DE2307631B2 - HIGH PRESSURE MERCURY VAPOR DISCHARGE LAMP - Google Patents

HIGH PRESSURE MERCURY VAPOR DISCHARGE LAMP

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DE2307631B2
DE2307631B2 DE19732307631 DE2307631A DE2307631B2 DE 2307631 B2 DE2307631 B2 DE 2307631B2 DE 19732307631 DE19732307631 DE 19732307631 DE 2307631 A DE2307631 A DE 2307631A DE 2307631 B2 DE2307631 B2 DE 2307631B2
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Gustaaf Adolf; Roelofs Hendrik; Eindhoven Wesselink (Niederlande)
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Description

Der Zusatz der genannten Seltenen Erden bietet den Vorteil, daß im Spektrum der von der Lampe ausgesandten Strahlung eine gewünschte Ergänzung, insbesondere im Bereich zwischen 400 und 530 nm, erreicht wird. Der vom Neodym gelieferte zusätzliche Beitrag zum Spektrum der ausgesandten Strahlung besteht aus einer großen Anzahl Linien, die insbesondere im grünblauen Bereich des Spektrums einen quasi-kontinuierlichen Strahlungsbeitrag bilden, wodurch die Farbwiedergabe der Lampe noch weiterThe addition of the mentioned rare earths has the advantage that in the spectrum of the emitted by the lamp Radiation achieved a desired complement, in particular in the range between 400 and 530 nm will. The additional contribution made by the neodymium to the spectrum of the emitted radiation consists of a large number of lines, particularly in the green-blue region of the spectrum Form quasi-continuous radiation contribution, whereby the color rendering of the lamp even further

verbessert wird. Auch das Dysprosium liefert eine quasi-kontinuierliche Strahlung nahezu im ganzen sichtbaren Bereich des Spektrums, wodurch die Farbwiedergabe der Lampe günstig beeinflußt wird.is improved. Almost all of the dysprosium also provides a quasi-continuous radiation visible range of the spectrum, which has a favorable effect on the color rendering of the lamp.

Gegebenenfalls kann das Indium in der Lampenfiillung völlig unterbleiben, wobei dennoch ein genügender Beitrag im blauen Bereich des Spektrums erhalten wird. Das Fortlassen von Indium bistet weiter den Vorteil, daß im allgemeinen höhere Lichtausbeuten erzielt werden.If necessary, the indium can be in the lamp filling completely omitted, although a sufficient contribution is still obtained in the blue region of the spectrum will. The omission of indium has the further advantage that generally higher luminous efficacies be achieved.

In einer Lampe nach der Erfindung kann man bis 50 Gewichtsprozent der Menge Quecksilber vorteilhaft durch Cadmium ersetzen. Das Cadmium hat, genauso wie das Quecksilber, die Funktion eines Puffergases. Weiter ergibt das Cadmium einen gewünschten zusätzlichen Beitrag zur Lichtemission im grünen und grünblauen Bereich des Spektrums.In a lamp according to the invention, up to 50 percent by weight of the amount of mercury can advantageously be used replace with cadmium. Just like mercury, cadmium has the function of a buffer gas. Furthermore, the cadmium makes a desired additional contribution to the light emission in the green and green-blue part of the spectrum.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThe invention will now be described with reference to some exemplary embodiments shown in the drawing explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe und1 shows a high-pressure mercury vapor discharge lamp and

Fig. 2 in einer graphischen Darstellung die Spektralverteilung der ausgesandten Strahlung einer solchen Lampe.Fig. 2 in a graphical representation of the spectral distribution of the emitted radiation of such Lamp.

In Fig. 1 ist Idas Quarzglas-Entladungsgefäß einer Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe. die während des Betriebs eine Leistung von ungefähr 400 W aufnimmt. An beiden Enden des Fntladungsgefäßes 1 ist eine Quetschung 2 bzw. 3 gebildet, in die Stromzuführungselemente 4 und 5 eingeschmolzen sind. Diese Stromzuführungselemente sind im Entladungsgefäß mit Wolframelektroden 6 und 7 verbunden, zwischen denen im Betrieb die Entladung auftritt. Das Entladungsgefäß 1 ist in einem evakuierten oder mit Inertgas gefüllten Außenkolben 8, beispielsweise aus Hartglas, angeordnet, der an einem Ende eine Quetschung 9 aufweist, durch die hindurch Stromzuführungsdrähte 10 und 11 vakuumdicht geführt sind. Die Stromzuführungsdrähte 10 und 11 sind mit den Stromzuführungselementen 4 und 5 verbunden und dienen gleichzeitig als Stützpole für das Entladungsgefäß. Das Entladungsgefäß 1 hat einen Innendurchmesser von 15,5 mm und einen Inhalt von 7.5 cm3. Der Abstand zwischen den Elektroden 6 und 7 beträgt 41 mm.In Fig. 1 Idas quartz glass discharge vessel of a high pressure mercury vapor discharge lamp. which consumes around 400 W during operation. A pinch 2 or 3 is formed at both ends of the discharge vessel 1, into which the power supply elements 4 and 5 are melted. These power supply elements are connected in the discharge vessel to tungsten electrodes 6 and 7, between which the discharge occurs during operation. The discharge vessel 1 is arranged in an evacuated or inert gas-filled outer bulb 8, for example made of hard glass, which has a pinch 9 at one end through which power supply wires 10 and 11 are guided in a vacuum-tight manner. The power supply wires 10 and 11 are connected to the power supply elements 4 and 5 and at the same time serve as supporting poles for the discharge vessel. The discharge vessel 1 has an internal diameter of 15.5 mm and a content of 7.5 cm 3 . The distance between electrodes 6 and 7 is 41 mm.

Beispiel 1
Eine Lampe nach Fig. I wurde mitexample 1
A lamp according to Fig. I was with

36 mg Hg
0.08 mmol NaJ
2,5 mg Tl
0,08 mmol CaJ2
0,03 mmol GdJ1 36 mg Hg
0.08 mmol NaI
2.5 mg tsp
0.08 mmol CaI 2
0.03 mmol GdJ 1

Farbwiedergabeindex einer völlig analogen Lampe, die jedoch kein CaJ2 enthält. Von dieser bekannten Lampe beträgt T = 4200 K und RaS = 68,5 und RaU = 52.Color rendering index of a completely analog lamp that does not contain CaI 2 . For this known lamp, T = 4200 K and R aS = 68.5 and R aU = 52.

Beispiel 2
Eine Lampe nach Fig. 1 wurde mitExample 2
A lamp according to Fig. 1 was with

35 mg Hg
0,08 mmol NaJ
4,5 mg TI
1,5 mg In
0,08 mmol CaJ2
0,03 mmol DyJ3
15 35 mg Hg
0.08 mmol NaI
4.5 mg TI
1.5 mg In
0.08 mmol CaI 2
0.03 mmol DyI 3
15th

und weiter mit Argon zu einem Druck von 20 Torr gefüllt.and further filled with argon to a pressure of 20 torr.

Gemessen wurde η = 68 Im/W T = 525OKThe measured value was η = 68 Im / W T = 525OK

und weiter mit einem Gemisch von Neon und 1 % Argon zu einem Druck von 20 Torr gefüllt.and further filled with a mixture of neon and 1 % argon to a pressure of 20 torr.

An dieser Lampe wurde eine Lichtausbeute η von 78 Im/W und eine Farbtemperatur Γ der ausgesandten Strahlung von 4950 K gemessen. Um die Farbwiedergabegüte der Lampe zu bestimmen, wurden die Farbwiedergabeindexe gemessen (siehe CIE Publication Nr. 13 (E-I, 3. 2). 1965). Der Wert für Rai und K11 η (Mittelwert des Farbwiedergabeindexes für 8 bzw. 14 Testfarben) betrug 83,5 bzw. 75,5. Zum Vergleich dienen die Werte von Farbtemperatur und = «2,5 A luminous efficacy η of 78 Im / W and a color temperature Γ of the emitted radiation of 4950 K were measured on this lamp. In order to determine the color rendering quality of the lamp, the color rendering indexes were measured (see CIE Publication No. 13 (EI, 3.2). 1965). The value for R ai and K 11 η (mean value of the color rendering index for 8 and 14 test colors) were 83.5 and 75.5, respectively. The values of color temperature and = «2.5 are used for comparison

R,R,

Beispiel 3Example 3

Eine Lampe nach Fig. 1 wurde mitA lamp according to Fig. 1 was with

36 mg Hg36 mg Hg

0,08 mmol NaJ
5 mg Tl0.08 mmol NaI
5 mg tsp

1,7 mg In1.7 mg In

0,08 mmol CaJ2
0,03 mmol NdJ3 0.08 mmol CaI 2
0.03 mmol NdI 3

und weiter mit einem Gemisch von Neon und 1 % Argon zu einem Druck von 40 Torr gefüllt.and further filled with a mixture of neon and 1% argon to a pressure of 40 torr.

Gemessen wurdeWas measured

η =62 Im W T R„« = 88 R„ η = 62 Im W TR "" = 88 R "

= 5150K = 80,5.= 5150K = 80.5.

Die spektrale Energieverteilung der von dieser Lampe ausgesandten Strahlung ist in Fig. 2 dargestellt. In der Figur ist auf die horizontale Achse die Wellenlänge λ in nm eingetragen. Auf die vertikale Achse ist die ausgesandte Strahlungsenergie E pro Wellenlängenintervall von 5 nm in beliebigen Einheiten eingetragen.The spectral energy distribution of the radiation emitted by this lamp is shown in FIG. In the figure, the wavelength λ is entered in nm on the horizontal axis. The emitted radiation energy E per wavelength interval of 5 nm is entered in any units on the vertical axis.

2424 mg Hgmg Hg Beispiel 4Example 4 0,10.1 mmol NaJmmol NaI Fig. 1 wurde mitFig. 1 was with Eine Lampe nachA lamp after 55 mg Tlmg tsp 11 mg Inmg In 1010 mg Cdmg of Cd 0,10.1 mmol CaJ2 mmol CaI 2 0,050.05 mmol DyJ3 mmol DyJ 3 0,050.05 mmol NdJ3 mmol NdJ 3

und weiter mit einem Gemisch von Neon und 1 % Argon zu einem Druck von 40 Torr gefüllt.and further filled with a mixture of neon and 1% argon to a pressure of 40 torr.

Gemessen wurde rjMeasured was rj

=56 Im/W T
= 94 A0 = 56 Im / W T
= 94 A 0

= 4200 K = 90. = 4200 K = 90.

Hienru 2 Blatt ZeichnungenHienru 2 sheets of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe mit einem Entladungsgefäß, dessen Wandung während des Lampenbetriebes mit einer Leistung von 10 bis 100 W pro cm2 belastet ist und das 0,5 bis 40 mg Quecksilber pro cm3 Gefäßinhalt, ein Edelgas als Zündgas, mindestens eines der Halogene Jod, Brom und Chlor, sowie soviel Natrium in Form von Natriumhalogenid, daß während des Betriebs unverdampftes Natriumhalogenid vorhanden ist, und 0,25 bis 25 Gewichtsprozent auf die Menge Quecksilber berechnetes Thallium, 0 bis 15 Gewichtsprozent auf die Menge *5 Quecksilber berechnetes Indium und ferner 1 bis 30 Gewichtsprozent auf die Menge Quecksilber berechnetes Kalzium enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß weiter mindestens eines der Elemente Gadolinium, Dysprosium und Neodym in einer Menge zwischen 0,1 und 40 Gewichtsprozent der Menge Quecksilber enthält, und daß die Menge Halogen mindestens gleich dem chemischen Äquivalent des vorhandenen Natriums, Kalziums, Gadoliniums, Dysprosiums und Neodyms und höchstens gleich zweimal dem chemischen Äquivalent aller vorhandenen Metalle mit Ausnahme von Quecksilber ist.1.High pressure mercury vapor discharge lamp with a discharge vessel, the wall of which is loaded with a power of 10 to 100 W per cm 2 during lamp operation and which contains 0.5 to 40 mg of mercury per cm 3 of vessel content, a noble gas as ignition gas, at least one of the halogens iodine, Bromine and chlorine, as well as enough sodium in the form of sodium halide that unevaporated sodium halide is present during operation, and 0.25 to 25 percent by weight of thallium based on the amount of mercury, 0 to 15 percent by weight based on the amount * 5 of mercury indium and also 1 contains calcium calculated on the amount of mercury to 30 percent by weight, characterized in that the discharge vessel further contains at least one of the elements gadolinium, dysprosium and neodymium in an amount between 0.1 and 40 percent by weight of the amount of mercury, and that the amount of halogen at least equal to chemical equivalent of available sodium, calcium, gadolinium, dysprosium s and neodymium and at most twice the chemical equivalent of all metals present with the exception of mercury. 2. Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 3<> daß bis zu 50 Gewichtsprozent des Quecksilbers durch Cadmium ersetzt ist.2. High pressure mercury vapor discharge lamp according to claim 1, characterized in that up to 50 percent by weight of the mercury is replaced by cadmium. 3535 Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe mit einem Entladungsgefäß, dessen Wandung während des Lampenbetriebs mit einer Leistung zwischen 10 und 100 W pro cm2 belastet ist und das 0,5 bis 40 mg Quecksilber pro cm3 Gefäßinhalt, ein Edelgas als Zündgas, mindestens eines der Halogene Jod, Brom und Chlor, sowie soviel Natrium in Form von Natriumhalogenid, daß während des Betriebs unverdampftes Natriumhalogenid vorhanden ist, und 0,25 bis 25 Gewichtsprozent auf die Menge Quecksilber berechnetes Thallium, 0 bis 15 Gewichtsprozent auf die Menge Quecksilber berechnetes Indium, und ferner 1 bis 30 Gewichtsprozent auf die Menge Quecksilber berechnetes Kalzium enthält.The invention relates to a high-pressure mercury vapor discharge lamp with a discharge vessel, the wall of which is loaded with a power between 10 and 100 W per cm 2 during lamp operation and which contains 0.5 to 40 mg of mercury per cm 3 of vessel content, a noble gas as ignition gas, at least one the halogens iodine, bromine and chlorine, as well as enough sodium in the form of sodium halide that unevaporated sodium halide is present during operation, and 0.25 to 25 percent by weight of thallium calculated on the amount of mercury, 0 to 15 percent by weight of indium calculated on the amount of mercury, and further contains 1 to 30 weight percent calcium based on the amount of mercury. In einer solchen Lampe dient das Edelgas, das einen verhältnismäßig niedrigen partiellen Druck, z. B. zwischen 5 und 100 Torr, besitzt, als Zündgas. Bei der Betriebstemperatur der Lampe hat der Quecksilberdampfdruck einen Wert zwischen ungefähr 0,5 und 30 Atmosphären und sind die Halogenide zum Teil verdampft und zersetzt. Das Kalzium ist in der Lampe in Form von Kalziumhalogenid vorhanden (z. B. CaJ2), das während des Lampenbetriebs verdampft und in der Entladung völlig oder zum Teil zersetzt wird. Dabei wird eine Menge Kalziummonohalogenid (z. B. CaJ) gebildet. Durch den Kalziumhalogenid-Zusatz wird im Spektrum der ausgesandten Strahlung 6S ein großer Beitrag im roten Bereich zwischen ungefähr 605 und 670 nm geliefert. Dieser Beitrag entsteht in den Kalziummonohalogenidmolekülen. Weiter findet man atomare Emissionslinien des Kalziums bei ungefähr 6120 und 645 nm.In such a lamp, the noble gas is used, which has a relatively low partial pressure, e.g. B. between 5 and 100 Torr, as ignition gas. At the operating temperature of the lamp, the mercury vapor pressure has a value between approximately 0.5 and 30 atmospheres and the halides are partly vaporized and decomposed. The calcium is present in the lamp in the form of calcium halide (e.g. CaI 2 ), which evaporates during lamp operation and is completely or partially decomposed in the discharge. A lot of calcium monohalide (e.g. CaJ) is formed in the process. The addition of calcium halide makes a large contribution in the red range between approximately 605 and 670 nm in the spectrum of the emitted radiation 6 S. This contribution arises in the calcium monohalide molecules. Atomic emission lines for calcium are also found at around 6120 and 645 nm. Aus der US-PS 3234421 ist es bekannt, daß der Zusatz von Elementen in Form von Halogeniden, insbesondere Jodiden, bei Hochdruckquecksilberdampfentladungslampen dieser Art eine Farbänderung des ausgestrahlten Lichts und eine Verbesserung der Farbwiedergabe zur Folge hat. In den meisten Fällen wird auch die Ausbeute der Lampe günstig beeinflußt. From US-PS 3234421 it is known that the addition of elements in the form of halides, in particular Iodides, a color change in high pressure mercury vapor discharge lamps of this type of the emitted light and an improvement in color rendering. In most cases the yield of the lamp is also influenced favorably. Eine Lampenfüllung, die in der Praxis häufig angewandt wird, ist in der DT-OS 1489406 angegeben. Die dort beschriebene Lampe enthält, neben einem Edelgas und Quecksilber, die Jodide von Natrium, Thallium und Indium. Das Natriumiodid ist im Überschuß in der Lampe vorhanden, d. h., daß während des Lampenbetriebs noch unverdampftes Natriumjodid vorhanden ist. Im Zusammenhang mit der Dosierung des Natriumjodids in der Lampe wird in der Praxis ein sehr großer Überschuß angewandt. Der Zusatz der Jodide hat zur Folge, daß das Quecksilberspektrum in der von der Lampe ausgesandten Strahlung wesentlich unterdrückt wird Das Natriumjodid liefert einen wichtigen Beitrag im gelben Bereich des Spektrums. Durch den Zusatz von Thallium und Indiumjodid wird ein wesentlicher Beitrag im grünen bzw. blauen Bereich des Spektrums erhalten. Mit der bekannten Lampe kann eine hohe Lichtausbeute und eine für allgemeine Anwendungen befriedigende Farbwiedergabe erzielt werdenA lamp filling that is often used in practice is given in DT-OS 1489406. The lamp described there contains, in addition to a noble gas and mercury, the iodides of sodium, Thallium and indium. The sodium iodide is in excess in the lamp; i.e. that during sodium iodide is still present during lamp operation. In connection with the dosage a very large excess of the sodium iodide in the lamp is used in practice. The addition the iodide has the consequence that the mercury spectrum in the radiation emitted by the lamp is substantially suppressed The sodium iodide makes an important contribution in the yellow area of the spectrum. The addition of thallium and indium iodide makes a significant contribution to the green or get the blue portion of the spectrum. With the known lamp, a high luminous efficacy and color rendering that is satisfactory for general applications can be achieved Für solche Anwendungen, wobei an die Wiedergabe von Farben hohe Anforderungen gestellt werden, ist eine Ergänzung des Spektrums der durch die Lampe ausgesandten Strahlung jedoch notwendig. Es hat sich gezeigt, daß insbesondere die Intensität im roten Bereich des Spektrums ungenügend ist, wodurch keine gute Wiedergabe von roten Farben erzielt werden kann. Es hat sich gezeigt, daß bei diesen Lampen eine Zugabe von Kalzium zwar eine Ergänzung im roten Bereich des ausgestrahlten Spektrums ergibt. jedoch wird dadurch nur eine geringfügige Verbesserung der allgemeinen Farbwiedergabe erreicht.For such applications, where high demands are made on the reproduction of colors, However, it is necessary to supplement the spectrum of the radiation emitted by the lamp. It it has been shown that in particular the intensity in the red region of the spectrum is inadequate, as a result of which no good reproduction of red colors can be achieved. It has been shown that with these lamps an addition of calcium results in a supplement in the red area of the broadcast spectrum. however, only a slight improvement in general color rendering is achieved as a result. Die Erfindung bezweckt, bei einer Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe die Farbwiedergabe zu verbessern bei gleichzeitigem hohem Strahlungsanteil im roten Bereich des Spektrums.The invention aims at a high pressure mercury vapor discharge lamp to improve the color rendering while at the same time having a high proportion of radiation in the red range of the spectrum. Hierfür ist eine Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe eingangs erwähnter Art gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß weiter mindestens eines der Elemente Gadolinium, Dysprosium und Neodym in einer Menge zwischen 0,1 und 40 Gewichtsprozent der Menge Quecksilber enthält, und daß die Menge Halogen mindestens gleich dem chemischen Äquivalent des vorhandenen Natriums, Kalziums, Gadoliniums, Dysprosiums und Neodyms und höchstens gleich zweimal dem chemischen Äquivalent aller vorhandenen Metalle mit Ausnahme von Quecksilber ist.For this purpose, a high-pressure mercury vapor discharge lamp of the type mentioned in the introduction is according to the invention characterized in that the discharge vessel further includes at least one of the elements gadolinium, Dysprosium and neodymium in an amount between 0.1 and 40 percent by weight of the amount Contains mercury, and that the amount of halogen at least equal to the chemical equivalent of existing sodium, calcium, gadolinium, dysprosium and neodymium and no more than twice is the chemical equivalent of all metals present with the exception of mercury.
DE19732307631 1972-03-20 1973-02-16 High pressure mercury vapor discharge lamp Expired DE2307631C3 (en)

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NL7203720A NL7203720A (en) 1972-03-20 1972-03-20
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DE2307631A1 DE2307631A1 (en) 1973-10-04
DE2307631B2 true DE2307631B2 (en) 1976-11-04
DE2307631C3 DE2307631C3 (en) 1977-06-23

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3208647A1 (en) * 1982-03-10 1983-09-22 Patra Patent Treuhand High-pressure discharge lamp filled with mercury vapour
DE3427280A1 (en) * 1984-07-24 1986-02-06 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH, 8000 München METAL HALOGENIDE HIGH PRESSURE DISCHARGE LAMP

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BR7301932D0 (en) 1974-07-11
AT325149B (en) 1975-10-10
GB1400976A (en) 1975-07-16
NL7203720A (en) 1973-09-24
IT980629B (en) 1974-10-10
FR2176814A1 (en) 1973-11-02
JPS4913988A (en) 1974-02-06
CA964324A (en) 1975-03-11
CH563066A5 (en) 1975-06-13
ES412802A1 (en) 1976-01-01
DE2307631A1 (en) 1973-10-04
SE377983B (en) 1975-08-04
AU5338973A (en) 1974-09-19
US3852630A (en) 1974-12-03
AR196519A1 (en) 1974-02-06
BE797013A (en) 1973-09-19

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Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8339 Ceased/non-payment of the annual fee