DE2422576C3

DE2422576C3 - Quecksilberdampflampe

Info

Publication number: DE2422576C3
Application number: DE2422576A
Authority: DE
Inventors: Kyouichi Gyohda Saitama Maseki; Minoru Tokio Sugiura
Original assignee: Iwasaki Denki Kk Tokio
Current assignee: Iwasaki Denki Kk Tokio
Priority date: 1973-05-10
Filing date: 1974-05-09
Publication date: 1979-11-15
Also published as: JPS5416671B2; NL182602C; NL182602B; DE2422576A1; NL7406360A; DE2422576B2; US3914636A; GB1462955A; JPS501573A

Description

Die Erfindung betrifft eine Quecksilberdampflampe, bestehend aus einem sirahlendurchlässigen Entladungsrohr mit zwei an den beiden Rohrenden einander gegenüberliegend eingeschmolzenen Elektroden, elektrisch mit diesen verbundenen Zuleitungen, einer Füllung in vorgegebenen Mengen aus Quecksilber, einem Edelgas, wenigstens einem weiteren Metall und wenigstens einem Halogen in elementarer Form oder als Metallhaiogenid und einem Überzug auf den Elektroden aus wenigstens einem Oxid der Seltenen Erden.

Bei einer bekannten Quecksilberdampflampe diener Art (US-PS 35 30 327) weist die Füllung zumindest eines der Seltenerdmetalle des Elektrodenüberzugs als weiteres Metall oder Metallhaiogenid auf. Eine solche Quecksilberdampflampe besitzt zwar eine hohe Lichtausbeute und aufgrund des Gehaltes an Seltenen Erden in der Füllung eine ausgezeichnete Farbwiedergabe, benötigt jedoch eine relativ hohe Zündspannung.

Zwar kennt man auch andere ähnliche Quecksilberdampflampen, deren Füllung wenigstens drei Seltenei'dhalogenide mit ähnlicher mittlerer Anregungsenergie enthält und deren Elektroden aus mit Thoriumoxid aktiviertem Wolfram bestehen (DE-OS 2106 447) beziehungsweise deren Füllung Scandium als Metall und/oder Halogenid aufweist und in deren Elektroden Thoriumsplitter eingebettet sind (DE-AS 12 97 2:!5) beziehungsweise deren Füllung wenigstens ein SeI-it'nerdhalogenid enthält und bei der die Elektroden aus ihcriertem Wolfram bestehen (DE-AS 11 53 453), und die eine niedrigere Zündspannung erfordern. Bei diesen Quecksilberdampflampen beobachtet man jedoch im Cjcbrauch mit der Zeit eine Abnahme des Lichtstromes, fi' . teilweise Schwärzung des Entladungsrohres und ι;.!.·: Deformierung oder Abnutzung der Elektrodenspit-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Quecksilberdampflampe anzugeben, die bei hoher Lichtausbeute und guter Farbwiedergabe eine vergleichsweise niedrige Zündspannung benötigt und dennoch praktisch keine Lichtstromabnahme, Entladungsrohrschwärzung sowie Elektrodendeformation beziehungsweise -abnutzung zeigt

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Anmeldung bei einer Quecksilberdampflampe der eingangs genannten

ίο Art, bei der also der Elektrodenüberzug aus wenigstens einem Oxid der Seltenen Erden besteht, daß das Entladungsrohr wenigstens ein mit diesem Oxid der Seltenen Erden während der Brennzeit reagierendes und dabei ein Halogenid der Seltenen Erden bildendes

Metall der Gruppe Thorium, Aluminium und Silizium enthält.

Die Tatsache, daß eine erfindungsgemäße Quecksilberdampflampe mit einer verhältnismäßig niedrigen Spannung gezündet werden kann, ist überraschend, denn die erfindungsgemäße Quecksilberdampflampe besitzt keine thorierten bzw. mit Thoriumoxid überzogenen Elektroden und Quecksilberdampflampen mit beispielsweise Thorium sowie Scandium aufweisender Füllung und überzugsfreien Elektroden benötigen

-'^r> ebenfalls hohe Zündspannungen. Die ausgezeichnete Farbwiedergabe, der relativ niedrige zeitliche Lichtstromabfall und die praktisch fehlende Entladungsrohrschwärzung können durch einen Reaktionsaustausch des Thoriums, Aluminiums und/oder Siliziums der

i" Füllung gegen das Seltemerdmetall der Elektroden erklärt werden; tatsächlich reagiert das auf die Elektroden aufgetragene Seltenerdoxid mit dem während der Brennzeit der Lampe gebildeten Thorium-, Aluminium- und/oder Siliziumhalogenid zu Seltenerd-

^Γ) halogenid und Thorium-, Aluminium- bzw. Siliziumoxid, was durch das Auftreten der Seltenerdmetalle im Lichtspektrum nachweisbar ist. Überraschend ist weiterhin die bisher noch nicht geklärte Tatsache, daß trotz der Bildung von z. B. Thoriumoxid auf den

⁴⁽¹ Elekiroden eine Deformierung bzw. Abnutzung der Eleklrodenspitzen bei der erfindungsgemäßen Quecksilberdampflampe nicht zu beobachten ist.

Besonders gute Ergebnisse erreicht man mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der

^v> auf die Elektroden wenigstens eines der Oxide Scandiumoxid, Yttriumoxid und Dysprosiumoxid aufgetragen ist. Die niedrigsten Zündspannungen ergeben sich, wenn das mit den Seltenerdoxiden reagierende Metall der Füllung aus der Gruppe Thorium, Thorium —

^r>" Aluminium,Thorium —Silizium.Thorium — Aluminium — Silizium und Aluminium —Silizium ausgewählt ist; bei alleiniger Verwendung von Aluminium oder Silizium werden nämlich etwas höhere Zündspannungen benötigt.

^r>r> Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Quecksilberdampflampe und

^b" Fig. 2 eine Graphik zum Vergleich der Leistungskennwerte einer Quecksilberdampflampe gemäß F i g. 1 und einer bekannten Quecksilberdampflampe.

Die in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Quecksilberdampflampe 10 besitzt ein Entladungsrohr 12 aus

^h<i durchsichtigem wärmefestem Material, wie beispielsfise Quarzglas, in dessen beiden Enden einander genüberliegend zwei Elektroden 14 bzw. 16 eingeschmolzen sind. Diese Elektroden 14 und 16 sind über

Verbinder 22 bzw. 24 aus einer Metallfolie, beispielsweise einer Molybdänfolie, mit den Zuleitungen 18 bzw. 20 verbunden, während Abdeckkappen 26 bzw. 28 auf die Enden des Entladungsrohres aufgesetzt sind, um dieses im Bereich der Elektroden 14 und 16 abzudicken. Das Entladungsrohr 12 ist an beiden Enden dichtgequetscht, so daß die Elektroden mit ihrem Auflegende über den jeweiligen Verbinder mit dem Innenende der Zuleitung elektrisch verbunden sind. Bei den nachstehenden Versuchen wurde die beschriebene Lampe mit folge. ,-den Kenndaten verwendet:

Leistung: 400 W
Innendurchmesser: ca. 20 mm
Elektrodenabstand, ca. 45 mm
Inneres Volumen: 16 cm³.

Versuch 1

Bei der Lampe gemäß F i g. 1 mit vorgenannten Kenndaten wurde auf die Elektroden 1-* und 16 Scandiumoxid aufgetragen. Jn das Entladungsrohr 12 wurden 7 mg Quecksilberjodid, 20 mg Natriumjodid, 2 mg Thorium und Argongas eingefüllt, woraufhin das Entladungsrohr zugeschmolzen wurde. Die fertige Lampe wurde dann gezündet und etwa 6000 h lang getestet, wobei sich nachstehende Ergebnisse einstellten. Während der ganzen Testzeit wurde praktisch keinerlei Schwärzung des Entladungsrohres oder Nachlassen dessen Durchsichtigkeit festgestellt, ebenso wenig wie eine Deformierung oder Abnutzung der Elektrodenspitzen.

Lichtstrom zu Beginn: 34 000-37 000 Im

Zündspannung: 200-250 V

Durchschnittlicher Farbwiedergabeindex (Ra):

62-68

Lichterhaltungsfaktor (nach 6000 h):

etwa 80%.

Zur Kontrolle wurde eine übliche Lampe mit gleichem Aufbau hergestellt, bei welcher jedoch auf die Elektroden Thoriumoxid aufgetragen wurde und in das Entladungsrohr 7 mg Quecksilberjodid, 20 mg Natriumjodid, 0,5 mg Scandium, 1 mg Thorium und Argongas eingefüllt und das Entladungsrohr zugeschmolzen wurde. Bei dieser Kontrollampe ergaben sich nachstehende Werte:

Lichtstrom zu Beginn: 34 000—3700 Im

Zündspannung: 200—250 V

Durchschnittlicher Farbwiedergabeindex (Ra):

60-66

Lichterhaltungsfaktor (nach 6000 h):

etwa 73%.

Bei dieser Kontrollampe trat im Gegensatz zur vorgenannten Lampe eine deutliche Teilschwärzung des Entladungsrohres und ein Verlust der Lichtdurchlässigkeit desselben auf: außerdem wurde eine Deformierung und Abnutzung der Elektrodenspitzen festgestellt.

Die Leistungskurven der beiden Lampen zeigt F i g. 2, wobei die Kurve A die Leistungskurve der erstgenannten Lampe ohne pötzliche Abnahme des Gesamtlichtstromes während der Prüfzeit zeigt Demgegenüber ι« zeigt die Leistungskurve B der Kontroilampe einen plötzlichen Abfall im Gesamtlichtstrom bereits zu Beginn der Prüfzeit.

Versuch 2

In ein Entladungsrohr 12 gemäß F i g. 1 wurden 5 mg Quecksilberjodid, 2 mg Thalliumjodid, 2 mg Thorium und Argongas eingefüllt und das Entladungsrohr dann zugeschmolzen. Außerdem wurde auf jede Elektrode Dysprosiumoxid aufgetragen. Die fertige Quecksilberdampflampe mit einer Leistung von 400 W wurde dann wieder getestet, wobei sich nachstehende Werte ergaben:

-"> Lichtstrom zu Beginn: 31 000-33 000Im

Zündspannung: 210-250 V

Durchschnittlicher Farbwiedergabeindex (Ra):

78-85

Lichterhaltungsfasktor(nach 6000 h):
ίο ca. 78%.

Während der Prüfzeit wurde weder eine Schwärzung noch ein Verlust der Lichtdurchlässigkeit des Entladungsrohres festgestellt; es ergab sich auch keine s"> Deformierung der Elektroden.

Versuch 3

In der gleichen Weise wie in den Versuchen 1 und 2 wurden Quecksilberdampflampen hergestellt, wobei jedoch auf die Elektroden ein anderes Seltenerdmetalloxid als Scandium- bzw. Dysprosiumoxid und außerdem eine Mischung der Seltenerdmetalloxide aufgetragen wurde. Als Reaktionssubstanz mit diesem Oxid bzw. 4^r> dieser Oxidmischung wurden Thorium —Aluminium, Thorium —Silizium, Thorium —Aluminium —Silizium, Aluminium, Silizium und Aluminium —Silizium eingefüllt. Diese Lampen mit den verschiedenartig beschichteten Elektroden und den verschiedenen Füllungen ^r>o wurden dann in der gleichen Weise wie im Versuch 1 und 2 getestet, wobei sich praktisch die gleichen Ergebnisse einstellten wie in den Versuchen 1 und 2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Quecksilberdampflampe, bestehend aus einem strahlungsdurchlässigen Entladungsrohr mit zwei an beiden Rohrenden einander gegenüberliegend eingeschmolzenen Elektroden, elekrisch mit diesen verbundenen Zuleitungen, einer Füllung in vorgegebenen Mengen aus Quecksilber, einem Edelgas, wenigstens einem weiteren Metall und wenigstens einem Halogen in elementarer Form oder als Metallhaiogenid und einem Überzug auf den Elektroden aus wenigstens einem Oxid der Seltenen Erden, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsrohr (12) wenigstens ein mit diesem Oxid der Seltenen Erden während der Brennzeit reagierendes und dabei ein Halogenid der Seltenen Erden bildendes Metall der Gruppe Thorium, Aluminium und Silizium enthält.

2. Quecksilberdampflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Elekiroden (14; 16) wenigstens eines der Oxide Scandiumo>:id, Yttriumoxid und Dysprosiumoxid aufgetragen ist.

3. Quecksilberdampflampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall aus der Gruppe Thorium, Thorium — Aluminium, Thorium— Silizium, Thorium —Aluminium—Silizium und Aluminium—Silizium ausgewählt ist.