DE19640850A1

DE19640850A1 - Natriumhochdrucklampe kleiner Leistung

Info

Publication number: DE19640850A1
Application number: DE19640850A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dr Graser; Dieter Dr Schmidt
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1996-10-02
Filing date: 1996-10-02
Publication date: 1998-04-09
Also published as: HU218401B; HUP9701600A2; CA2217613C; EP0834905A3; CA2217613A1; JPH10112284A; EP0834905B1; HUP9701600A3; HU9701600D0; EP0834905A2; US6051927A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung geht aus von einer Natriumhochdruckentladungslampe ge mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es handelt sich dabei insbesondere um Natriumhochdruckentladungslampen mit einer Leistung von höchstens 100 W und sehr hohem Xenondruck. Übli cherweise haben derartige Lampen ein kreiszylindrisches Entladungsgefäß aus Aluminiumoxid, das in einem durchscheinenden Außenkolben unterge bracht ist.

Stand der Technik

Die Grundzüge des Baus von Natriumhochdruckentladungslampen sind bereits lange bekannt. Ebenso ist es bereits seit langem bekannt, zur Erhö hung der Lichtausbeute bei diesen Lampen Xenon mit relativ hohem Druck zu verwenden. Beispielsweise ist in der einschlägigen Monographie "The High-Pressure Sodium Lamp" von DE GROOT/VAN VLIET (Philips Technical Library, Deventer, 1986) auf Seite 299 und 300 ausgeführt, daß eine Erhö hung der Lichtausbeute um 10 bis 15% erzielt werden kann, wenn - bei sog. SUPER-Lampen - ein Kaltfülldruck des Xenons von 20 bis 40 kPa (200 bis 400 mb) statt des standardmäßig üblichen Fülldrucks von ca. 30 mb verwendet wird.

Gleichzeitig wird dort auf Seite 299 darauf hingewiesen, daß die Lichtaus beute bei Natriumhochdruckentladungslampen mit fallender Lampenlei stung stark abnimmt. Auch bei erhöhtem Xenondruck beträgt sie für 50 W Lampenleistung höchstens 85 lm/W, während bei etwa 400 W Lampenlei stung eine Lichtausbeute von ca. 138 lm/W erreicht werden kann.

In der DE-PS 26 00 351 wird eine speziell für den sog. selbststabilisierenden Betrieb geeignete Hg-freie Natriumhochdrucklampe beschrieben mit einem Natriumbetriebsdruck p_NaB = 4 bis 93 mb, einem Xenonbetriebsdruck p_Xe(heiß) 800 mb und ein Druckverhältnis p_NaB/p_Xe(heiß) 1/20. Unter Be rücksichtigung des üblichen Faktors 8 (siehe DE-AS 28 14 882, Sp. 2, Mitte) für die Umrechnung zwischen Xenonbetriebsdruck und Xenonkaltfülldruck p_XeK ergibt sich damit ein Druckverhältnis p_XeK/p_NaB 2,5. Beim selbststabilisierenden Betrieb wird angestrebt, eine Natriumhochdrucklampe ohne Vorschaltgerät zu betreiben. Für diesen Betriebsmodus ist eine lange Zerfallszeit des aus dem Füllgas gebildeten Plasmas notwendig. Um diese lange Zerfallszeit zu erreichen, wird, wie an sich bekannt, ein relativ hoher Xenondruck sowie ein relativ großer Innendurchmesser des Entladungsgefä ßes verwendet (siehe auch die oben erwähnte einschlägige Monographie von DE GROOT/VAN VLIET auf Seite 126 und 154). Nach DE GROOT/VAN VLIET, S. 155, hat der selbststabilisierende Betrieb von Natriumhochdrucklampen we gen Problemen bei der Zündung und bei plötzlichen Veränderungen der Netzspannung keine praktische Anwendung gefunden.

Die in DE-PS 26 00 351 exemplarisch beschriebene Natriumhochdruckentla dungslampe besitzt eine hohe Leistung von 400 W und einen sehr großen Innendurchmesser von 7,6 mm. Der Xenonkaltfülldruck beträgt 260 mb und das Druckverhältnis p_XeK/p_NaB liegt bei etwa 3,5. Damit wird eine bei der hohen Leistung von 400 W eher mäßige Lichtausbeute von lediglich 110 lm/W erzielt. In dieser Schrift wird eine besonders hohe Lichtausbeute im Vergleich zu anderen Natriumhochdrucklampen weder angestrebt noch er zielt. Nach Fig. 10.18 von DE GROOT/VAN VLIET (S. 299) sind bei 400 W Lei stung vielmehr Lichtausbeuten bis zu 138 lm/W erreichbar. Diese prinzipiel le Abhängigkeit der Lichtausbeute von der Lampenleistung ist zu Ver gleichszwecken hier nochmals als Fig. 3 dargestellt (s. u.).

In der DE-AS 28 14 882 wird eine Hg-freie Natriumhochdrucklampe ohne Selbststabilisierung beschrieben. Dabei wird, bezogen auf den Natriumbe triebsdruck, für den Xenonkaltfülldruck p_XeK ein Wert zwischen 1.25 < p_XeK/p_NaB < 6 mit p_NaB = 150 bis 500 mb empfohlen (p_NaB = Natriumbetriebsdruck). Dieser Wert für das Druckver hältnis p_XeK/p_NaB stimmt im übrigen wieder gut mit dem in DE-PS 26 00 351 beschriebenen überein. Es wird aber in DE-AS 28 14 882 (Sp. 3, Z. 41f) von einer weiteren Erhöhung des Xenon-Drucks über diese obere Gren ze abgeraten, da sich der Nachteil der erschwerten Zündung ergibt, "ohne daß dem ein Zuwachs an Lichtausbeute gegenübersteht". Bei den Ausfüh rungsbeispielen mit kleiner Lampenleistung von 70 und 100 W ist p_NaB = 230 mb, der Xenonkaltfülldruck liegt bei ca. 500 mb. Dies entspricht einem Druckverhältnis p_XeK/p_NaB von etwa 2 bis 2,5. Damit wird eine Lichtaus beute von 97 bzw. 105 lm/W bei 70 bzw. 100 W Leistung erzielt. Diese Werte sind zum Vergleich als Kreuze in Fig. 3 (s. u.) eingetragen.

Darstellung der Erfindung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Natriumhochdruckentla dungslampe kleiner Leistung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 be reitzustellen, die eine hohe Lichtausbeute besitzt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängi gen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Natriumhochdruckentladungslampe kleiner Leistung weist ein Entladungsgefäß auf, das zumindest Natrium und Xenon enthält. Unter kleiner Leistung wird dabei insbesondere eine Lampenleistung kleiner gleich 100 W verstanden.

Dabei ist p_NaB der Betriebsfülldruck des Natriums und p_XeK der Kalt fülldruck des Xenons. Überraschenderweise läßt sich bei kleinen Leistungen entgegen der bisherigen Lehrmeinung eine weitere Erhöhung der Lichtaus beute um typisch 20% erzielen, wenn p_NaB = 20 bis 100 mb sowie p_XeK = 1 bis 5 bar gewählt wird und wenn außerdem gleichzeitig die Bedingung p_XeK/ p_NaB 10 eingehalten wird. Vorteilhaft liegt das Druckverhältnis p_XeK/ p_NaB zwischen 10 und 30.

Zur Erhöhung der Brennspannung kann Quecksilber der Lampenfüllung hinzugefügt sein.

Der Xenon-Druck übersteigt die bei bisher bekannten Natriumhochdruckent ladungslampen mit hohem Xenondruck (beispielsweise die NAV SUPER-Lampen der Fa. OSRAM) üblichen Werte um das Drei- bis Zehnfache. Dabei ergibt sich gegenüber diesen NAV-SUPER-Lampen eine typisch um 20% gesteigerte Lichtausbeute.

Die bereits erwähnte vorbekannte Erhöhung der Lichtausbeute von Natri umhochdrucklampen bei Erhöhung des Xenondrucks (siehe DE GROOT/VAN VLIET, S. 153 und S. 299-300) wird in sog. NAV SUPER-Lampen kommerziell genutzt. Die mit der vorliegenden Erfindung erzielte Lichtausbeute- Erhöhung bei einer weiteren Steigerung des Xenon-Drucks gegenüber den Werten in NAV-SUPER-Lampen ist jedoch unerwartet hoch und war in die sem Ausmaß nicht bekannt. So wird z. B. in DE GROOT/VAN VLIET, S. 300, ei ne um 10 bis 15% gegenüber sog. Standardlampen (mit 30 mb Xenonkalt fülldruck) erhöhte Lichtausbeute bei Steigerung des Xenon-Fülldrucks (kalt) auf 200 bis 400 mb beschrieben. Eine weitere Druckerhöhung wird dort we gen der erschwerten Zündung ausgeschlossen.

Das überraschende Verhalten der erfindungsgemäßen Lampen basiert auf der gezielten Ausnutzung eines bisher von der Fachwelt nicht berücksichtig ten Sachverhalts. Es ist zwar bekannt, daß die Lichtausbeute von Natrium hochdrucklampen zu kleinen Lampenleistungen hin deutlich abnimmt (DE GROOT/VAN VLIET, S. 299; siehe unten Fig. 3). Die dort gegebene Erklärung, daß für diese Gesetzmäßigkeit der Umstand verantwortlich ist, daß bei klei ner Lampenleistung die Effizienz der Strahlung geringer ist und die Elektro denverluste größer sind als bei größerer Lampenleistung, ist jedoch nicht richtig. Der hauptsächliche Grund ist vielmehr, daß der relative Anteil des Wärmeverlusts im Entladungsbogen an der Lampenleistung mit abnehmen der Lampenleistung größer wird. Dieser Wärmeverlust läßt sich aber durch die geringe Wärmeleitfähigkeit von Xenon, wenn es mit genügend hohem Druck als Puffergas verwendet wird, reduzieren. Dieser Effekt wirkt sich um so günstiger auf die Lichtausbeute aus, je kleiner die Lampenleistung ist. Entscheidende Bedeutung kommt dabei dem Druckverhältnis zwischen Xe non und Natrium zu, weil Natrium im Gegensatz zu Xenon eine hohen Wärmeleitfähigkeit besitzt. Je höher der Xenondruck gegenüber dem Natri umdruck ist, desto besser können die Wärmeverluste eingedämmt werden. Dies führt im Endeffekt zu der beobachteten zusätzlichen Erhöhung der Lichtausbeute bei kleinen Leistungen.

Der sehr hohe Xenon-Druck von mindestens 1 bar (kalt) hat neben der Erhö hung der Lichtausbeute noch weitere Vorteile:

1. Durch die geringeren Wärmeverluste kann eine niedrigere Wandtempe ratur des Entladungsgefäßes erreicht werden. Dies kann beispielsweise zu einer Verlängerung der Lebensdauer ausgenutzt werden. Alternativ kann das Entladungsgefäß verkleinert werden, so daß die ursprünglich vorhandene Wandtemperatur wieder erreicht wird. Durch die höhere Leistungsdichte erhöht sich dabei die Lichtausbeute noch weiter.
2. Der hohe Xenondruck behindert die Diffusion. Dies mindert die Ab dampfung von Elektrodenbestandteilen während des Zündvorgangs und reduziert die daraus folgende Schwärzung der Wand des Entla dungsgefäßes im Bereich der Elektroden. Dieser Effekt ist qualitativ von NAV SUPER-Lampen her bekannt. Bei sehr hohem Xenon-Druck ist er noch stärker ausgeprägt, wodurch die Lebensdauer weiter vergrößert wird.
3. Bei den erfindungsgemäßen Lampen liefert Xenon wegen seines sehr hohen Drucks einen erheblichen Beitrag zur Brennspannung. Dieser Bei trag ist unabhängig von der Temperatur des Entladungsgefäßes, da das Xenon im Gegensatz zu Natrium auch bei Zimmertemperatur gasförmig vorliegt. Dies wirkt stabilisierend gegenüber Schwankungen der Netz spannung oder Fertigungsstreuungen. Im Gegensatz dazu ist bei allen vorbekannten Lampen (beispielsweise gemäß DE-AS 28 14 882) der Bei trag der Xenon-Atome zur Brennspannung unerheblich. Die Brennspan nung wird dort fast allein durch die Anzahl der Natrium-Atome be stimmt, die stark von der Temperatur des kältesten Punktes (cold spot) und damit von Schwankungen der Netzspannung oder Fertigungsstreu ungen beeinflußt wird. Im Falle eines Quecksilberzusatzes wirkt auch dieser bei der Einstellung der Brennspannung mit.
4. Durch den sehr hohen Xenondruck ergibt sich eine besonders niedrige Wiederzündspitze im Betrieb der Lampe. Dies verlängert die Lebens dauer wegen der geringeren Belastung der Elektroden und gibt größere Sicherheit vor Verlöschen bei plötzlichen Netzspannungsschwankungen.
5. Xenon bewirkt im Natriumspektrum eine Verbreiterung des Kuppenab stands im spektralen Profil der druckverbreiterten, in ihrer Mitte selbstabsorbierten Natrium-Resonanzlinie (D-Linie). Dieser Effekt ist im Prinzip bekannt (siehe DE GROOT/VAN VLIET, insbes. S. 16a, Plate 1c). Dadurch kann der Natriumdruck bei gleicher Farbtemperatur und Farbwiedergabe erniedrigt werden. Dieser Effekt wirkt sich bei sehr ho hem Xenon-Druck von mindestens 1 bar (kalt) durchgreifend aus. Bei der vorliegenden Erfindung wird der Natriumdruck im Verhältnis zum Xe nondruck besonders bevorzugt so niedrig eingestellt, daß sich ein Kup penabstand der beiden Flügel der Resonanzlinie von typisch 10 nm, höchstens 12 um, ergibt. Dabei ist eine wesentliche Voraussetzung, daß das Verhältnis p_XeK/p_NaB 10 und p_NaB = 20 bis 100 mb gewählt wird. Es hat sich herausgestellt, daß unter diesen Bedingungen optimale Licht ausbeuten entstehen. Dagegen liegt bei den in DE-AS 28 14 882 angege benen Verhältnissen ein Kuppenabstand der beiden Flügel der Natrium- D-Linie von mindestens 15 bis 20 um vor, da p_NaB dort relativ hoch ist (s. o.). Dies läßt sich mit Hilfe der in DE GROOT/VAN VLIET, S. 87, angege benen Gleichung (3.28) abschätzen.

Aus den Punkten 3 und 5 ergibt sich eine zusätzliche Rechtfertigung für die Wahl des für die vorliegende Erfindung typischen geringen Betriebsdrucks des Natriumdampfes von 20 bis 100 mb. Dieser niedrige Natriumdruck hat seinerseits mehrere Vorteile:

1. Bei einem Natriumdampfdruck von 20 bis 100 mb beträgt die Tempera tur des Entladungsgefäßes an der kältesten Stelle (cold spot) nur 840 bis 950 K. Diese kälteste Stelle liegt immer in der Nähe der Einschmelzung. Daher ist die Einschmelzung jetzt typisch um 150 K kälter als bei vorbe kannten Lampen (siehe DE-AS 28 14 882), woraus eine Verringerung der Lampenausfälle durch Lecks im Bereich der Einschmelzung folgt.
2. Die durch Natrium bedingte Korrosion der Wand des Entladungsgefä ßes, die bevorzugt in der Mitte des Gefäßes auftritt, wird wegen des niedrigen Natriumpartialdrucks verringert. Dadurch ergibt sich eine zu sätzliche Verbesserung der Lebensdauer.

Dem in DE-AS 28 14 882 erwähnten Nachteil der erschwerten Zündbarkeit kann gerade bei kleinen Lampenleistungen ( 100 W) durch die Verwendung von verbesserten, handelsüblichen Sockeln, Fassungen und Zündgeräten wirksam begegnet werden, solange der Xenondruck nicht zu hoch (über 5 bar) gewählt wird. Vorteilhaft wird der Xenondruck auf Werte bis zu 3 bar begrenzt. Diese verbesserten Teile werden bereits bei handelsüblichen Me tallhalogenidlampen der Fa. OSRAM (z. B. HQI-E 100 W/NDL und WDL) eingesetzt. Eine Zündung an herkömmlichen Zündgeräten für NAV-Lampen kleiner Leistung ist dagegen bei erfindungsgemäßen Lampen nicht möglich.

Die hier beschriebenen Lampen sind im Gegensatz zu DE-PS 26 00 351 für selbststabilisierenden Betrieb weder beabsichtigt noch geeignet. Dabei ist auch der erfindungsgemäß erzielte Xenon-Betriebsdruck mit 8 bis 24 bar we sentlich höher als der dort angegebene typische Wert von 1,8 bar.

Das in DE-PS 26 00 351 beschriebene Heizen des Entladungsgefäßes, das dort zum Start nötig ist (alternativ kann ein konventionelles Vorschaltgerät ver wendet werden), ist beim erfindungsgemäßen Entladungsgefäß nicht erfor derlich. Das erfindungsgemäße Entladungsgefäß besitzt bevorzugt einen Appendix (anfangs offenes Niobrohr), durch den in an sich bekannter Weise Xenon mit hohem Druck gefüllt werden kann und der nach dem Füllvorgang verschlossen wird.

Die erfindungsgemäßen Lampen können insbesondere neben Natrium und Xenon zusätzlich Quecksilber in der Füllung enthalten. Die Erhöhung der Lichtausbeute ist bei Lampen mit und ohne Quecksilberzusatz ähnlich groß.

Eine typische Lampenfüllung mit Quecksilberzusatz verwendet ein Amal gam mit 18 Gew.-% Na.

Bevorzugt beträgt der Innendurchmesser des Entladungsgefäßes zwischen 2,5 und 5 mm, insbesondere höchstens 4 mm. Bei diesen Abmessungen ist eine Selbststabilisierung von vornherein ausgeschlossen. Zum Vergleich: die in DE-PS 26 00 351 angegebenen Innendurchmesser sind um eine ganze Zeh nerpotenz größer. Im allgemeinen ist zwar das Entladungsgefäß kreiszylin drisch, es kann aber auch eine andere Geometrie besitzen, beispielsweise in der Mitte ausgebaucht sein.

Vorteilhaft weisen die Natriumhochdruckentladungslampen zusätzlich eine kapazitive Zündhilfe auf, z. B. ein Draht entlang des Entladungsgefäßes. Im Gegensatz zu DE-PS 26 00 351 benötigen die erfindungsgemäßen Lampen jedoch keine Vorheizung.

Diese Lampen haben häufig einen Niobrohr-Appendix, wie er beispielsweise in DE GROOT/VAN VLIET auf Seite 251, Fig. 8.30, beschrieben ist.

Der Betrieb derartiger Lampen ist an einem konventionellen oder häufig auch an einem elektronischen Vorschaltgerät möglich.

Die hier beschriebenen Entladungsgefäße werden bevorzugt in kreiszylindri schen oder elliptischen Außenkolben eingesetzt.

Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele nä her erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Natriumhochdruckentladungslampe,

Fig. 2 einen Vergleich der Lichtausbeute verschiedener Natrium hochdrucklampen (mit jeweils einer Leistung von 50 W) mit unterschiedlichem Xenondruck (mit und ohne Hg),

Fig. 3 einen Vergleich der Lichtausbeute verschiedener Natrium hochdrucklampen für unterschiedliche Lampenleistungen und unterschiedlichem Xenondruck.

Beschreibung der Zeichnungen

Die in Fig. 1 gezeigte Natriumhochdruckentladungslampe mit einer Leistung von 50 W besitzt ein Entladungsgefäß 1 aus Aluminiumoxid. Es ist in einem zylindrischen Außenkolben 2 aus Hartglas angeordnet, der an seinem ersten Ende mit einem Schraubsockel 3 und an seinem zweiten Ende mit einer Kuppe 9 abgeschlossen ist. Der Außenkolben 2 ist evakuiert.

Im Entladungsgefäß 1 mit einem Innendurchmesser von 3,3 mm stehen sich zwei Elektroden 4 gegenüber, die einen Elektrodenabstand EA von 30 mm aufweisen. Die sockelferne erste Elektrode 4 ist über eine rohrförmige Niob- Durchführung 5 mit Appendix 6 mit einer Zuleitung 7 verbunden, die an eine massive äußere Stromzuführung 8 angeschlossen ist, die entlang des Entladungsgefäßes zu einem Kontakt im Schraubsockel 3 führt.

Die zweite Elektrode 4 ist ebenfalls über eine Niob-Durchführung 5 (jedoch ohne Appendix) mit einem Metalldraht 15 verbunden. Dieser ist über einen weiteren Leiter 16 an einen zweiten Kontakt im Sockel 3 angeschlossen.

Das Entladungsgefäß ist mit einer kapazitiven Zündhilfe ausgestattet, die durch einen Zünddraht 17 entlang des Entladungsgefäßes gebildet wird. Der Zünddraht 17 ist mit der zweiten Elektrode 4 elektrisch leitend verbunden.

Die Lampe ist beispielsweise über eine Zündschaltung im Lampensockel an ein Wechselspannungsnetz mit 220 V angeschlossen. Die Zündspannung ist 4 kV.

Das Entladungsgefäß 2 enthält eine Füllung, die nur Natrium und Xenon umfaßt. Der Kaltfülldruck des Xenons (p_XeK) beträgt 3 bar, der Betriebs fülldruck des Natriums (p_NaB) ist 100 mb, so daß p_XeK/p_NaB = 30.

Diese Lampe erreicht einen Lichtstrom von 5100 lm und eine Lichtausbeute von 102 lm/W (siehe Fig. 2, dreieckiger voller Meßpunkt #1 bei 3000 mb Xenonkaltfülldruck). Im Vergleich dazu haben bisherige 50 W-Lampen mit einem Xenonkaltfülldruck von 300 mb (Typ SUPER) lediglich einen Lichtstrom von 4200 lm entsprechend einer Lichtausbeute von 81 lm/W er zielt (siehe Fig. 2, dreieckiger umrissener Meßpunkt). In Fig. 2 ist auch noch die Lichtausbeute für weitere Lampen mit dem üblichen niedrigen Xenon druck von höchstens 100 mb (Typ Standard) angegeben. Sie beträgt bei 30 mb etwa 70 lm/W (siehe Fig. 2, dreieckiger umrissener Meßpunkt).

In Fig. 3 ist die Abhängigkeit der Lichtausbeute von der Lampenleistung schematisch in Anlehnung an DE GROOT/VAN VLIET dargestellt. Der mit obi gem Ausführungsbeispiel erzielte Wert (102 lm/W bei 50 W Lampenlei stung) ist als rautenförmiger Meßpunkt eingetragen. Er liegt deutlich über dem Stand der Technik.

In einem ZWEITEN Ausführungsbeispiel wird eine baugleiche Lampe lediglich mit 1 bar Xenondruck und 50 mb Natriumdruck betrieben. Hier ist das Ver hältnis p_XeK/p_NaB = 20. Die Lichtausbeute ist mit 95 lm/W (siehe Fig. 2, dreieckiger voller Meßpunkt #2 bei 1000 mb Xenonkaltfülldruck) immer noch deutlich höher als bei den vorbekannten Lampen. Wegen des niedrige ren Xenondrucks ist die Zündung gegenüber dem ersten Ausführungsbei spiel erleichtert. Die Zündspannung liegt bei 3 kV.

Diese beiden Lampen sind besonders für Neuanlagen mit stärkerem Zünd gerät geeignet.

In einem DRITTEN Ausführungsbeispiel ist die baugleiche 50 W-Lampe zu sätzlich mit Quecksilber gefüllt. Hierzu wird ein Amalgam mit 18 Gew.-% Natrium, Rest Quecksilber, verwendet. Diese Lampe zeigt eine Lichtausbeute von 105 lm/W (kreisförmiger voller Meßpunkt #3 in Fig. 2) bei 2 bar Xenon kaltfülldruck, 80 mb Natriumbetriebsdruck und einem Druckverhältnis p_XeK /p_NaB = 25,0.

Entsprechend zeigt ein VIERTES Ausführungsbeispiel (50 W) mit 1 bar Xenon kaltfülldruck bei gleichem Na/Hg-Verhältnis eine Lichtausbeute von 93 lm/W (kreisförmiger voller Meßpunkt #4 in Fig. 2).

Zum Vergleich sind die entsprechenden Lichtausbeuten von quecksilberhal tigen Natriumlampen mit niedrigerem Xenonkaltfülldruck (Typen SUPER und Standard) ebenfalls angegeben (kreisförmige umrissene Meßpunkte bei 30 bis 300 mb in Fig. 2).

In einem FÜNFTEN Ausführungsbeispiel wird eine im wesentlichen ähnliche Lampe mit 63 W Leistung betrieben. Die Füllung enthält 1 bar Xenon und 50 mb Natrium, aber kein Quecksilber. Das Druckverhältnis p_XeK/p_NaB = 20.

Die Lichtausbeute beträgt 98 lm/W. Diese Lampe ist als direkter Ersatz für Quecksilberhochdrucklampen mit 125 W Leistung gedacht, die den gleichen Lichtstrom haben. Sie hat eine Leistungsreduktionsschaltung (Phasenanschnittsteuerung) und eine Zündschaltung im Lampensockel.

In einem SECHSTEN Ausführungsbeispiel einer 35 W-Lampe wird ein Entla dungsgefäß mit einem Innendurchinesser von 3,3 mm und einem Elektro denabstand von 23 mm nur mit Natrium und Xenon gefüllt. Der Xenonkalt fülldruck beträgt p_XeK = 2 bar, der Natriumbetriebsdruck ist p_NaB = 90 mb. Dementsprechend ist das Druckverhältnis p_XeK/p_NaB = 22,2. Die Lichtaus beute ist 98 lm/W (siehe Fig. 3, rautenförmiger Meßpunkt #6) und liegt da mit wesentlich höher als Lampen dieser Leistung bisher zu erwarten war.

In einem SIEBTEN Ausführungsbeispiel einer 70 W-Lampe wird ein Entla dungsgefäß mit einem Innendurchmesser von 3,3 mm und einem Elektro denabstand von 36 mm mit Natrium/Quecksilber-Amalgam (s. o.) und Xe non gefüllt. Der Xenonkaltfülldruck beträgt p_XeK = 2 bar, der Natriumbe triebsdruck ist p_NaB = 75 mb. Dementsprechend ist das Druckverhältnis p_XeK /p_NaB = 26,7. Die Lichtausbeute ist 115 lm/W (siehe Fig. 3, rautenförmiger Meßpunkt #7) und liegt damit ebenfalls deutlich höher als bei Lampen dieser Leistung bisher zu erwarten war.

In einem ACHTEN Ausführungsbeispiel einer 70 W-Lampe wird ein Entla dungsgefäß mit einem Innendurchmesser von 3,7 mm und einem Elektro denabstand von 37 mm mit Natrium/Quecksilber und Xenon gefüllt. Der Xenonkaltfülldruck beträgt p_XeK = 1,5 bar, der Natriumbetriebsdruck ist p_NaB = 85 mb. Dementsprechend ist das Druckverhältnis p_XeK/p_NaB = 17,6. Die Lichtausbeute ist 108 lm/W.

Claims

1. Natriumhochdruckentladungslampe kleiner Leistung mit einem Entla dungsgefäß, das zumindest Natrium und Xenon enthält, wobei p_NaB der Betriebsfülldruck des Natriums ist und p_XeK der Kaltfülldruck des Xenons ist, dadurch gekennzeichnet, daß
p_NaB = 20 bis 100 mb,
p_XeK = 1 bis 5 bar, und
p_XeK/p_NaB 10.

2. Natriumhochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lampenleistung kleiner gleich 100 W ist.

3. Natriumhochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß p_XeK/p_NaB 30.

4. Natriumhochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß p_XeK 3 bar.

5. Natriumhochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Füllung zusätzlich Quecksilber enthält.

6. Natriumhochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Entladungsgefäß kreiszylindrisch ist.

7. Natriumhochdruckentladungslampe nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der Innendurchmesser des Entladungsgefäßes zwischen 2,5 und 5 mm beträgt.

8. Natriumhochdruckentladungslampe nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Innendurchmesser höchstens 4 mm beträgt.

9. Natriumhochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lampe zusätzlich eine kapazitive Zündhilfe enthält.

10. Natriumhochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß im Betrieb der Kuppenabstand der beiden Flügel der Natri um-D-Linie höchstens 12 nm beträgt.