DE2605290C2 - Hochdruck-Entladungslampe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Entladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Hochdruckentladungen in Zinnhalogeniddämpfen ergeben kontinuierliche Spektren mit wenigen Linien. Hochdruck-Entladungslampen haben deshalb im allgemeinen ausgezeichnete Farbwiedergabeeigenschaften und bei Verwendung von Chloriden und Bromiden einen hohen Wirkungsgrad, jedoch befinden sich ihre Farbortkoordinaten bzw. Farbwertanteile gewöhnlich in Richtung grün vom Ort des Schwarzstrahlers. Um eine angenehmere Farbtönung ohne einen wesentlichen Verlust an Wirkungsgrad zu erhalten, wurden auch Entladungen in gemischten Halogeniden von Zinn verwendet. Die Farbtönung wird zum Teil durch die im Dampf vorhandenen Anteile von Chlor und Jod bestimmt. Chemische Reaktionen während des Betriebs der Lampe können zur Veränderung der Dampfzusammensetzung führen, so daß es schwierig ist, die Farbe konstant zu halten.

Bei einer Quecksilber-Metallhalogenid-Entladungslampe nach der DE-OS 23 59 138 wird als Halogen allein Jod eingesetzt. Neben Quecksilber und Natriumjodid wird der Füllung elementares Zinn beigegeben, um jedes freie Jod zu gettern, das auf Grund der Aufzehrung von Natrium aus der Natriumjodideinlagerung in der Lampe vorhanden sein würde, um die nutzbare Lebensdauer der Lampe ohne Verlust bei der spektralen Wiedergabe und ohne eine wesentliche Erhöhung des Spannungsabfalls zwischen den Bodenelektroden stark zu verlängern. Um eine Verbesserung der Farbtönung geht es im Falle der DE-OS ?3 59 138 nicht.

Im Falle der DE-OS 24 08 572 geht es dagegen darum, eine zinnhalogenidhaltige Hochdruckquecksilberdampf-Entladungslampe zu schaffen, die — unter Beibehaltung einer hohen Strahlungsausbeute und einer guten Farbwiedergabe — eine niedrige Farbtemperatur der ausgesandten Strahlung besitzt. Hierfür wird Lithiumhalogenid eingesetzt, wobei allerdings bis maximal 50 mol-% des Lithiumhalogenids durch Natriumhalogenid ersetzt sein kann. Sowohl das Lithiumhalogenid als auch das Natriumhalogenid dieser bekannten Lampe können mit Chlor und Jod oder Brom und Jod gebildet sein. Ausdrücklich ausgeschlossen wird, Natriumhalogenid allein anzuwenden, da dies eine unerwünschte Herabsetzung des Farbwiedergabeindexes ergäbe.

Füi viele Innenbeleuchtungszwecke ist es wünschenswert eine andere Farbtönung als diejenige zu erhalten, die mit bisherigen Zinnhalogenidentladungen erzielbar ist so daß der Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, eine Hochdruck-Entladungslampe der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine niedrigere Farbtemperatur hat und Farbortkoordinaten bzw. Farbwertanteile besitzt, die näher dem Ort des schwarzen Strahlers sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit einer Hochdruck-Entladungslampe gelöst wie sie durch den Anspruch 1 gekennzeichnet ist Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

In einer solchen Lampe werden hochflüchtige komplexe Zinn-Natrium-Halogenidverbindungen gebildet, wobei als Halogen Chlor und Jod oder Brom und Jod oder Brom allein vorhanden ist.

Wenn die komplexe Halogenidverbindung als solche hergestellt und gehandhabt werden kann, kann die Verbindung selbst während der Herstellung der Lampe in den Lampenkolben eingeleitet werden. Gegebenenfalls oder zusätzlich können jedoch die betreffenden Elemente in den Kolben in beliebiger geeigneter Form eingebracht werden. Die Erfindung umfaßt daher jede Entladungslampe, die eine Füllung aus Quecksilber, Edelgas, Halogen, Zinn und Natrium in angemessenen An· teilen zur Bildung eines wesentlichen Anteils eines oder mehrerer flüchtiger Zinn-Natrium-Halogenide der genannten Art enthält. Solche Füllungen sind nachfolgend beispielsweise angegeben.

Bevorzugte praktische Ausführungsformen der Erfindung haben eine Entladungsröhre, die aus lichtdurchlässigem Quarzglas oder polykristallinem bzw. Einkriatätt-Aluminiumoxid hergestellt ist. Die Leistungsbeliistung an der Wand liegt im Bereich von 10—100 Wem-² und die Temperatur des kühlsten Punktes in der Lampe überschreitet 500 Grad Celsius. Die Entladungsröhre wird mit den folgenden Bestandteilen beschickt, die eingeleitet weiden können unter Verwendung einer geeigneten Auswahl von Edelgasen (Ne, Ar, Kr, Xe), Zirinha* logeniden, Quecksilberhalogeniden, Natriumhalogehiden, Zinnmetall, Natriummetall, Quecksilber, komplexen Halogeniden von Zinn und Natrium, elementaren Halogenen oder einer anderen geeigneten Quelle der erwähnten Elemente:

1. Edelgasen oder einem Gemisch von Edelgasen mit einem Gesamtdruck von 7 bis 133 mbar (bei 20° C);

2. Zinn im Bereich von 5 bis 100 μίτιοί cm-³;

3. Einem oder mehreren der Natriumhalogenide NaCl, NaBr, NaJ, um eine Gesamtmenge Natriumhalogenid im Bereich von 1—250 μπιοί cm-³ zu erhalten;

4. Zusätzlichen Halogenatomen, die Cl oder Br im Bereich von 5—100 μπιοί cm-³ enthalten sollen, mit

(a) einem Atomverhältnis von Cl/J im Bereich von 0,5 bis 5, oder

(b) einem Atomverhältnis von Br/J im Bereich von 0,5 bis 5, oder

(c) Brom allein.

5. Quecksilber im Bereich von 10 bis 150 μηιοΙ cm-³.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels

einer Entladungslampe, die für die Zwecke der Erfindung geeignet ist, und

F i g. 2 eine Seitenansicht eines weiteren Beispiels einer Form einer Entladungslampe, die ebenfalls für die Zwecke der Erfindung geeignet ist

Bei der in F i g. 1 dargestellten Lampe ist eine Quarzglasentladungsröhre 11 an jedem Ende durch einen Quetschfuß 12 abgeschlossen, der um eine Stromzuführung 13 hermetisch abdichtet Diese Stromzuführung^ sind mit Wolfrqmelektroden 14 verbunden, die ein Elektronen emittierendes Material enthalten können. Die Entladung findet zwischen den Elektroden statt. Die Entladungslampe hat einen Innendurchmesser von 6 mm, während die Spitzen der Wolframelektroden einen Abstand von 20 mm voneinander haben. Das Volumen beträgt gewöhnlich 1 cm³. In F i g. 2 ist eine ähnliche Entladungslampe dargestellt, die ein Volumen von 4,3 cm³, einen Innendurchmesser von 15 mm in der Mitte und einen Elektrodenabstand von 20 mv.i hat. Zur Erleichterung der Zündung kann eine Hilfselektrode 16 einverleibt werden. Die Enden sind so geformt, daß die Temperatur des kühlsten Bereiches so hoch wie möglich ist. Bei beiden Beispielen kann die Temperatur der Enden der Entladungslampe ferner durch eine Beschichtung der Röhrenenden mit Zirkonoxid oder durch andere geeignete Mittel erhöht werden.

Bei beiden Beispielen kann die Entladungsröhre in einen herkömmlichen Hartglaskolben 15 eingebaut werden (wie beispielsweise in F i g. 2 gezeigt), vorzugsweise mit einem Trägerrahmen an sich bekannter Art, um eine Natriumwanderung durch die Entladungsröhre zu verhindern.

Die folgenden Beispiele sollen zur Erläuterung der Erfindung dienen.

Beispiel 1

Eine Entladungslampe von der in F i g. 1 gezeigten Art wurde mit den folgenden Bestandteilen, ausgedrückt in Gewicht je cm³, beschickt:

Leistung 260 W, Wirkungsgrad 95 ImW-', Temperatur des kondensierten Halogenids 700° C, Farbortkoordinaten χ = 0,385,^ = 0,381, zugeordnete Farbtemperatur 3900 K, allgemeiner Farbwiedergabeindex nach CIE von 72.

Diese beiden Beispiele zeigen, daß die Farbortkoordinaten für den Anteil an NaCl sehr empfindlich sind.

Beispiel 3

Eine Entladungslampe von der in F i g. 2 gezeigten Art wurde mit den folgenden Bestandteilen, ausgedrückt in Gewicht je cm³, beschickt:

Hg₂Cl₂ 0,76 mg

HgJ₂ 0,72 mg

Hg 3,03 mg

Sn 0,59 mg

NaCl 0,30 mg und ferner mit

Argon 40 mbar bei Raumtemperatur.

Diese Entladungslampe enthielt daher 5,0 μπιοί cm-³ Sn, 5,1 μπιοί cm-³ NaCl, 6,4 μπιοί cm-³, andere Halogenatome (Cl, J) in einem Atomverhältnis Cl : J von 1 :1 und Quecksilber 19,9 μπιοΙ cm-³.

Diese Entladungslampe kann mit den folgenden Merkmalen betrieben werden: Leistung 253 W, Wirkungsgrad 501mW-¹, Temperatur des kondensierten Halogenids 59O⁰C, Farbortkoordinaten χ = 0,359, y = 0,375, zugeordnete Farbtemperatur 4600 K, allgemeiner Farbwiedergabeindex nach CIE von 56. Sie kann ferner mit 400 W betrieben werden bei einem Wirkungsgrad von 69 ImW-', Farbortkoordinaten χ = 0,359, y — 0,354, einer zugeordneten Farbtemperatur von 4500 K und einem allgemeinen Farbwiedergabeindex nach CIE von 65.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Hg₂Cl₂ 6,2 mg

HgJ₂ 3,1 mg

Hg 18,2 mg

Sn 4,9 mg

NaCI 0,88 mg und ferner mit

Argon 66 mbar bei Raumtemperatur.

. Diese Entladungslampe enthielt daher 41 μπιοί cm-³ Sn, 15,1 μηιοΙ cm-³ NaCl, weitere Halogenatome (Cl, J) so 39,9 μιτιοΙ cm-³ in einem Atomverhältnis Cl : J von 2 :1 und Quecksilber 124 μπιοί cm-³.

Diese Entladungslampe konnte mit den folgenden Merkmalen betrieben werden: Leistung 260 V/, Wirkungsgrad 901mW-¹, Temperatur des kondensierten Halogenids 700⁰C, Farbortkoordinaten χ = 0,385, y = 0,387, zugeordnete Farbtemperatur 3950 K und einen allgemeinen Farbwiedergabeindex nach CIE «on 76.

B e i s ρ i e 1 2

Eine Entladungslampe von der in F i g. 1 dargestellten Art wurde mit den gleichen Bestandteilen wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme beschickt, daß das Gewicht des Natriumchlorids 2,9 mg cm-³ (50μπιο1ϋΓη-³) betrug.

Diese Entladungslampe könnte mit den folgenden Werten betrieben werden:

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hochdruck-Entladungslampe mit einer Gasfüllung, die Quecksilber und ein Edelgas enthält sowie Natriumhalogenid und Zinn, die beim Betrieb der Lampe zumindest eine flüchtige komplexe Zinn-Natrium-Halogenidverbindungbilden, dadurch gekennzeichnet, daß als Halogen Chlor und Jod oder Brom und Jod oder Brom allein vorhanden ist

2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Zinn 5—100 μπιοί cm-³ beträgt

3. Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung 1—250 μπιοί cm-³ Natriumhalogenid enthält

4. Lampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfüllung zusätzliches Halogen neben dem durch das Natriumhalogenid eingegebenen enthält, und zwar entweder Jod mit Chlor oder Brom im Atomverhältnis von 0,5—5 Cl/J bzw. Br/J oder Brom allein, wobei die Menge des zusätzlichen Halogen 5-100 μπιοί cm-³beträgt