgeschmolzen nicht in Dampfform befindliche Natrium gleichmäßig wird, zwischen der Kapsel und dem Entladungs- über das Rohr verteilt gehalten wird, ist eine gleichraum eine offene Verbindung hergestellt wird, so mäßige Verteilung des in Dampfzustand befindlichen daß die Kapsel die Ausstülpung des Entladungs- 55 Natriums im Entladungsrohr praktisch gesichert, rohrs bildet, worauf die Kapsel erhitzt wird. Eine ungleichmäßige Verteilung des Natriums im

Entladungsrohr gibt aber zum sogenannten Dunkelbrennen Anlaß. Dies bedeutet, daß die Entladung an gewissen Stellen weniger hell ist als an anderen 60 Stellen im Rohr. Dies kann sogar so weit gehen, daß

an diesen Stellen praktisch kein Natriumlicht ausgestrahlt wird. Ein weiterer Nachteil einer mit Ansätzen versehenen Natriumlampe besteht in der großen Zahl von Diskontinuitäten, die dem Entladungs-65 rohr zur Sicherung einer guten Natriumdampfvertei-

Die Erfindung betrifft eine Niederdrucknatrium- lung gegeben werden muß. Bei einer bekannten Nadampfentladungslampe mit einem Entladungsrohr triumlampe von 100 Watt beträgt die Ansatzzahl und einem dieses Rohr umhüllenden Außenkoliben, z. B. zehn, wodurch die Herstellung verwickelt wird.