DE2031449A1

DE2031449A1 - Lampe hohei Intensität mit in bestimmten Spektralbereichen konzentrierter Strahlung

Info

Publication number: DE2031449A1
Application number: DE19702031449
Authority: DE
Inventors: John Mark Cleveland Heights Lake William Harold Novelty Kershaw Delmar Donald Chesterland Ohio Sato (V St A) P
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1969-07-07
Filing date: 1970-06-25
Publication date: 1971-01-28
Also published as: DE2031449C3; BE752890A; JPS4917471B1; DE2031449B2; GB1316803A; FR2054299A5

Description

Die Erfindung betrifft Hochdruck-Metalldampflampen unter verwendung einer Bogenentladung in Metallhalogeniddämpfen zur Erzeugung von Licht oder Strahlung.

Bis vor kurzem ist die Quecksilberentladungslampe trotz ihres blaugrünen Lichtes und ihrer schlechten Farbwiedergabe unter den Hochdruckbogenentladungslampen am weitesten verbreitet gewesen. Neuerdings wurde entdeckt/ daß man eine, große,verbesserung der Farbwiedergabe und des Wirkungsgrades erreichen kann, indem man als Füllung verdampfbare Metallhalogenide verwendet. Eine in dem US Patent 2 234 421 beschriebene bevorzugte Füllung umfaßt Quecksilber, Natriumjodid, Thalliumjodid

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und Indiumjodid. Diese Lampe hat eine über das ganze sichtbare Spektrum verteilte Emission, was zu einer guten Farbwiedergabe führt, und ist eine ausgezeichnete Lichtquelle für die allgemeine Verwendung.

Das Hauptinteresse im Zusammenhang mit Metallhalogeniden als Zusätze zu Quecksilberdampflampen bestand in der Verbesserung des Wirkungsgrades und in der Erzielung eines weißen Lichtes. Ein besonderes Problem bestand darin, eine ausreichende Strahlung im roten Bereich zur Erzielung einer guten Farbwiedergabe zu erhalten. Bei solchen Lampen sind die elektrischen Eigenschaften im wesentlichen die Eigenschaften einer Quecksilbe rbogenent ladung.

In einigen Anwendungen, die eine Farbsynthese beinhalten, ist eine über das ganze sichtbare'Spektrum verteilte Emission unerwünscht. Beispielsweise ist bei der Anwendung in der Reprographie zur Herstellung von farbigen Kopien eine in den drei Primärfarben blau, grün und rot konzentrierte Strahlung erwünscht. Die drei Primärfarben kann man aus kontinuierlich im ganzen sichtbaren Spektrum emittierenden Lichtquellen mit Hilfe von Filtern erhalten. Es werden drei Lichtstrahlen aus drei getrennten Lichtquellen oder durch Aufspaltung des Strahls ^ einer Lichtquelle mit optischen Mitteln verwendet. In jedem

' Lichtweg werden Filter verwendet, um jegliche Strahlung, mit

Ausnahme der gewünschten Primärfarbe, zu beseitigen und die drei Primärfarben können dann wieder in einem einzigen Strahl vereinigt werden. Solche Systeme sind übermäßig kostspielig und haben einen geringen Wirkungsgrad.

In manchen fotochemischen Anwendungen wird eine Emission mit hoher Strahlungsenergie in bestimmten Bereichen oder Banden des Spektrums gefordert, um einen chemischen Vorgang zu fördern und die Emission in anderen Banden muß unterdrückt werden, da sie den Vorgang hemmen oder unerwünschte Reaktionen erzeugen kann.

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Das Ziel der Erfindung besteht darin, Strahlungsquellen hoher Intensität und mit einem guten Wirkungsgrad zu liefern, die eine Ausgangstrahlungsenergie besitzen, welche in bestimmten Bereichen konzentriert ist oder bezüglich einer gewünschten Gesamtfarbe abgeglichen ist. Gemäß der Erfindung besitzt eine Bogenentladungslampe hoher Intensität, die in ausgewählten Banden oder Bereichen des Spektrums strahlt, eine Füllung, welche Metallhalogenide umfaßt, von denen mindestens eines ein Puffertyp und ein weiteres ein Emittertyp ist. Emittertyp und Puffertyp nehmen beide an der Entladung teil. Der Puffer bestimmt jedoch vorwiegend die elektrischen Eigenschaften der Entladung, während der Emitter vorwiegend die spektralen Eigenschaften der Entladung bestimmt. Der Puffer steuert die elektrischen Eigenschaften der Entladung hauptsächlich durch seine Auswirkung auf die thermischen Eigenschaften. Der Puffer ergänzt die Strahlung des Emittertyps und kann auch elektrophoretische oder chemische Vorgänge vermindern, die dazu neigen, die Emittersubstanz abzureichern oder die Kolbenwände anzugreifen. Der Puffertyp wird im Hinblick auf seine bestimmte Fähigkeit für die obigen Funktionen und nicht in erster Linie im Hinblick auf seinen Beitrag zur Strahlung in dem gewünschten Spektralbereich ausgewählt. Der Emittertyp wird mit Rücksicht auf seine Spektralcharakteristik ausgewählt.

Im allgemeinen sind die bevorzugten Puffermaterialien Metallhalogenide mit den folgenden Eigenschaften:

1. Hoher Dampfdruck,

2. hohes Molekulargewicht,

3. hohes Verhältnis von Halogen zu Metall in dem Halogenidmolekül,

4. hohes Ionisationspotential relativ zu der Emittersubstanz.

Bei den besonders hervorragenden Materialien erhält man dadurch eine Güteziffer, welche die relative Brauchbarkeit als

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Puffersubstanz anzeigt, daß man das Molekulargewicht des Materials mit seinem Dampfdruck bei der Betriebstemperatur (60O⁰C) und mit der Anzahl der Halogenatome in dem Meta11halogenldmolekül multipliziert. Die untenstehende Tabelle I enthält entsprechende Werte.

Tabelle I

	SbI₃	Molekular» gewicht
	ASI₃	503
	Hg	456
	BiI₃ InI₃ InI	200
ei te rial	ZnI₂	590 496 242
β	CdI₂	319
«Η	Se	366
S	PbI₂	79
	TlI	461
	ScI₃	255
	CaI₂ CSl	426
erial	CyI₃	294 250
■Ρ	NaI	544
U	SmI₃ LaI₃	150
mitte	SrI₃	531 520
	LiI	342
	Bal„	134
	391

ungef. Dampfdruck Güteziffer bei 600°C in Torr

2 χ 10

2 χ

5 χ 10 5 x 10² 3 χ 10⁵ 3 χ 10²

240

7 χ 10

4 χ 10

5 x 10 2 χ 10 2 χ 10 2 χ 10

10 10

5 x 10 10

-2 -2

—2

-3 -2

-3 -3 -3 -3 -6

xlO""⁴	Ionisations-
3000	Potential £ev
2700	8,5
1000	10,5
900	10,4
450	8,0
150	5,8
6	5,8
4	9,4
2	9,0
2	9,7
1	7,4
ίο-²	6,1
2 χ 10"³	6,7
ίο"³	6,1
3 χ 10"⁴	3,9
3 χ ΙΟ"⁴	6,8
3 χ 1O~⁴	5,1
2 χ 1O"⁴	6,6
7 χ 1O~⁵	5,6
7 χ 10"⁵	5,7
ίο"⁷	5,4
5,2

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Die Tabelle ist nicht erschöpfend und bestimmt auch nicht endgültig, ob eine Puffersubstanz gegenüber einer anderen der Vorzug gegeben werden soll, da für bestimmte Materialkombinationen noch andere Erwägungen zutreffen können. Unter den Halogeniden werden die Jodide im allgemeinen bevorzugt, da sie weniger aggressiv sind und Jod unter den Halogenen das größte Atomgewicht besitzt.

Im allgemeinen haben die als Puffersubstanz geeigneten Materialien eine Güteziffer oberhalb 1,0 und die als Emittersubstanz brauchbaren Materialien haben eine Güteziffer von höchstens 1,0. Die als Materialien aufgeführten Puffersubstanzen der Tabelle sind mit Ausnahme von InI₃ und InI, welche ein ausnahmsweise niedriges Ionisationspotential besitzen, nicht als primäre Emitter verwendet worden. In der Tabelle der Materialien findet man jedoch mit einer Güteziffer von weniger als 1,0 einige der geeignetsten Emittersubstanzen, die gegenwärtig in kommerziellen Quecksilber-Metallhalogenid-Lampeη verwendet werden, beispielsweise ScI₃, DyI₃, NaJ und LiJ. Diese werden in Lampen verwendet, in denen Quecksilber die Pufferwirkung übernimmt. Die Puffersubstanz kann eine charakteristische Strahlung besitzen, welche in einem bestimmten Anwendungefall nützlich und erwünscht sein kann. In einem solchen Falle bestimmt die Puffersubstanz die gewünschten thermischen und elektrischen Eigenschaften sowohl für sich selbst als auch für die anderen vorhandenen Emittersubstanzen.

Durch Verwendung von zwei oder mehr Puffermaterialien kann die Strahlungsleistung der Entladung stark vergrößert werden, sogar wenn einer oder mehrere der Puffer nur wenig oder nichts zur direkten Strahlung beitragen.

Bei der Auswahl der Pufferaubetanzen ist ein wichtiger Gesichtspunkt das Ionisationspotential der Puffer relativ zu de» der Emitter und zueinander. Es wurde gefunden, daß Puffersubstanzen zu bevorzugen sind, deren lonisationspotential wesentlich höher ist als das irgendeines der Emittersubstanzen.

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Ebenso sollte bei Vorhandensein von mehr als einer Puffersubstanz das Ionisationspotential der sekundären Puffersubstanz größer sein als das der primären Puffersubstanz.

Figur 1 zeigt eine Hochdruckröhrenlampe gemäß der Erfindung. Figur 2 zeigt die Strahlung der Lampe nach Figur 1.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lampe beschrieben.

Eine die obigen Grundmerkmale der Erfindung enthaltene Lampe ist beispielsweise so konstruiert, daß sie bevorzugt in den blauen, grünen und roten Bändern des Spektrums strahlt, wie sie nachstehend definiert sind:

blau	430 -	500 nm
grün	520 -	540 nm
rot	650 -	700 nm.

Die Energiewerte in diesen Bändern verhalten sich etwa wie 1 : 2 : 2. In diesem Anwendungsfall ist die Strahlung in dem Bereich zwischen dem grünen und dem roten Band besonders un erwünscht und muß so niedrig wie möglich gehalten werden. Quecksilber in einem thermischen Bogen strahlt ziemlich stark innerhalb des unerwünschten Bereiches bei 546 nm und kann daher nicht als primäre Puffersubstanz für diese Lampe verwendet werden. ■ *

Die obigen Anforderungen werden erfüllt durch eine Füllung, die im wesentlichen aus den Halogeniden, vorzugsweise den Jodiden von Zink, Lithium und Thallium, besteht und bei der die Puffersubstanz und LiI und TlI die Emittersubstanzen

sind. Vorzugsweise wird als sekundärer Puffer etwas Quecksilbermetall enthalten sein sowie ein Inertgas, beispielsweise Argon, als Startgas mit einem Druck unterhalb 100 Torr. Das Zink verstärkt die Strahlung von allen drei Haupt lit hiuml in ien;

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seine Eigenstrahlung ist jedoch sehr niedrig, weniger als 10% der Gesamtstrahlung. Die Quecksilberstrahlung im sichtbaren Bereich wird fast vollständig unterdrückt. Das Quecksilber erhöht jedoch den Wirkungsgrad der Lampe und bewirkt auch eine verringerung der Wiederzündspannung bei jeder Periode.

Die Lampe der Figur 1 umfaßt ein Bogenentladungsrohr 1 aus Quarz oder Quarzglas mit einem Innendurchmesser von etwa 8 mm und einem Außendurchmesser von 10 mm, an dem an entgegengesetzten Enden ein paar von Bogenentladungselektroden 2, 2· abgedichtet eingesetzt sind, die eine Entladungsstrecke von etwa 10 cm bilden. Das Volumen der Lampe beträgt etwa 6 cm Die Elektrodenzuleitungen 3 haben zwischengefügte Abschnitte aus dünner Molybdänfolie, die hermetisch an den Quetschdichtungen 5 an den Enden des Rohrs 1 abgedichtet und eingeführt sind. Die Elektroden umfassen jeweils eine Doppelwendel 6 aus Wolframdraht, die um einen Kerndraht 7 aus Wolfram gewickelt ist. Sie können in konventioneller Weise durch auf den Windungen der Wendel oder in den Zwischenräumen zwischen den Windungen aufgebrachtes Thoriumoxyd aktiviert werden. Um das Kammerende zu erhitzen und dadurch den Dampfdruck der Metalljodide zu erhöhen, 1st eine Quarzhülle 8, die sich nach vorn bis zur Elektrodenspitze erstreckt, über dem Ende der Lampe angebracht. Der Raum zwischen der Rohrwand und der Hülle 8 ist mit einem feuerfesten, weißen Isolationsmaterial 9 aus Quarzfasern angefüllt.

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung wurde gefunden, daß man bei nicht-akt!vierten Wolframelektroden eine Erhöhung der Gesamtlichtleistung in den drei Spektralbändern und eine geringere Variation der Separation der verschiedenen Substanzen längs der Lampenlänge erhält. Bei aktivierten Elektroden wurden Variationen der Strahlungsleistung bis zu 15% in einem bestimmten Band von einem Ende der Lampe zu dem anderen gemessen. Dies ist möglicherweise auf die Schwankung der Temperatur der Endkammer infolge eines Mangels an Einheitlichkeit

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der Aktivierung und der entsprechenden Austrittsarbeit zurückzuführen. Durch Verwendung von nicht-aktivierten Elektroden, die aus der zuvor beschriebenen Wolframdrahtwendel ohne Aktivierungsmaterial irgendwelcher Art bestehen, wird die Separation der Substanzen und die Änderung der Strahlungsleistung längs der Lampenlänge unterhalb 5% reduziert. Die Erklärung für die vergrößerte Gesamtausgangsleistung (etwa 10%) scheint darin zu liegen, daß der größere Spannungsabfall an der Elektrode in Abwesenheit des Aktivierungsmaterials eine zusätzliche Leistungsabgabe an den Elektroden beinhaltet, die zu einer erhöhten Temperatur der Endkammer führt und daß dies fc wiederum zu einer vollständigereis Verdampfung der verschiedenen vorhandenen Substanzen füfort. Bei nicht-aktivierten Elektroden ist die Ansatzstelle der Bogenentladung, diffus und nicht an einem heißen Fleck konzentriert.

Die Wirkungen und Vorteile der erfindungsgemäßen Einfügung von Metallhalogeniden als Puffersubstanzen bei einer Lampe, die in bestimmten Spektralbereichen strahlen soll, sind aus einem Vergleich der in der unteastehenden Tabelle II aufgeführten Eigenschaften von fünf Lampen ersichtlich. Die Lampen Nr. 4 und Nr. 5 beinhalten die Erfindung, wobei die Lampe 5 die bevorzugte Ausführungsform ist. In der Spalte unter der Überschrift "Füllung" gibt die Zahl, die in Klammern hinter P der chemischen Verbindung steht, das Gewicht ih^rmg bei einer

Lampe an, die etwa die gleichen räumlichen Abmessungen wie die im Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen Lampe besitzt. Die Strahlungsleistung ist in den drei Spektralbereichen in Watt angegeben und wurde gemessen durch Integration der Intensität über den genannten Bandbreiten und Vergleich mit einer bezüglich ihrer in Watt geeichten Strahlung in den gleichen Bändern geeichten Standardlampe. Der Rotwirkungsgrad ist das Verhältnis der Strahlungsleistung in dem roten Band gemessen in Watt zu der der Lampe zugeführten Eingangsleistung in Watt.

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Tabelle II

Elek- Rot

troden- wir-

Lampe	Füllung	Eingang	Watt	Volt	Amp	Verluste	Strahlung·	Grün	Watt	kungs-
Nr.	(mg)	400	67	7,3	(Watt)	Blau"	__.	Rot	grad
1	LiI(23)	400	77	6,8	110	1,8	1O,O	13,1	3,3%
2	Lil(8) TlI(8)	400	94	5,3	102	1,4	—-	8,5	2,1%
3	LiI, InI₃	400	101	5,1	80	24,0	15,0	11,3	3,3%
4	LiI(IO), TlI(IO), ZnI₂(S)	350	125	3,5	76	9,0	15,6	17,5	4,4%
5	LiI(IO), TlI(IO), ZnI₂(5),				52	9,2		17,0	4,9%
	Hg(5)

Die angeführten Eingangsleistungen führen zu einer Mindesttemperatur des kalten Flecks von etwa 6OO C und die angegebenen Füllgewichte reichen aus, um unverdampfte Überschüsse der Metallhalogenide bei dieser Temperatur zu gewährleisten. Das Quecksilber wird im wesentlichen vollständig verdampft.

Lampe Nr. 1 - Lithiumjodid

Eine Lampe, die nur Lithiumiodid enthält,, strahlt im roten Spektralbereich. Sie hat jedoch die charakteristischerweise niedrige Spannung einer nicht-thermischen Entladung und erfordert eine hohe Betriebsstromstärke zur Erzeugung einer merklichen roten Strahlung. Die hohe Betriebsstromstärke führt zu großen Verlusten an der Elektrode und infolgedessen zu einer geringen Leistungszufuhr zu der Bogenentladung selbst und der Wirkungsgrad bei der Erzeugung roter Strahlung beträgt nur etwa 3,3%.

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Lampe Nr. 2 - Lithiumjodid-Thalliumjodid

Man erhält geringfügig verbesserte elektrische Eigenschaften, wenn gleichzeitig zwei der erwünschten Emittersubstanzen vorhanden sind} nämlich eine höhere Spannung und eine niedrigere Stromstärke und entsprechend niedrigere Elektrodenverluste. Die verbesserten elektrischen Eigenschaften sind auf die Tatsache zurückzuführen, daß TlI mit einer Güteziffer von 1,0

—5

als Puffer für LiI dienen kann, dessen Güteziffer 7 χ 10 beträgt. Es ergibt sich jedoch eine verringerung der Rotstrahlung und ein Absinken des Rotwirkungsgrades auf 2,1%, da die Entladung sich jetzt einem thermischen Bogen nähert und die Elektronentemperatur sich verringert hat.

Lampe Nr. 3 - Lithiumjodid-Indiumjodid

Indiumjodid hat eine Gütezahl von 450 und ist ein relativ guter Puffer. Seine Zufügung zu der Lithiumjodid-Entladung hebt den Spannungsgradienten beträchtlich an und verringert die Elektrodenverluste. Indium ist ein starker Blaustrahler und infolge seines niedrigen Ionisations- und Anregungspotentials neigt es dazu, jede Entladung zu dominieren, in der es vorhanden ist. Das niedrige Ionisationspotential von Indium erzeugt eine ziemlich niedrige Elektronentemperatur, so daß die Rotstrahlung des Lithiums sich nicht so stark erhöht, wie man es aufgrund der verbesserten elektrischen Eigenschaften der Bogenentladung erwarten könnte.

Wenn der Indiumjodidgehalt verringert würde, um das gewünschte Verhältnis blauer zu roter Strahlung von etwa 1 : 2 zu erhalten, dann würde die Bogenspannung fast auf diejenige der Lampe Nr. 1 zurückgehen, welche nur Lithiumjodid enthält. Daher kann InI₃ nicht wirksam als Puffer mit LiI für die gestellten Aufgaben verwendet werden und wird praktisch auf den Platz einer Emittersubstanz verwiesen.

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Lampe Nr. 4 - Lithiumjodid, Thalliumjod id, Zinkjodid

Bei dieser erfindungsgemäßen Lampe wird Zn !„als Puffer verwendet und sein, hohes Ionisationspotential gewährleistet, daß es keine Strahlung erzeugen wird, welche in der Gesamtausgangsstrahlung dominiert. Daher kann die Menge so eingestellt werden, daß man die gewünschten elektrischen und thermischen Eigenschaften erhält. Weiterhin fällt die durch Zink erzeugte Strahlung in die gewünschten Bänder des Spektrums.

Der Bogen hat einen relativ hohen Spannungsgradienten (101 V) und der niedrigere Bogenstrom (5,1 A) führt zu annehmbaren Elektrodenverlusten (76 W). Der Rotwirkungsgrad des Lithiumjodids wird auf 4,4% erhöht, d.h. auf mehr als das Doppelte des Wirkungsgrades der Lampe Nr. 2 bei ausschließlicher Verwendung der Emittersubstanzen LiI und TlI. Die grüne Strahlung des Thalliumjodids ist ebenfalls um 50% erhöht und man erhält eine abgeglichene Spektralverteilung in dem blauen, dem grünen und dem roten Band mit dem Verhältnis 1 : 2 : 2.

Lampe Nr. 5 - Lithiumjodid, Thalliumjodid, Zinkjodid, Quecksilber.

Diese Lampe stellt die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar und die Eigenschaften werden noch weiter verbessert durch die Zufügung einer kleinen Menge Quecksilber als sekundärer Puffer, um das als primärer Puffer dienende Zinkjodid zu unterstützen. Das Ionisationspotential von Quecksilber ist beträchtlich höher als das von Zink, so daß das Znl„ weiterhin den Spannungsgradienten regeln wird, wenn der absolute Dampfdruck des Quecksilbers nicht zu hoch ist. Daher wird das Quecksilber nur eine vernachlässigbare Strahlung abgeben und wird gleichzeitig die Wärmeverluste an die Wand verringern und die Lebenszeit der Ladungsträger verlängern. Dies führt zu einem verbesserten Leistungsfaktor der Lampe, nämlich zu einer geringeren Stromstärke bei der gleichen Eingangsleistung und damit zu geringeren Elektrodenverlusten. Die Lampe Nr. 5

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erzielt ein Ausgangsspektrum, das bei einer niedrigeren Eingangsleistung und einem höheren Wirkungsgrad demjenigen der Lampe Nr. 4 fast gleich ist. Der Vergleich der Lampe Nr. 5 zur Lampe Nr. 4 zeigt, daß die Eingangsleistung um 10% erniedrigt worden ist, die verringerten thermischen Verluste jedoch gleichzeitig den Rotstrahlungswirkungsgrad um 10% verbessert haben und die Gesamtstrahlung nicht verringert ist.

Ein Vergleich der Lampe Nr. 5 mit einem zusammengesetzten Puffermaterial (ZnI₂ und Hg) mit der Lampe Nr. 2, die nur die Emittersubstanzen LiI und TlI enthält, ergibt, daß die nutzbare Ausgangsleistung zweieinhalbmal so groß ist und in dem gewünschten Verhältnis von 1 j 2 · 2 zwischen dem blauen, dem grünen und dem roten Spektralbereich abgeglichen ist. Die Dampfdrucke bei einer Eingangsleistung von 350 W und der entsprechenden Temperatur des kalten Flecks von 600°C sind ZnI₂ : 30 bis 50 Torr, TlI : 7 bis 15 Torr, und LiI : 0,04 bis 0,1 Torr.

Wenn in einem Bogenentladungsrohr Lithiumiodid allein verwendet wird, neigt es dazu, schnell abgereichert zu werden. Die Zufügung von ZnI₀ als Puffer verringert stark die Abreicherungsgeschwindigkeit des LiI und verlängert die Nutzdauer um das Hundertfache von wenigen Stunden auf tausend Stunden oder mehr.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entsprechend der Lampe Nr. 5, welche LiI und TlI als Emittersubstanzen verwendet, wird die Strahlungsausgangsleistung in den ausgewählten Spektralbändern mehr als verdoppelt durch die Verwendung eines doppelten Puffers, nämlich ZnI₂ und Hg. Das Ausgangsspektrum dieser Lampe ist in Figur 2 gezeigt, aus der die Konzentration der Strahlung in den ausgewählten Spektralbändern und der niedrige Strahlungswert außerhalb dieser Bänder ersichtlich ist. Bei einer Eingangsleistung von 350 W beträgt bei einem Wirkungsgrad von 12% die Strahlung in den ausgewählten blauen, grünen und roten Spektralbändern 42 W. Dies ist

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ein hoher Wirkungsgrad für eine spezialisierte Lampe und er ist um ein Mehrfaches größer als der durch Verwendung von mehreren Lichtstrahlen mit Filtern erzielte Wirkungsgrad.

Bei einer Eingangsleistung von 350 W beträgt bei der Lampe Nr. 5 im sichtbaren Bereich von 4000 S. bis 7000 A* die Strahlungsausgangsleistung 70 W und es ergibt sich daher ein Gesamtwirkungsgrad von 20%. Der Vergleich einer konventionellen Hochdruckquecksilberdampflampe mit einer Eingangsie istung von 350 W und einer Strahlung im sichtbaren Bereich von 57,5 W ergibt einen Gesamtwirkungsgrad von 16,5%. Daher übersteigt der Gesamtwirkungsgrad in dem sichtbaren Bereich bei der Lampe Nr. 5 den Wirkungsgrad der Quecksilberdampflampe um mehr als 20%. .

Die untenstehende Tabelle III enthält die Eigenschaften von anderen Lampen als Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung anderer Metallhalogenide als Puffer und Emittersubstanzen. Zur leichteren Identifizierung sind die Puffer in einer gesonderten Spalte neben den Emittern aufgeführt. Auch hier bedeuten die hinter der chemischen Verbindung folgenden Ziffern das Gewicht in mg in einer Lampe mit etwa den gleichen räumlichen Abmessungen wie die zuvor beschriebene Lampe nach Figur 1.

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	Tabelle	Füllung (mg)	iümitter	watt	III	Amp	Strahlung: Watt	Grün Rot
Lampe	Puffer	LiI(IO), TlI(IO)	300	Eingang	3,1	Blau	12,1 12,1
Nr.	Znl₂(5), Hg (5)	LiI(IO), TlI(IO)	300	Volt	4,1	6,4	11,8 12,4
5A	CdI₂(IO)	LiI(IO), TlI(IO)	300	127	2,5	5,4	9,9 9,0
6	SbI₃(5)	LiI(IO), TlI(IO)	300	110	4,2	3,7.	7,8 6,9
7	PbI₂(IO)	LiI(IO), TlI(IO)	300	168	2,7	2,7	13,7 10,1
8	Sc(5), Hg (5)	LiI(IO), TlI(IO	300	98	2,2	2,2	12,2 11,4
9	AsI₃, Hg (5)		142		3,6
10	165

Die Lampe Nr. 5A ist die gleiche Lampe wie die in Tabelle II als bevorzugte Ausführungsform enthaltene Lampe Nr. 5 und wird lediglich mit 300 W anstatt 350 W betrieben, um einen unmittelbaren Vergleich zu gestatten. In den Lampen Nr. 6 bis 10 sind die Emitter Lithiumjodid und Thalliumjodid und die Emittermenge ist die gleiche wie in der Lampe Nr. 5. Es werden jedoch aus der Tabelle I ausgewählte andere Puffersubstanzen mit den angegebenen Resultaten verwendet.

Man wird bemerken, daß bei den Lampen Nr. 6 bis Nr. 10 mindestens in einem der Bereiche blau, grün oder rot das Lithium oder Thallium beträchtlich verstärkt ist im Vergleich mit Lampe Nr. 2, welche nur Lithiumjodid und Thalliumjodid als Emitter ohne Puffer enthält. Die relativen Ausgangsleistungen im blauen, grünen und roten Spektralbereich stehen jedoch nicht mehr in jedem Falle im Verhältnis 1 j 2 : 2. Daher können die verschiedenen Kombinationen der Tabelle III verwendet

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werden, wenn Lampen mit anderen Spektralcharakteristiken erwünscht sind.

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Claims

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Patentansprüche

Hochleistungslampe mit einer in ausgewählten Spektralbereichen konzentrierten Strahlung und einer hermetisch verschlossenen lichtdurchlässigen Hülle, einem Paar darin angeordneter und eine Entladungsstrecke bildenden Elektroden, einem inerten Startgas mit einem Druck von wenigen Torr, einer Füllung, die mindestens eine Metallhalogenid-Emittersubstanz umfaßt, welche eine Strahlung in den ausgewählten Spektralbereichen liefert und mindestens eine Metal1halogenid-Puffersubstanz, die die Energiezufuhr zu der Gasentladung erhöht und die Strahlung des Emitters vergrößert, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Puffersubstanzen aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus SbI₃, AsI₃, BiI₃, InI₃, ZnI₃, Cdi« und PbI₂ besteht und mindestens eine der Emittersubstanzen aus der Gruppe der Verbindungen TlI, ScI₃, CaI₂, CsI, DyI₃, NaI, SnI₃, LaI₃, LiI und Balg ausgewählt ist.
2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Puffersubstanz eine Güteziffer größer als 1 besitzt, wobei diese Güteziffer das Produkt des Molekulargewichtes der Substanz, des Dampfdruckes bei 600°C und der Anzahl der Halogenatome in dem Molekül ist.
3. Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekenn-

ze ichne t , daß die Emittersubstanz eine Güteziffer besitzt, die nicht größer als 1 ist, und ein Ionisationspotent ial aufweist, das kleiner ist als das Ionisationspotential der Puffersubstanz.
4. Lampe nach den Ansprüchen 1 bis 3 zur Verwendung für die Farbensynthese durch in dem blauen, grünen und roten Bereich konzentrierte Lichtstrahlung, dadurch

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g e k e-'n.n ζ e ic h η e t , daß die Füllung aus ZnI₀, LiI und TlI besteht, .
5. Lampe nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η -

ζ ei c h η e t , daß sie unter den Betriebsbedingungen einen unverdampften Überschuß jedes der Metalljodide enthält.
6. Lampe nach Anspruch 4, d a d u r c h gekennzeichnet , daß sie zusätzlich in der Füllung Quecksilber enthält.
7. Lampe nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η -

ζ eic h η et , daß das Quecksilber unter den Betriebsbedingungen nahezu vollständig verdampft ist und daß ein unverdampfter Überschuß jedes der MetalIjodide vorhanden ist.
8. Lampe nach Anspruch 4, d ad u r c h g e k e η η -

ζ e ic h η e t ,- daß die Elektroden aus nicht-aktiviertem Wolfram bestehen.
9. Lampe nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e η η -

ζ e ic h η e t , daß die Endkammern, in denen sich die Elektroden befinden, zur Verringerung der Wärmeverluste isoliert sind.

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