DE2550513A1

DE2550513A1 - Niederdrucknatriumdampfentladungslampe

Info

Publication number: DE2550513A1
Application number: DE19752550513
Authority: DE
Inventors: Jan Jacob Balder; Henricus Johannes Joseph Boort
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1974-11-14
Filing date: 1975-11-11
Publication date: 1976-05-26
Also published as: FR2291606B1; GB1507217A; BE835515A; NL166818C; JPS5172188A; US3995182A; JPS55171963U; NL166818B; CA1043410A; DE2550513C3; NL7414849A; DE2550513B2; FR2291606A1

Description

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5.11.75

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Λ,,,«ί.·,-.^(».η_; 10. Nov. 1975·

"Niederdrucknatriumdampfentladungslampe"

Die Erfindung betrifft eine Niederdrucknatriumdamjpfentladungslampe zur Erzeugung eines gerichteten Strahlenbündels, die mit einem zylindrischen Entladungsrohr und einem dieses Rohr umgebenden zylindrischen Aussenkolben versehen ist, wobei das Entladungsrohr in einem Reflektor angeordnet ist, der sich im Aussenkolben befindet und einen Reflektionsfaktor für Natriumlicht von über 50% aufweist. Die Erfindung iiezißht sich ausserdem auf ein Belichtungsgerät mit einer derartigen Lampe.

Unter Natriuralicht sei hier eine elektroinag-

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netlsche Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa

5900 Ä verstanden, das heisst ungefähr 0,59 Mikrometer.

Eine bekannte Niederdrucknatriumdampfentladungslampe der angedeuteten Art ist in der britischen Patentschrift 389.726 beschrieben. Ein Nachteil dieser bekannten Lampe ist, dass das erzeugte Strahlenbündel ziemlich breit ist. Dadurch ist im Strahlenbündel die mittlere Lichtstärke der Lampe verhältnismässig gering .

Die Erfindung bezweckt, eine Niederdrucknatriumdampf entladungslampe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche ein schmales Strahlenbündel grosser Intensität erzeugen kann.

Eine erfindungsgemässe Niederdrucknatriumdampf entladungslampe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor mit einem derartigen länglichen Schlitz versehen ist, dass in nahezu jedem Lampenquerschnitt in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Entladungsrohres , der ¥inkel zwischen den Linien von der Mitte des Entladungsrohres zu den beiden Begrenzungen

des Schlitzes kleiner ist als 90 Bogengrad, und der Reflexionsfaktor des Reflektors für Infrarotstrahlung .mit einer Wellenlänge über 5 Mikrometer 20^o rinterschreitet.

Die Obergrenze der Wellenlänge der Infra-609822/0897

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rotstrahlung liegt bei etwa 100 Mikrometer.

Ein Vorteil einer erfindungsgemässen Lampe, ist, dass sie sich dazu eignet, ein verhältnismässig schmales Strahlenbündel hoher Intensität zu erzeugen. Erläuterungsweise kann dazu folgendes ausgeführt werden: Die Erfindung basiert darauf, dass bei einem schmalen Strahlenbündel, d.h. bei einem kleinen Lichtaustrittsschlitz im Reflektor der Lampe, die Reflektorreflektion einer - gleichfalls im Entladungsrohr erzeugten - Infrarotstrahlung klein sein muss. Eine derartig geringe Reflektion für Infrarotstrahlung eines Reflektors in einer Natriumlampe ist, bei den heutzutage üblichen Anforderungen hinsichtlich einer derartigen Lampe, eine besonders überraschende Bedingung. Meistens versucht man nämlich, diese Infrarotstrahlung wieder in das Entladungsrohr zurückzuwerfen, um das Rohr auf Temperatur zu halten. Der Erfindung liegt jedoch die Erkenntnis zugrunde, dass eine Verkleinerung ces Lichtaustrittsschlitzes im Reflektor der' Lampe bei Anwendung eines Infrarotstrahlung sehr gut zurückstrahlenden Reflektors zu einer zu hohen Betriebstemperatur des Entladungsirohres führen würde. Man könnte dies zwar dadurch vermeiden, dass gleichzeitig die Wattleistung des Entladungsrohres herabgesetzt würde. Aber sowohl eine zu hoho Betriebstein-609822/0897

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peratur als auch eine niedrige Wattleistung des Entτ ladungsrohres sind beide nicht dazu geeignet, eine Lampe mit einem Strahlenbündel hoher Lichtintensität zu schaffen.

Bei einer erfindungsgemässen Lampe wird jetzt ein Teil der Lichtausbeute der Lichterzeugung (durch weniger gute Wärmeisolation) geopfert, um eine hohe Lampenbelastung und damit eine hohe Intensität des Strahlenbündels erhalten zu können.

Zum Beispiel kann sich der Reflektor in der Mitte zwischen dem Entladungsr*ohr und dem Aussenkolben befinden. Der Reflektor kann beispielsweise zwischen Einstülpungen in der Vand des Aussenkolbens eingeklemmt sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Niederdrucknatriumdampfentladungslampe befindet sich der Reflektor an der Innenseite des Aussenkolbens. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist die sehr einfache Befestigungsmöglichkeit des Reflektors am Aussenkolben.

Die Längsachse des Reflektorschlitzes kann' z.B. wie die Schraublinie um die Längsachse des Entladungsrohrs gebogen sein. Dabei ist an eine verhältnismässig grosse Steigung der Schraubldnie gedacht. Eine Lampe, die mit einem Reflektor mit einem derartigen schraublinieiiförmigen Schlitz versehen ist,

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könnte z.B. zum Erzielen besonderer Lichteffekte verwendet werden. Dazu könnte diese Lampe z.B. um die Längsachse ihres Aussenkolbens gedreht werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Lampe, bei der die Längsachse des Reflektorschlitzes nahezu parallel zur Längsachse des Aussenkolbens verläuft, liegt die Längsachse des Aussenkolbens zwischen der Längsachse des Reflektorschlitzes und der Längsachse des Entladungsrohres. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass dies zu einer noch kräftigeren Bündelung des Natriumlichtes führen kann.

Der Reflektor besitzt beispielsweise eine Reflektionsschicht aus Magnesiumoxid oder Titandioxid (TiO₀) "oder aus einem andere Material, das für die bezeichnete Infrarotstrahlung gut durchlässig ist.

Es sei darauf hingewiesen, dass Reflektionsschichten aus Titandioxid an sich bei Niederdruckquecksilberdampf entladungslampen bekannt sind. Auch dort werden diese Schichten zum Erzielen einer Bündelung des Lichtes der Lampe verwendet. Bei diesen Niederdruckquecksilberdampfentladungslampen benutzt man jedoch keinen Aussenkolben wie bei einer erfindungsgemässen Lampe. Weiter tauchen dabei die oben erwähnten Probleme hinsichtlich der Infrarotstrahlung nicht auf, weil die Betriebstemperatur

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dieser bekannten Niederdruckquecksilherdampfentladungs· lampen bedeutend kleiner ist als die von Niederdrucknatriumlampen,

Erfindungsgemässe Lampen können beispielsweise für öffentliche- BelGUchtungszwecke verwendet werden, z.B. zum Beleuchten einer Verkehrsbrücke ab Geländerhöhe. '

Bevorzugt wird eine erfindungsgemässe Reflektorlampe in einem Belichtungsgerät angewendet, weil dabei ein ätisserst wirtschaftlicher Gebrauch der gebündelten Lichtausstrahlung möglieh ist. Dem kann noch zugefügt werden, dass bei Belichtungen eine grosse Intensität des Strahles oft von wesentlicher Bedeutung ist. Man denke dabei z.B. an eine Belichtung zum photographischen Fixieren rasch erfolgender Geschehnisse.

In einem anderen Falle dient das Belichtungsgerät z.B. zum Photokopieren mit Hilfe der erfindungsgemässen Natriumlampe. Es handelt sich dabei um das Photokopieren von Texten und/oder Figuren.

Dieses Photokopieren kann dabei auf gleichartige Weise erfolgen wie in einem bekannten Belich-e· tungsgerät, das mit einer Niederdruckquecksilberdampf entladurigslampe versehen ist. Bei Anwendung · einer erfindurigsgemässen Natriumlampe in einem Photokopiergerät muss selbstverständlich das an-

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gewandte lichtempfindliche Material eine der Natriumstrahlung angepasste Spektralempfindlichkeit besitzen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Lampe,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Ebene II - II durch einen Aussenkolbon und durch ein Entladungsrohr der Lampe nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist 1 ein zylindrisches Entladungsrohr einer Niederdrucknatr-lumdampfentladungslampe, die im Betriebsziistand ungefähr 115 Watt aufnimmt. Das Rohr 1 ist in einem Aussenkolben 2 asymmetrisch angeordnet. Die Längsachsen des Rohres 1 und die des Aussenkolbens 2 liegen einander parallel. Mit 3 und h bzw. 5 und 6 sind Sti-omzuführungsorgane der Lampe bezeichnet. Die dargestellte Lampe ist eine soge.iannte Linearlampe, d.h. eine langgezogene Lampe. Eine Elektrode 7 des Rohres 1 ist über einen Stromleiter 8 an die Zuführungsorgane 3 und k angeschlossen· Auf gleichartige · Weise ist die andere Elektrode 10 des Rohres 1 über einen Stromleiter 1 1 an die Zuführung.?organe 5 und 6 angeschlossen. Über einen grossen Teil der Innenfläche der Wand dos Aussenkolbens 2 befindet .sich 609822/089 7

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eine Reflektorschicht 16 aus Titandioxid (TiO ). In der Figur ist diese Schicht mit einer gestrichelten Linie angegebenen. Mit 12 bis 15 sind Unterstützungsorgane bezeichnet, die zum Abstützen des Rohres 1 in bezug auf den Aussenkolben 2 dienen.

Die in Fig. 1 dargestellte Lampe hat eine Länge von etv.^ra 530 mm. Der Durchmesser des Aussenkolbens 2 beträgt ungefähr 38 mm. Die Länge des Entladungsrohres 1 beträgt ungefähr 40 mm. Der Abstand von der Längsachse des Entladungsrohres 1 bis zur Längsachse des Aussenkolbens 2 beträgt ungefähr 7 mm. Die Betriebstemperatur der Wand des Entladungsrohres 1 ist ungefähr 26o°C. Der Reflektionsfaktor der■Titandioxidschicht 16 liegt für Natriumlicht über· 80^o und für die Infrarotstrahlung mit einer Wellenlänge über 5 Mikrometer unter 10^.

In Fig. 2 stellt 1 wiedervim das Entladungsrohr und 2 der Aussenkolben dar. Von der Mitte des Entladungsrohres au.? sind Linien zu den beiden Begrenzungen des Schlitzes des Reflektors 16 gezogen. Dieser Reflektor wird durch das Titandioxid an der Innenseite des Aussenkolbens 2 gebildet. Die beiden Linien schliessen einen Winkel von ungefähr k3 Bogengrad ein, d.h. einen Winkel, der· kleiner ist als der- maximale Winkel von 90 Bogengrad.

In Fig. 2 ist mit L angegeben, Λν-ie die

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Lichtverteilung der Lampe in einem Teil der angedeuteten Querschnittsfläche II - II ist. Daraus geht hervor, dass das Strahlenbündel ziemlich schmal ist. Die Lichtstärke der Lampe in diesem Strahlenbündel ist gross. So ist zum Beispiel in der Mitte des Bündels die Lichtstärke der Lampe ungefähr 45 candela pro Längenzentimeter des Entladungsrohres 1.

Wenn die langgezogene Niederdrucknatriumdampf entladungslampe nicht mit einem Titandioxidreflektor versehen wäre, jedoch mit einem sowohl Natriumlicht als auch Infrarotstrahlung reflektierenden Metallreflektor mit gleicher Schlitzbreite wie in der Lampe nach Fig. 2, so düarfte die maximale Wattleistung aus liärmeorwägungon höchstens die Hälfte -von 115 Watt, nähmlich ungefähre 6o Watt sein. Dies würde dann im Zentrum des Strahlenbündels nur eine Lichtstärke von ungefähr 30 candela pro Längenzentimeter des Entladungsrohres ergeben. Dies beträgt also nur ungefähr 6.5$ der entsprechenden Lichtstärke bei der beschriebenen erfIndungsgemassen Lampe»

Die grössere Intensität im Strahlenbündel der Lampe nach der Erfindung hat bei Anwendung dieser Lampe in einem Belichtungsgerät für Photokopierzwecke zur Folge, dass die Belichtungszeit eines Dokumentes kurz und dadurch die Geschwindigkeit der Reproduktion gross sein kann.

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Claims

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Patentansprüche;

Vi .J Niederdrucknatriumdampfentladungslampe zur Erzeugung eines gerichteten Strahlenbündel^ die mit einem zylindrischen Entladungsrohr und einem dieses Rohr umgebenden zylindrischen Aussenkolben versehen ist, wobei das Entladungsrohr in einem Reflektor angeordnet ist, der sich im Aussenkolben befindet und einen Reflektionsf aktor· für Natriumlicht von über 50/o aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (l6) mit einem derartigen länglichen Schlitz versehen ist, dass in nahezu jedem Lampenquerschnitt in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Entladungsrohres

(1) der Winkel zwischen den Linien von der Mitte des Entladungsrohres zu den beiden Begrenzungen des Schlitzes kleiner ist als 90 Bogengrad, und der Reflektionsfaktor des Reflektors für Infrarotstrahlung mit einer Wellenlänge über 5 Mikrometer 20$ unterschreitet.

2* Niederdruclcnatriumdampfentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Reflektor (i6) an der Innenseite des Aussenkolbens

(2) befindet.

3. Nieclerdrucknatriumdampfentladungslampe nach Anspruch 2, bei der die Längsachse des Reflektorschlitzes nahezu parallel zur Längsachse des Aussenkolbens verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse

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des Aussenkolbens (2) zwischen der Längsachsee des Reflektorschlitzes und der· Längsachse des Entladungsrohres (1) liegt.

h. Niederdrucknatriumdampfentladungslampe nach Anspruch 1, 2 oder 3j dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (i6) eine Reflektionsschxcht aus Titandioxid (TiO ) besitzt,

5. Anwendung einer Niederdrucknatriumdampfentladungalampe nach Anspruch 1, 2, 3 oder h in einem Belichtungsgerät.

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