DE202010017940U1

DE202010017940U1 - High pressure discharge lamp

Info

Publication number: DE202010017940U1
Application number: DE202010017940U
Authority: DE
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Ledvance GmbH
Priority date: 2010-07-09
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2013-03-07
Anticipated expiration: 2020-07-10

Abstract

Hochdruckentladungslampe mit einem Kolben, der ein Entladungsvolumen umgibt, wobei eine Füllung, die Indiumhalogenid, Quecksilber und Edelgas aus der Gruppe Neon, Argon, Krypton, Xenon enthält, im Entladungsvolumen untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung gleichzeitig die Halogenide von Jod und Brom enthält, wobei der Anteil von InJ höchstens 90 Mol.-% beträgt, bezogen auf die Summe aller Halogenide des In.High-pressure discharge lamp with a piston which surrounds a discharge volume, wherein a filling containing indium halide, mercury and noble gas from the group neon, argon, krypton, xenon, is housed in the discharge volume, characterized in that the filling simultaneously the halides of iodine and bromine contains, wherein the proportion of InJ is at most 90 mol .-%, based on the sum of all halides of In.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um Metallhalogenidlampen. Derartige Lampen sind insbesondere Hochdruckentladungslampen mit keramischem Entladungsgefäß oder Quarzglasgefäß für die Allgemeinbeleuchtung.The invention is based on a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1. These are in particular metal halide lamps. Such lamps are in particular high-pressure discharge lamps with a ceramic discharge vessel or quartz glass vessel for general lighting.

Stand der TechnikState of the art

Die DE 101 01 508 offenbart eine Hochdruckentladungslampe, bei der eine Metallhalogenidfüllung verwendet wird. Die Hochdruckentladungslampe enthält als Metallhalogenid Jodid von Indium.The DE 101 01 508 discloses a high pressure discharge lamp using a metal halide fill. The high-pressure discharge lamp contains iodide of indium as the metal halide.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die einfach und kostengünstig eine farbige Emission im blauen Spektralbereich bereitstellt.It is an object of the present invention to provide a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1, which provides a simple and cost-effective colored emission in the blue spectral range.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.This object is solved by the characterizing features of claim 1. Particularly advantageous embodiments can be found in the dependent claims.

Farbige Lampen gewinnen eine zunehmende Marktbedeutung als Effektlicht in der Architekturbeleuchtung. Die Erfindung betrifft blaue HQI Lampen. Dabei gibt es drei Ziele: 1. hohe Strahlungsleistung im Blauen. 2. Hohe Farbsättigung 3. Gute Maintenance. Bisher verwendete Füllungen bestehen aus InJ.Colored lamps are gaining increasing market significance as an effect light in architectural lighting. The invention relates to blue HQI lamps. There are three goals: 1. high radiation power in the blue. 2. High color saturation 3. Good maintenance. Previously used fillings consist of InJ.

Überraschenderweise zeigt eine Füllung aus InBr + InJ + InCl eine besssere Maintenance als die bisherige Füllung aus InJ. Dabei gelten folgende Grenzwerte:. Der molare Nateil von InJ liegt zwischen 40 und 90%. Der molare Anteil von InBr liegt zwischen 10 und 60%. Der molare Anteil von InCl liegt mei maximal 20%. Die Summe der molaren Anteile beträgt 100%. Begründung der Grenzwerte: ein Überschreiten des InCl Anteils von 20% und/oder des InBr Anteils von 60% führt zu Elektrodenkorrosion, also einem Frühausfall. Ein Überschreiten des molaren InJ Anteils verschlechtert die Maintenance. Die Füllmenge des gesamten In-Halogendes liegt zwischen 0,05 und 0,5 mg pro ml Entladungsvolumen.Surprisingly, a filling of InBr + InJ + InCl shows a better maintenance than the previous filling from InJ. The following limit values apply :. The molar Nateil of InJ is between 40 and 90%. The molar fraction of InBr is between 10 and 60%. The molar proportion of InCl is at most 20%. The sum of the molar proportions is 100%. Justification of the limit values: exceeding the InCl content of 20% and / or the InBr content of 60% leads to electrode corrosion, ie an early failure. Exceeding the molar InJ content deteriorates the maintenance. The filling amount of the entire in-halogen end is between 0.05 and 0.5 mg per ml of discharge volume.

Dadurch wird die Strahlungsleistung im Blauen erhöht. Die Maintenance, also die Konstanz der im Blauen Spektralbereich abgestrahlten Leistung wird darüber hinaus verbessert ohne die andere wichtige Größe, die Farbsättigung zu verschlechtern.This increases the radiant power in the blue. The maintenance, that is, the constancy of the power radiated in the blue spectral range is also improved without the other important factor to degrade the color saturation.

Die bisher eingesetzten Füllungen für blaue Emission verwenden normalerweise InJ. Die Verwendung einer Mischung von Halogeniden wurde nie ernsthaft in Erwägung gezogen, da sie keine zusätzlichen Vorteile versprach, jedoch aufwendiger herzustellen ist, da die Mischung kontrolliert und eingestellt werden muss.The blue emission fillings used hitherto normally use InJ. The use of a mixture of halides has never been seriously considered, as it promised no additional benefits, but is more expensive to produce since the mixture must be controlled and adjusted.

Überraschenderweise zeigt eine Füllung aus einer Mischung verschiedener Halogenide des In eine bessere Maintenance als die bisherige Füllung aus InJ einerseits und reinem InBr andererseits.Surprisingly, a filling of a mixture of different halides of In shows a better maintenance than the previous filling of InJ on the one hand and pure InBr on the other hand.

Dabei gelten folgende Grenzwerte: der Anteil von InJ liegt bei mindestens 25 Gew.-% und höchstens 75 Gew.-%.The following limit values apply: the proportion of InJ is at least 25% by weight and at most 75% by weight.

Die Füllmenge des gesamten In-Halogenids liegt zwischen 0,1 und 1 mg pro ml Entladungsvolumen. Besonders bevorzugt ist ein Wert zwischen 0,2 und 1,0 mg/ml für Lampen im Leistungsbereich von 35 bis 150 W und ein Wert zwischen 0,1 und 0,6 mg/ml für Lampen von 175 bis 1000 W.The filling amount of the total in-halide is between 0.1 and 1 mg per ml of discharge volume. Particularly preferred is a value between 0.2 and 1.0 mg / ml for lamps in the power range from 35 to 150 W and a value between 0.1 and 0.6 mg / ml for lamps from 175 to 1000 W.

Das erfindungsgemäße Konzept ist vor allem für Lampen kleiner und mittlerer Leistung im Bereich 15 bis 1000 W geeignet.The inventive concept is particularly suitable for small and medium power lamps in the range 15 to 1000 W.

Wesentliche Merkmale der Erfindung in Form einer numerierten Aufzählung sind:

1. Hochdruckentladungslampe mit einem Kolben, der ein Entladungsvolumen umgibt, wobei eine Füllung, die Indiumhalogenid, Quecksilber und Edelgas aus der Gruppe Neon, Argon, Krypton, Xenon enthält, im Entladungsvolumen untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung gleichzeitig die Halogenide von Jod und Brom enthält, wobei der Anteil von InJ höchstens 90 Mol.-% beträgt, bezogen auf die Summe aller Halogenide des In.
2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des InJ mindestens 25%, insbesondere mindestens 40%, beträgt.
3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an InBr 10% bis maximal 60 Mol.-% beträgt, bezogen auf die Summe aller Halogenide des In.
4. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung Anteile an InCl bis maximal 20 Mol.-% aufweist, bezogen auf die Summe aller Halogenide des In, insbesondere mindestens 2 Mol.-%.
5. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Edelgas Argon, Xenon Krypton oder Neon oder Mischungen davon ist.
6. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaltfülldruck des Edelgases im Bereich 30 bis 300 hPa gewählt ist.
7. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Hg im Bereich 3 bis 30 mg/cm³ gewählt ist.
8. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampe eine farbig emittierende Lampe für die Effektbeleuchtung ist.
9. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmenge des gesamten In-Halogenids zwischen 0,05 und 0,5 mg pro ml Entladungsvolumen liegt.
10. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß aus Quarzglas gefertigt ist.

Essential features of the invention in the form of a numbered list are:

A high-pressure discharge lamp with a piston surrounding a discharge volume, wherein a filling containing indium halide, mercury and noble gas from the group neon, argon, krypton, xenon, is housed in the discharge volume, characterized in that the filling at the same time the halides of iodine and bromine, wherein the proportion of InJ is at most 90 mol .-%, based on the sum of all halides of In.
2. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the proportion of InJ is at least 25%, in particular at least 40%.
3. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the proportion of InBr is 10% to at most 60 mol .-%, based on the sum of all halides of In.
4. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the filling has proportions of InCl up to a maximum of 20 mol .-%, based on the sum of all halides of In, in particular at least 2 mol .-%.
5. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the noble gas is argon, xenon krypton or neon or mixtures thereof.
6. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the cold filling pressure of the noble gas is selected in the range 30 to 300 hPa.
7. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the content of Hg in the range 3 to 30 mg / cm ^{3 is} selected.
8. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the lamp is a color-emitting lamp for the effect lighting.
9. high-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the filling amount of the total in-halide is between 0.05 and 0.5 mg per ml discharge volume.
10. High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the discharge vessel is made of quartz glass.

Figurencharacters

Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:In the following the invention will be explained in more detail with reference to several embodiments. Show it:

1 eine Hochdruckentladungslampe mit Entladungsgefäß mit separatem Außenkolben; 1 a high pressure discharge lamp with discharge vessel having a separate outer bulb;

2 eine Hochdruckentladungslampe mit Entladungsgefäß mit integriertem Außenkolben; 2 a high-pressure discharge lamp with discharge vessel with integrated outer bulb;

3 ein Diagramm, das die Maintenance für verschiedene Füllungen zeigt bei 70 W-Lampen; 3 a diagram showing the maintenance for different fillings in 70 W lamps;

4 ein Diagramm, das die Maintenance für verschiedene Füllungen zeigt bei 150 W-Lampen. 4 a diagram showing the maintenance for different fillings at 150 W lamps.

Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings

1 zeigt schematisch eine Metallhalogenidlampe 1. Sie besteht aus einem Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas, in das zwei Elektroden 3 eingeführt sind. Das Entladungsgefäß hat einen zentralen Teil 5 und zwei Enden 4. An den Enden sitzen zwei Quetschungen 6. 1 schematically shows a metal halide lamp 1 , It consists of a discharge vessel 2 made of quartz glass, in which two electrodes 3 are introduced. The discharge vessel has a central part 5 and two ends 4 , There are two bruises at the ends 6 ,

Das Entladungsgefäß 2 ist von einem Außenkolben 7 umgeben. Das Entladungsgefäß 2 ist im Außenkolben mittels eines Gestells, das eine kurze und lange Stromzuführung 11a und 11b beinhaltet, gehaltert.The discharge vessel 2 is from an outer bulb 7 surround. The discharge vessel 2 is in the outer bulb by means of a frame, which is a short and long power supply 11a and 11b includes, holds.

Das Entladungsgefäß enthält eine Füllung, die typisch Hg (3 bis 30 mg/cm³) und 0,1 bis 1 mg/cm³ Halogenid von Indium umfasst. Als Edelgas wird Argon unter einem Druck von 30 bis 300 hPa kalt verwendet. Dadurch wird eine blau emittierende Metallhalogenidlampe realisiert.The discharge vessel contains a filling which typically comprises Hg (3 to 30 mg / cm ³ ) and 0.1 to 1 mg / cm ³ halide of indium. As a noble gas, argon is used under a pressure of 30 to 300 hPa cold. As a result, a blue-emitting metal halide lamp is realized.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas, an dem ein integrierter Außenkolben 10 angesetzt ist ohne dass ein Gestell benötigt wird. Die Füllung ist ähnlich wie im Ausführungsbeispiel der 1a. 2 shows a second embodiment with a discharge vessel 2 made of quartz glass, on which an integrated outer bulb 10 is scheduled without a frame is needed. The filling is similar to the embodiment of the 1a ,

3 zeigt ein Diagramm, bei dem die Maintenance verschiedener Füllungen an In-Halogenid für eine 70 W-Lampe miteinander verglichen wurden. Dabei zeigt sich, dass reines InJ (Kurve a) mit Abstand das schlechteste Verhalten zeigt. Die Strahlungsleistung im Blauen Spektralbereich nimmt vom Bezugspunkt nach 100 Std. bis hin zu 6000 Std. auf höchstens 80% ab, wenn man Mischungen verwendet. 3 shows a diagram in which the maintenance of different fillings of in-halide for a 70 W lamp were compared. It shows that pure InJ (curve a) shows by far the worst behavior. The radiation power in the blue spectral range decreases from the reference point after 100 hours up to 6000 hours to a maximum of 80% when using mixtures.

Dagegen zeigen Mischungen aus InJ und InBr deutlich bessere Werte (Kurve b), vor allem wenn der Anteil des InJ zwischen 25 und 75 Gew.-% liegt. Ähnlich gute Werte werden erzielt, wenn eine Tripelmischung verwendet wird, wobei überwiegend InJ (50 bis 80 Gew.-%) mit 10 bis 20 Gew.-% InBr und 2 bis 10 Gew.-% InCl verwendet wird (Kurve c). By contrast, mixtures of InJ and InBr show markedly better values (curve b), especially when the proportion of InJ is between 25 and 75% by weight. Similarly good results are achieved when a triple blend is used, predominantly using InJ (50 to 80 wt%) with 10 to 20 wt% InBr and 2 to 10 wt% InCl (curve c).

4 zeigt ein Diagramm für 150 W-Lampen, bei dem die Maintenance einer Mischung 55 Gew.-% TlJ mit 45 Gew.-% InBr (Kurve a) verglichen wird mit reinem InJ (Kurve b) und InBr (Kurve c) einerseits, und andererseits mit einer Tripel-Mischung (Kurve d) aus Anteilen von InJ (70 Gew.-%), InBr (20 Gew.-%) und InCl (10 Gew.-%). Es zeigt sich, dass die Zugabe von Chlor wohldosiert werden muss. Es sollte bevorzugt in kleinen Mengen zugesetzt werden, relativ zu InJ höchstens 13:1. bei InBr gilt, dass es bevorzugt in Mengen von 1:3 bis 1:6 relativ zu InJ zugesetzt werden sollte. 4 shows a diagram for 150 W lamps, in which the maintenance of a mixture 55 wt .-% TlJ with 45 wt .-% InBr (curve a) is compared with pure InJ (curve b) and InBr (curve c) on the one hand, and on the other hand, with a triple mixture (curve d) of InJ (70% by weight), InBr (20% by weight) and InCl (10% by weight). It turns out that the addition of chlorine has to be well dosed. It should preferably be added in small amounts, relative to InJ at most 13: 1. with InBr, it should preferably be added in amounts of 1: 3 to 1: 6 relative to InJ.

Tabelle 1 zeigt die lichttechnischen Daten verschiedener Metallhalogenidlampen mit Quarzglaskolben gemäß 1 und 2.Table 1 shows the photometric data of various metal halide lamps with quartz glass flask according to 1 and 2 ,

Die Füllung ist für die Emission blauen Spektralbereich innerhalb 440 bis 485 nm konzipiert. Eine derartige Lampe kann für Allgemeinbeleuchtung eingesetzt werden, insbesondere als Effektlicht für Architekturbeleuchtung. Mit der neuartigen Füllung, verbunden mit einem Entladungsgefäß aus Quarzglas, wird hoher Output im blauen Spektralbereich erreicht, verbunden mit langer Lebensdauer, hoher Farbsättigung, und guter Maintenance. Die Lebensdauer beträgt mindestens 9000 Std., die Maintenance ist mindestens 80%, und die Farbsättigung mindestens 50%.The filling is designed for the emission blue spectral range within 440 to 485 nm. Such a lamp can be used for general lighting, in particular as an effect light for architectural lighting. The new filling, combined with a discharge vessel made of quartz glass, achieves high output in the blue spectral range, combined with a long service life, high color saturation, and good maintenance. The lifetime is at least 9000 hours, the maintenance is at least 80%, and the color saturation at least 50%.

Die Füllung enthält kein Na, oder Sc oder Tl. Es werden als Metallhalogenide nur Halogenide des In verwendet. Der maximale Anteil des InJ ist 90% Mol.-%, der minimale Anteil des InBr ist 10 Mol.-%. Dieser Br/J-Mischung kann außerdem InCl mit einem Anteil bis 20 Mol.-% zugesetzt sein. Bevorzugt liegt der Anteil InJ bei 40 bis 90 Mol.-%, sowie 10 bis 60 Mol.-% InBr.The filling contains no Na, or Sc or Tl. Only halides of the In are used as metal halides. The maximum content of InJ is 90% mol%, the minimum content of InBr is 10 mol%. This Br / J mixture may also be added in InCl at a level of up to 20 mol%. The proportion of InJ is preferably 40 to 90 mol%, and 10 to 60 mol% of InBr.

Die Füllmenge gesamt an Halogenid des In beträgt bevorzugt zwischen 0,05 und 0,5 mg/ml Volumen des Entladungsgefäßes. Weitere Füllungsbestandteile sind Edelgas wie Argon sowie Hg.The total amount of halide in the In is preferably between 0.05 and 0.5 mg / ml volume of the discharge vessel. Other filling components are noble gas such as argon and Hg.

Für Lampen bis 150 W Leistung beträgt die Füllmenge gesamt an Halogenid des In beträgt bevorzugt zwischen 0,09 und 0,5 mg/ml Volumen des Entladungsgefäßes. Für Lampen ab 200 W Leistung beträgt die Füllmenge gesamt an Halogenid des In bevorzugt zwischen 0,05 und 0,4 mg/ml Volumen des Entladungsgefäßes. Tab. 1 Typ Figur 2 mit 70 W Figur 2 mit 150 W Figur 1 mit 250 W Figur 1 mit 400 W Füllmenge: 78 Gew.-% InJ + 17,2 Gew.-% InBr + 4,8 Gew.-% InCl 0,1 mg 0,2 mg 0,6 mg 1,5 mg Volumen 0,7 ml 1,8 ml 5,2 ml 8,0 ml Farbsättigung bei 100 h 65% 69% 72% 71% Strahlungsleistung im Blauen 440 bis 485 nm Bei 100 h 5,4 W 11,5 W 22 W 35 W Maintenance nach 9000 h Mehr als 80% Mehr als 80% Mehr als 80% Mehr als 80% For lamps up to 150 W power, the total amount of halide in the In is preferably between 0.09 and 0.5 mg / ml volume of the discharge vessel. For lamps from 200 W power, the total amount of halide in the In is between 0.05 and 0.4 mg / ml volume of the discharge vessel. Tab. 1 Type Figure 2 with 70 W FIG. 2 with 150 W FIG. 1 with 250 W FIG. 1 with 400 W Filling amount: 78 wt .-% InJ + 17.2 wt .-% InBr + 4.8 wt .-% InCl 0.1 mg 0.2 mg 0.6 mg 1.5 mg volume 0.7 ml 1.8 ml 5.2 ml 8.0 ml Saturation at 100 h 65% 69% 72% 71% Radiation power in the blue 440 to 485 nm At 100 h 5.4 W 11.5 W 22 W 35 W Maintenance after 9000 h More than 80% More than 80% More than 80% More than 80%

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10101508 [0002]

Claims

High-pressure discharge lamp with a piston, which surrounds a discharge volume, wherein a filling containing indium halide, mercury and noble gas from the group neon, argon, krypton, xenon, is housed in the discharge volume, characterized in that the filling at the same time the halides of iodine and bromine contains, wherein the proportion of InJ is at most 90 mol .-%, based on the sum of all halides of In.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the proportion of InJ is at least 25%, in particular at least 40%.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the proportion of InBr is 10% to at most 60 mol .-%, based on the sum of all halides of In.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the filling has proportions of InCl up to a maximum of 20 mol .-%, based on the sum of all halides of In, in particular at least 2 mol .-%.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the noble gas is argon, xenon krypton or neon or mixtures thereof.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the cold filling pressure of the noble gas in the range 30 to 300 hPa is selected.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the content of Hg in the range 3 to 30 mg / cm ^{3 is} selected.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the lamp is a color-emitting lamp for the effect lighting.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the filling amount of the total in-halide is between 0.05 and 0.5 mg per ml discharge volume.

High-pressure discharge lamp according to claim 1, characterized in that the discharge vessel is made of quartz glass.