DE2536450C2

DE2536450C2 - Kühlanordnung an einer Quecksilberdampflampe

Info

Publication number: DE2536450C2
Application number: DE2536450A
Authority: DE
Inventors: Harden Henry Plainfield Ind. Troue
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1974-08-23
Filing date: 1975-08-16
Publication date: 1986-07-10
Also published as: ES440389A1; BE832691A; FR2282718A1; FR2282718B1; ZA754883B; CA1047096A; JPS5146783A; JPS565016B2; AU8421875A; NO150220C; DK147247C; DE2536450A1; NL7509967A; SE7509386L; NO150220B; IT1041506B; DK380175A; DK147247B; NO752913L; SE427318B

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung an einer Quecksilberdampflampe mit einer Quarzhülle mit zugeschmolzenen Enden, die in Fassungen gehalten sind, von denen mindestens eine von einem Kühlmittel durchflossen ist, wobei die Quecksilberdampflampe Elektroden aufweist, die je über einen oxidationsempfindlichen Streifen aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise einen Molybdänstreifen mit Zuleitungen verbunden sind, welche durch die zugeschmolzenen Enden in die Fassungen hinausgeführt sind.

Der Ausfall von Quecksilberdampflampen resultiert oftmals aus einer ungenügenden Abführung der von der Quecksilberdampflampe erzeugten Wärme. Der Ausfall wird auf die Verschlechterung der leitenden Elemente innerhalb der Lampe zurückgeführt, insbesondere auf die Oxidation der Streifen, die an den entgegengesetzten Enden der Lampe in die Quarzhülle eingeschmolzen sind und sich innerhalb der Lampe bis zu den Elektroden erstrecken.

Aus der US-PS 22 95 046, der US-PS 22 75 739 sowie der GB-PS 11 81 240 ist jeweils eine Kühlanordnung an einer Quecksilberdampflampe mit einer Quarzhülle mit zugeschmolzenen Enden bekannt, bei der die Quarzhülle der Lampe entweder von Wasser umflossen oder von Luft umströmt ist sowie weitere Konvektionsfördermittel vorhanden sind. Bisher ging man davon aus, daß eine intensive Kühlung sowohl der Lampe als auch der Stromzuführungen erforderlich ist. Aus der US-PS 22 95 046 ist eine Kühlanordnung an einer Quecksilberdampflampe der vorausgesetzten Art bekannt, bei der das Kühlproblem mit einem komplizierten System eines Kühlwasserrohres gelöst wird, das die Quecksilberdampflampe vollständig umgibt Das Kühlwasser wird durch Kanäle um die Stromzuführung der Lampe herumgeleitet, um in das Innere des Kühlrohres zu gelangen. Auch der US-PS 22 75 739 ist eine Kühlanordnung an einer Quecksilberdampflampe zu entnehmen, bei der

ίο das Kühlwasser durch die Fassungen strömt und die Quecksilberdampflampe vollständig umgibt Dabei besteht eine der Fassungen aus einer das eine verschmolzene Ende der Quecksilberdampflampe umgreifenden Metallhalterung, die von der Zuleitung durch einen Gummiblock getrennt ist Die GB-PS 11 81 240 offenbart die Kühlung der Quarzhülle und der Fassungen durch einen Luftstrom.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlanordnung an einer Quecksilberdampflampe derart auszubilden, daß eine wirksame Wärmeabführung alllein durch die Fassung erfolgt.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Fassungen aus nahe den zugeschmolzenen Enden angeordneten Wärmesenkblöcken bestehen, die in thermisch leitendem Kontakt mit den Zuleitungen stehen, daß jede Fassung eine nur im Wärmesenkblock verlaufende Kühlmittelführung enthäh, und daß die Enden der durch keine weiteren Bauteile der Kühlanordnung umgebenen Quarzhülle mit den darin enthaltenen oxidationserinpfindiichen Streifen aus elektrisch leitendem Material in die Wärmeblöcke hineinragen.

Die erfindungsgemäße Lösung unterscheidet sich vom Stand der Technik dadurch, daß die Quarzhülle der Lampe weder vom Wasser umflossen, noch von Luft umströmt ist und auch keine weiteren Konvektionsfördermittel vorhanden sind. Die bei der direkten Kühlung des Lampenkörpers auftretenden Nachteile, bei der Flüssigkeitskühlung einen Intensitätsverlust, bei der Gaskühlung ein hoher Gasaufwand und eine unglciehmäßige Temperaturverteilung, werden durch die Anordnung gemäß der Erfindung wirksam vermieden. Es ergeben sich wesentliche Vorteile dadurch, daß die Lampe weitgehend unabhängig von den thermischen Bedingungen der Umgebung betrieben werden kann und durch die Optimierung der Wärmeableitung die Lebensdauer der Lampe erhöht wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß jeder Wärmesenkblock geteilt ausgeführt und mittels einer Schraubverbindung um ein Ende der

so Quecksilberdampflampe schließbar ist. Durch die geteilte Ausführung der Fassung sind präzisere Toleranzen ab bei einer Steckfassung möglich, wodurch ein bcuscrer Wärmeübergang vermittelt wird.
Vorteilhaft bestehen die Wärmesenkblöcke aus Kupfer oder Aluminium oder deren Legierungen.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es stellt dar Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Kühlanordnung an einer Quecksilberdampflampe und

F i g. 2 einen Längsschnitt entsprechend F i g. 1, wobei jedoch die Kühlanordnung und die Quecksilberdampflampe um eine horizontale Achse um 90° aus der in F i g. 1 gezeigten Lage gedreht wurde.
In den Fi g. 1 und 2 ist eine konventionelle Quccksilberdampflampe 10 mit den beiden Fassungen 12 und 14, die sich an jedem Ende der Lampe 10 befinden, dargestellt.

Die Quecksilberdampflampe 10 ist eine typische, im

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Handel erhältliche 2,2-kW-Lampe. Obwohl eine Mittel- 52 sind dabei mittete einer Schraubverbindung 54 um drucklampc besonderer Konfiguration in den Figuren jeweils ein Ende 30 bzw. 32 der Lampe 10 schließbar, dargestellt ist, ist die vorliegende Erfindung keineswegs Die Fassungen 12 und 14 weisen zwei konzentrische darauf beschränkt Jede konventionelle Quecksilber- Vertiefungen 56 und 58 auf, in die die an jedem Ende 30 dampflampe beliebiger Konfiguration und Spezifikation 5 und 32 der Lampe 10 befindliche keramische Bedeckung kann verwendet werden. Die Quecksilberdampflampe 35 eingelegt wird, bevor die Wärmesenkblöcke endgül-10 ist an jedem Ende 30 und 32 verschmolzen, wobei tig befestigt werden, sowie eine Bohrung, durch die die zwischen diesen eine Quarzhülle 16 angeordnet ist, die Zuleitung an jedem Ende geführt wird. Eine Kühlmittelein Paar an gegenüberliegenden Seiten der Lampe 10 führung 60 für das Kühlwasser, das von einer nicht gebefindliche W&lframelektroden 18 und 20 umgibt Am 10 zeigten Flüssigkeitsquelle durch die Fassung fließt beverschmolzenen Ende 30 ist die Elektrode 18 mittels findet sich in dem oberen Teil jeder Fassung 12 bzw. 14. eines Molybdänstreifens 24 mit der Zuleitung 22 ver- Die Kühlmittelführung 60 sollte genügend nahe den Zubunden. Entsprechend ist am verschmolzenen Ende 32 leitungen 22 und 26 gelegen sein, um einen wirksamen der Lampe 10 auch die Elektrode 20 mit der Zuleitung Wärmeübertragungsgradienten zwischen den Molyb-26 mittels eines Molybdänstreifens 28 verbunden. Nach- 15 dänstreifen 24 bzw. 28 und den Fassungen 12 bzw. 14 dem die Lampe 10 mit Argon und einer kleinen Queck- aufrechtzuerhalten.

silbermenge gefüllt worden ist, werden die Enden 30 Wechselstrom wird der Lampe 10 aus einer Strom-

und 32 mittels konventioneller Verfahren angebracht quelle 62 zugeführt, die über die Fassungen 12 und 14 indem z. B. jedes Ende der Lampe 10 durch mechani- verbunden ist Der Wechselstrom kann aber auch direkt sches Zusammenpressen in engen Kontakt mit den Mo- 20 über die Zuleitungen 22 und 26 zugeführt werden; in lybdänstreifen 24 bzw. 28 gebracht wird. Das Ende wird diesem Fall müßten die Fassunger., ^icht elektrisch leirechteckig, wenn die Enden zusammengepreßt werden, tend sein.

die Enden der Lampe 10 können auch im Vakuum aus- Die Vertiefungen 56 und 58, in die die Enden 30 und

gezogen werden, wobei sich ein herausragendsr Ansatz 32 der Lampe 10 eingefügt sind, weisen vorzuesweise bildet der die Molybdänstreifen eng umschließt. Es ist 25 eine derartige Länge auf, daß sie einen Strahlenschutzauch üblich, die Enden 30 und 32 mit einem keramischen schild »jrn die Molybdänstreifen 24 und 28 bilden. Wenn Material 35 nach Art einer Hülse zu umgeben. der Molybdänstreifen vor der reflektierten Strahlung

Die in den Figuren gezeigten Fassungen 12 und 14 abgeschirmt wird, kann das Ausmaß der inneren Kühhaben vorzugsweise eine identische Struktur; jede Fas- lung der Lampe 10, die sonst nötig wäre, um die Tempesung wird im wesentlichen durch ein Bauteil in Form 30 ratur am verschmolzenen Ende unter 400⁰C zu halten, eines Blockes repräsentiert der thermisch und Vorzugs- herabgesetzt werden.

weise elektrisch mit den Molybdänstreifen 24 bzw. 28

der Lampe 10 verbunden ist Die Fassungen 12 und 14 Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

dienen vor allem als Wärmesenken; sie dienen aber auch —

als Strahlenschutz der verschmolzenen Enden 30 und 35
32; sie übertragen den Wechselstrom auf die Wolframcicktroden 18 und 20. Die Fassungen 12 und 14 entziehen den leitenden Elementen der Lampe 10, insbesondere den Molybdänstreifen 24 und 28 Wärme, um einen
Ausfall vorzubeugen. Jede Fassung 12 bzw. 14 besteht 40
aus einem inermisch gut leitenden Material und weist
eine Konfiguration auf, die eine wirkungsvolle Wärmeübertragung gewährleistet Die Zuleitungen 22 und 26
fungieren als zwischengeschaltetes Wärmeübertragungsmedium von den Molybdänstreifen 24 und 28 auf 45
die Fassungen 12 und 14. Die Lage jeder Fassung 12 und
14 bezüglich der verschmolzenen Enden 30 und 32 der
Lampe 10 ist dabei insofern kritisch, als die Kühlung, die
notwendig ist, um die Oxidation an den verschlossenen
Enden zu verhindern, nicht eintritt wenn die Entfernung 50
zu groß ist. Es wurde gefunden, daß sich die Fassungen
12 und 14 so nahe an den Enden 30 und 32 befinden
müssen, daß die Temperatur an den verschmolzenen
Enden unter 400⁰C und vorzugsweise nicht über 350⁰C
ist. Um die Temperatur bei diesem Wert zu halten, er- 55
wies es sich als notwendig, die Temperatur der Fassungen 12 und 14 beträchtlich unter 350°C zu halten, vorzugsweise nicht über 100⁰C Um die zuletzt genannte
Bedingung zu erfüllen, müssen die Fassungen 12 und 14
mit einer Kühlflüssigkeit, wie z. B. Wasser, gekühlt wer- 60
den. Das Ausmaß der Kühlung bestimmt den Wärme·
übergang.

Die bevorzugte strukturelle Anordnung jeder Fassung 12 bzw. 14 besteht aus zwei Wärmesenkblöcken,
wobei jeder Wärmesenkblock 50 und 52 aus einem Ma- 65
terial besteht, das ihermisch und vorzugsweise elektrisch leitend ist, wie z. B. Kupfer oder Aluminium oder
deren Legierungen. Die zwei Wärmesenkblöcke 50 und

Claims

Patentansprüche:

1. Kühlanordnung an einer Quecksilberdampflampe mit einer Quarzhülle (16) mit zugeschmolzenen Enden (30, 32), die in Fassungen (12, 14) gehalten sind, von denen mindestens eine von einem Kühlmittel durchflossen ist, wobei die Quecksilberdampflampe Elektroden (18,20) aufweist, die je über einen oxidationsempfindlichen Streifen (24,28) aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise einen Molybdänstreifen, mit Zuleitungen (22, 26) verbunden sind, weiche durch die zugeschmolzenen Enden in die Fassungen (13,14) hinausgeführt sind,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Fassungen (12,14) aus nahe den zugeschmolzenen Enden (30, 32) angeordneten Wärmesenkblöcken (50,52) bestehen, die in thermisch leitendem Kontakt mit den Zuleitungen (22,26) stehen,
daß jede Fassung (12, 14) eine nur im Wärmesenkbiock (50, 52) verlaufende Kühlmittelffihrung (60) enthält, und daß die Enden (30,32) der durch keine weiteren Bauteile der Kühlanordnung umgebenen Quarzhülle (16) mit den darin enthaltenen oxidationsempfindlichen Streifen (24, 28) aus elektrisch leitendem Material in die Wärmesenkblöcke (50,52) hineinragen.

2. Kühlanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wärmesenkblock (50, 52) geteilt ausgeführt und mittels einer Schraubverbindung (54) ur; ein Ende (30, 32) der Quecksilberdampflampe (10) schließbar ist

3. Kühlanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da£ die Wärmesenkblöcke (50,52) aus Kupfer oder Aluminium oder deren Legierungen bestehen.