DE2114804C3

DE2114804C3 -

Info

Publication number: DE2114804C3
Application number: DE19712114804
Authority: DE
Inventors: Alexander Dipl.-Ing. Dobrusskin; Helmut Dr.-Ing. Leyendecker
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1971-03-26
Filing date: 1971-03-26
Publication date: 1979-05-17
Also published as: IT969547B; BR7201766D0; GB1376509A; FR2130255A2; DE2114804B2; DE2114804A1; AT312096B; FR2130255B2; HU163359B

Description

Die Erfindung betrifft eine Quecksilberdampf-Hochdruckentladungslampe mit Zusatz von Halogeniden der Seltenen Erden mit den im Oberbegriff genannten Merkmalen, wie sie in dem Patent 19 40 5 J¹) vorgeschlagen sind.

Bei Quecksilberdampf-Hochdruckentladungslampen mit Metallhalogenidaisatz, aber geringerer Wandbelastung, ist es bekannt, als Halogenid auch das Bromid des Metalls einzubringen (JP-PA 4 J->158, DE-OS 20 09 684). Dabei wird das Brom im stochiomctrischen Verhältnis zum Metall (ti. a. Dysprosium) eingebracht. Es wird betont, daß das Nichteinhalten des sUkhiornetrischen Verhältnisses Nachteile bringt, und zwar wird bei mehr Brom der Rotanteil des Spektrums geschwächt, bei weniger Brom treten braune Flecken an der l.ampeninnenwand auf. Dysprosium befindet sich auch in den Lampen nach der DEOS 1814095, doch nur in Verbindung mit Jod. Aus der I)MOS 20 28 781 sind Quecksilberdampf- Hochdruckentladungslampen bekannt, die Iodide der Metalle Natrium, Lithium, Thallium bzw. Titan enthalten. In der DE-AS 11 53 453 wird bei wand- bzw. mit Magnetfeld stabilisierten Hochdruckentladungslampen mit Metallhalogenide dampf, vorzugsweise mit Chlorid und/oder Bromid des Cer bzw. des Lanthan, angegeben, daß ein Bromüberschuß von 2 Torr — also etwa 0,019 mg/cm³ Bromüberschuß — verwendet werden solL

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lampen zu schaffen, die bei guten photometrischen Daten, insbesondere einer hohen und lange weitgehend konstanten Lichtausbeute, eine hohe Lebensdauer und damit eine bessere Wirtschaftlichkeit haben.

Die Quecksilberdampf-Hochdruckentladungslampe mit Zusatz von 1 Ialogeniden der Seltenen Erden und mit einem Entladungsgefäß aus temperaturfestem, lichtdurchlässigem Material als einzigen Kolben, bei der bei einer Wandbelastung zwischen 10 und 100 W/cm² die Bogenleistung zwischen 150 und 1000 W/cm beträgt, das Gewichtsverhältnis des Halogens zum Seltenerdmetall zwischen 2 und 10 liegt und das Entladungsgefäß annähernd ellipsoidförmig ausgebildet ist, nach Patentanmeldung 19 40 539, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß Bromide der Seltenen Erden und einen das stöchiometrische Verhältnis der Verbindung von Brom und Seltenen Erden übersteigenden Bromüberschuß von 0,1 bis 3 mg/cm¹ enthält

Vorzugsweise beträgt der Bromüberschuß 0,2 bis 0,8 mg/cm'. Die Menge der Bromide der Seltenen Erden beträgt 0,25 bis 10 mg/cm³, vorzugsweise 0,5 bis 5 mg/cm¹. Als Seltene Erden werden vorzugsweise Dysprosium, Holmium, Thulium, einzeln oder in Kombination, verwendet Außerdem enthält das Entladungsgefäß 2 bis 12 mg/cm³ Quecksilber, vorzugsweise 4 bis 10 mg/cm³, und eventuell, zur Stabilisierung des Bogens, bis 4 mg/cm³, vorzugsweise bis 3 mg/cm¹, an Cäsiumhalogenid, im allgemeinen als Cäsiumjodid, sowie ein Edelgas als ZUndgas.

Die Lampen gemäß der Erfindung enthalten gegenüber den bekannten Lampen einen mindestens um eine Zehnerpotenz höheren Überschuß an Brom. Überraschend ist, daß trotz des höheren Bromüberschusses kein Abbau des Elektrodenmaterials und keine Beschädigung der Quarzglasgefäßwand eintritt. Im Gegenteil werden bei dem beanspruchten Bromüberschuß optimale Bedingungen für einen gut funktionierenden Halogen-Kreisprozeß erzielt. Das ist auf die in der Lampe vorhandene Femperaturverteilung zurückzuführen, die durch die Abstimmung von Wandbelastung, Bogenleistung, Elektrodenkonstruktion und geometrischer Form des Entladungsgefäßes erreicht wird. Durch die hohe Qualität und gute Wirtschaftlichkeit der Lampen ist eine vielseitige technische Verwendbarkeit gewährleistet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Das Entladungsgefäß 1 besteht aus einem wasserstoffarmen Quarzglas, das innen mit einer Schutzschicht 2, vorzugsweise aus Boroxid, überzogen sein kann. Der Innendurchmesser des Entladungsgefäßes beträgt 12 mm, das Volumen 1,6 cm³. An jedem Ende des Entladungsgefäßes befindet sich eine stiftförmige, nicht aktivierte Elektrode 3, 4 aus Wolfram mit einem Durchmesser von 0,9 mm. Der Elektrodenabstand betragt 12 mm. Die Enden des Entladungsgefäßes sind mit einem wärmestauenden Belag 5 versehen. Die Sockel 6 und 7 werden mit der Spannungsquelle verbunden. Die in das Entladungsgefäß 1 eingebrachte Füllung besteht aus 0,6 mg Dysprosium, 0,6 mg Holmium, 5 mg Quecksilberbromide (HgBr₂), 2,4 mg Cäsiumjodid (Cs)), IO mg Quecksilber und 50 Torr Argon. Das Quec'ksilberbromid reagiert im Entladungsgefäß mit dem Seltenen Erdmetall nach der Gleichung

2 SE + 3 HgBr; -·· 2 SEBr₃ + 3 Hg. Die Menge an HgBr₂ ist so bemessen, daß nach der Reaktion mit vollständigem Umsatz ein Oberschuß von 0,3 mg/cm³ Brom im Entladungsgefäß vorhanden ist Die Konstruktionsdaten und die Füllmengen gelten für eine Leistungsaufnahme der Lampe von 575 W. Die Brennspannung beträgt etwa 90 V, der Strom 7,2A. Der Lichtstrom beträgt 52 klm, die Lichtausbeute 90 Im/W, die Farbtemperatur 6000 K, der Farbwiedergabeindex 92

Entgegen dem Stand der Technik hat sich überraschenderweise der Bromüberschuß gemäß der Erfindung bei den Lampen mit der angegebenen Wandbelastung des Entladungsgefäßes als sehr vorteilhaft erwiesen. Bisher trat bei den üblichen Lampen, wie bereits erwähnt, mit Bromüberschuß ein lctensitätsverlust im roten Spektralbereich und Korrosion an den Innenteilen der Lampe auf. Bei der erhöhten Wandbelastung der gemäß der Erfindung ausgeführten Lampen tritt der bekannte Halogenkreislauf bereits bei so niedrigem Überschuß an Brom auf, daß die Nachteile, die einer Verwendung von Brom über dem stöchiometrischen Verhältnis bisher entgegenstanden, vermieden werden. Bei den erfindungsgemäßen Lampen ist auch nach 600 Brennstunden und häufigem Schalten — im Gegensatz zu gleichartigen Lampen mit Jodfüllung — ncch keine Schwärzung der Innenwand des Endladungsgefäßes und kein dadurch verursachter Lichtstromriickgang bemerkbar.

Hier/u 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Quecksilberdampf-Hochdruckentladungslampe mit Zusatz von Halogeniden der Seltenen Erden und mit einem Entladungsgefäß aus temperaturfestem, lichtdurchlässigem Material als einzigem Kolben, bei der bei einer Wandbelastung zwischen 10 und 100 W/cm² die Eigenleistung zwischen 150 und 1000 W/cm beträgt, das Gewichtsverhältnis des Halogens zum Sehenerdmetall zwischen 2 und 10 liegt und das Entladungsgefäß annähernd ellipsoidförmig ausgebildet ist, nach Patent 19 40 539, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß Bromide der Seltenen Erde und einen das stöchiometrische Verhältnis der Verbindung von Brom und Seltenen Erden übarsteigei.'den Bromüberschuß von 0,1 bis 3 mg/cm³ enthält

iL Quecksilberdampf-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß einen Bromüberschuß von 0,2 bis 0,8 mg/cm³ enthält.

3. Quecksilberdampf-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß 0,25 bis 10 mg/cm¹ Bromid von Seltenen Erden, einen Bromüberschuß von 0,1 bis

3 mg/cm³, 2 bis 12 mg/cm¹ Quecksilber, 0 bis

4 mg/cm³ Cäsiumhalogenid und ein Edelgas als Zündgas enthält.

4. Quecksilberdampf-Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß 0,5 bis 5 mg/cm¹ Bromid von Seltenen Erden, einen Bromüberschuß von 0,2 bis 0,8 mg/cm³, 4 bis lOnig/cm³ Quecksilber, 0 bis 3 mg/cm³ Cäsiumhalogenid und ein Edelgas als Zündgas enthält.

5. Quecksilberdampf-1 iochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß mindestens die Bromide von Dysprosium und/oder Holmium und/otSer Thulium enthält.