DE202005014660U1

DE202005014660U1 - Hochdruckentladungslampe mit Entladungsgefäß

Info

Publication number: DE202005014660U1
Application number: DE202005014660U
Authority: DE
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2015-09-17
Also published as: CN101263578A; JP2009508313A; EP1925018A2; CA2621376A1; KR20080047470A; AU2006290731A1; US20090230865A1; TW200715342A; WO2007031545A3; WO2007031545A2

Abstract

Hochdruckentladungslampe mit Entladungsgefäß (4), das Elektroden und eine Füllung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Elektroden eine Heizvorrichtung zugeordnet ist, die innerhalb des Entladungsgefäßes angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe mit keramischem Entladungsgefäß gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um Metallhalogenidlampen, insbesondere für Allgemeinbeleuchtung, oder auch um Natriumhochdrucklampen.
Stand der Technik
Aus der DE-A 10 2004 020 397 ist ein Verfahren zum Dimmen einer Hochdruckentladungslampe bekannt.
Auch aus dem Buch Betriebsgeräte und Schaltungen für elektrische Lampen, C.H. Sturm und E. Klein, 1992, SAG (im folgenden als Sturm bezeichnet) sind verschiedene Möglichkeiten des Dimmens von Hochdruckentladungslampe bekannt, siehe insbesondere S. 235 und S. 296–297. Problematisch ist jedoch bei verminderter Zuführung elektrischer Energie das Abkühlen der Elektroden sowie u.U. auch ein Abkühlen des Entladungsgefäßes. Aus diesen Gründen ist das Dimmen von Hochdruckentladungslampen bisher noch kaum verbreitet. Wenn überhaupt gedimmt wird, dann in einem sehr eingeschränkten Bereich und evtl. auf Kosten einer reduzierten Lebensdauer. Ebenso ist eine Veränderung des Emissionspektrums zu beobachten. Dies beruht auf den veränderten thermischen Bedingungen der Elektroden und des gesamten Entladungsgefäßes.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die dimmbar ist, insbeson dere in einem weiten Bereich, und die insbesondere die Nachteile des Stand der Technik vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß wird das Abkühlen dadurch verhindert, dass der Lampe eine zusätzliche Heizquelle hinzugefügt wird. Diese Quelle kann entweder intern oder extern am Entladungsgefäß angebracht sein. insbesondere kann die Elektrodengeometrie geeignet optimiert sein, um den Heizprozess effektiv ankoppeln zu lassen.
Damit lässt sich die Temperatur der Elektroden erhöhen. Wird die Zufuhr der Heizenergie steuerbar ausgeführt, wird damit das Dimmverhalten positiv unterstützt.
Andererseits kann die Technologie auch ausgenutzt werden, um eine Vorheizung der Elektroden zu bewerkstelligen, die das Zündverhalten der Lampe verbessert.
Diese Vorheizung kann beispielsweise technisch analog zur Heizungssteuerung von EVG für Leuchtstofflampen aufgebaut sein. Ein Beispiel ist in der DE-Az 102004044180.4 und in der DE-Az 102004035122.8 sowie in den DE-A 102 52 834, 102 52 836, DE-A 102 26 899, 101 40 723, 100 53 803 sowie DE-A 34 41 992 angegeben.
Die Heizung ist innen oder außen an der Elektrode angepasst. Prinzipiell kann über die Variation des spezifischen Widerstands, beispielsweise durch geeignete Materialauswahl, und den Querschnitt oder einer Änderung des Querschnitts die Heizleistung an gewünschter Stelle konzentriert werden.
Als Anwendungsfeld kommen Metallhalogenidlampen und Natriumhochdrucklampen in Betracht.
Figuren
Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine Elektrode für eine Hochdruckentladungslampe mit innen liegender Heizvorrichtung;
2 bis 7 Elektroden mit außenliegender Heizvorrichtung in verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Eine Prinzipschaltung für ein EVG für eine Hochdruckentladungslampe orientiert sich beispielsweise an den Ausführungen bei Sturm S. 217, Bild 4.44.
Ein Betriebsverfahren kann einen bipolaren reckteckförmigen Versorgungsstrom verwenden. Dem kann beispielsweise zur Stabilisierung der Kommutierung eine kurzzeitige Überleistung aufgeprägt werden, wobei die resultierende Leistung der Lampennennleistung entspricht und im Fall des Dimmens unterhalb der Nennleistung liegt.
In 1 ist eine geeignete Elektrode 1 für eine Metallhalogenidlampe gezeigt, bei der eine im Kopf 2 der Elektrode untergebrachte Heizpatrone 3 die Heizung bewerkstelligt. Dabei kann ein Kontakt der Heizung der Patrone mit der Elektrode verbunden sein.
In 2 ist ein Kopf 2 einer Elektrode 1 gezeigt, bei der die Heizung als Draht 4 in gewindeähnlichen Nuten 5 des Kopfs 2 eingebettet ist. Wieder kann ein Kontakt mit der Elektrode verbunden sein.
In 3 ist die Heizung 10 außen an der Elektrode 1 am hinteren Teil 6 des Kopfs 2 angebracht. Der Kopf 2 sitzt auf einem Schaft 7. Wegen der dort herrschenden hohen Temperaturbelastung ist das Heizmittel eine leitende Schicht, insbesondere eine leitende Keramik.
4 zeigt eine Hochdruckentladungslampe mit Kopfelektrode. Es handelt sich um eine schematisch gezeigte Quecksilber-Kurzbogenlampe. Ein zweiseitig verschlossenes Entladungsgefäß 15 enthält eine Anode 12 und gegenüberliegend eine Kathode 13. Die Lampe wird mit einer Leistung von 3400W bei einem Strom von 148 A betrieben. Das Entladungsgefäß ist mit 1.4 bar Xenon und 2.5 mg Quecksilber pro cm³ gefüllt. Die Anode 12 besteht aus einem zylindrischen Schaft 7 und einem darauf aufgesetzten massiven zylindrischen Kopf 2, der die Heizung enthält. Lediglich der Kontakt 9 ist sichtbar. Die Heizvorrichtung 8 wie in 1 beschrieben ist seitlich am Hinterende 4 der Anode angebracht. Alternativ kann eine andere der in der vorangegangenen Figuren beschriebenen Elektrodenanordnung mit Heizvorrichtung in der Lampe verwendet werden Gut geeignet für das Dimmen ist die Verwendung einer Nadel-Elektrode 20, siehe 5. Um diese wird etwa mittig eine elektrisch leitende Scheibe 21 angebracht. Diese Scheibe wird elektrisch aufgeheizt durch eine Heizquelle 22. Aufgrund zunehmender Stromdichte zur Elektrode ist dort die Heizung am stärksten. Dieser Effekt kann durch Variation, insbesondere in radialer Richtung, bzw. auch durch Verjüngung der Scheibe verstärkt werden.
6 zeigt ein typisches Entladungsgefäß 25 für Hochdruckentladungslampen mit Nadelelektrode 21 und einer Gegenelektrode 22 ähnlich wie sie bei Niederdruckentladungslampen bekannt ist.
Die Füllung des Entladungsgefäßes besteht neben einem inerten Zündgas, z.B. Argon, aus Quecksilber und Zusätzen an Metallhalogeniden. Möglich ist beispielsweise auch die Verwendung einer Metallhalogenid-Füllung ohne Quecksilber, wobei für das Zündgas Xenon ein hoher Druck gewählt wird.
Die 7 zeigt schließlich den Kopf 2 einer Elektrode, bei der der Heizkontakt durch ein sich entenschnabelartig verjüngendes Teil 25 hergestellt wird, das an einem Kontakt 26 befestigt ist. Durch die Verjüngung des Teils erfolgt eine Konzentration der Heizleistung auf die Spitzenfläche 27. Dabei sollen die beiden Heizpole 28, die den Kontakt zum Kopf 2 herstellen, aus hochwärmebeständigem Material gefertigt sein.
In 8 ist schematisch eine Hochdruckentladungslampe 1 dargestellt. Ein zweiseitig verschlossenes Entladungsgefäß 5 enthält eine Anode 2 und gegenüberliegend eine Kathode 3. Die Lampe wird mit einer Leistung von 3400 W. Das Entladungsgefäß ist mit 1.4 bar Xenon und 2.5 mg Quecksilber pro cm³ gefüllt. Die Anode besteht aus einem zylindrischen Schaft 6 und einem drauf aufgesetzten massiven zylindrischen Kopf 7.

Claims

Hochdruckentladungslampe mit Entladungsgefäß (4), das Elektroden und eine Füllung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Elektroden eine Heizvorrichtung zugeordnet ist, die innerhalb des Entladungsgefäßes angeordnet ist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beheizte Elektrode einen Schaft mit daran angesetztem Kopf besitzt.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung eine Heizpatrone ist, die im Kopf der Elektrode eingebracht ist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung außen am Kopf der Elektrode befestigt ist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung als Draht um einen Teil des Elektrodenkopfs gewickelt ist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung als leitende Schicht auf einen Teil des Elektrodenkopfs aufgebracht ist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beheizte Elektrode eine nadelförmige Elektrode ist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung eine leitende Scheibe ist, die auf die Elektrode aufgesteckt ist.
Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktierung für die Heizvorrichtung der beheizten Elektrode mittels eines zugespitzten Drahts erfolgt.