DE2700523A1

DE2700523A1 - Metalldampfentladungslampe

Info

Publication number: DE2700523A1
Application number: DE19772700523
Authority: DE
Inventors: Pieter Hendrik Broerse; Johannes Andrianus Josep Vliet
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1976-01-19
Filing date: 1977-01-07
Publication date: 1977-07-21
Also published as: JPS5289279A; NL170347B; GB1514146A; CA1089001A; DE2700523C2; FR2338579A1; BE850461A; US4117371A; NL7600480A; NL170347C; FR2338579B1

Description

PHN 8269 DEEN/HEEM/CB 6.12.1976

Metalldampfentladungslampe.

Die Erfindiong betrifft eine Metalldampf entladungslampe mit einem Entladungsrohr, das mit zwei Innenhaupt elektroden und mit einer äusseren Hilfsstartelektrode ausgerüstet ist, welche letztere einem Innenteil des Entladungsrohrs gegenüber liegt, der sich zwischen den Hauptelektroden befindet, wobei die äussere Hilfselektrode an einen Abgriff eines variabelen Spannungsteilers mit einem temperaturabhängigen Widerstand angeschlossen ist.

Eine derartige Lampe dient z.B. für Beleuchtungszwecke .

. Eine bekannte Lampe der erwähnten Art ist beispielsweise in der QE-PS 290.672 beschrieben. Ein Nachteil

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dieser bekannten Lampe besteht darin, dass im Betriebszustand der Lampe zwischen der Hilfselektrode und dem gegenüber dieser Hilfselektrode liegenden Innenteil des Entladungsrohrs ein Potentialunterschied besteht. Ein derartiger Potentialunterschied kann nämlich einen Angriff der Wand des Entladungsrohrs durch Ionen des Metalls, das an der Entladung teilnimmt, verursachen.

Bei einer anderen bekannten Lampe, die beispielsweise in der DT-OS 21 10 555 beschrieben ist, - welche zwar nicht mit einem variabelen Spannungsteiler ausgerüstet ist wurde nämlich festgestellt, dass nahe einer schleifenförmig ausgebildeten Hilfselektrode, welche im Betriebszustand der Lampe einen Potentialuntörschied in bezug auf den gegenüber dieser Hilfselektrode liegenden Innenteil des Entladungsrohrs hat, schwarze Punkte auf diesem Rohr entstehen können. Diese Punkte werden durch das Abfangen von Ionen verursacht, in diesem Falle insbesondere von Natriumionen durch die Innenseite der Wand des Entladungsrohrs. Dieses Abfangen wird offensichtlich durch eine grössere Anzahl von Ionen-Wand-Zusammenstössen infolge des erwähnten Potentialunterschieds gefördert.

U.a. hat man bei der letztgenannten bekannten Lampe vorgeschlagen, nach dem Starten die Hilfselektrode mit Hilfe eines Bimetallschalters abzuschalten. Dabei wird die Möglichkeit des Auftretens schwarzer Punkte tatsächlich verringert. Jedoch die Kompilation des Bimetallschalters mit

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seinem beweglichen Teil, der auf die Wärmeentwicklung im Entladungsrohr ansprechen muss, ist nachteilig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Lampe eingangs erwähnter Art die Möglichkeit eines Angriffs der Wand des Entladungsrohrs zu verringern, ohne dass dabei ein Hilfselement mit einem beweglichen Teil benutzt werden muss.

Hieraus weist die Lampe nach der Erfindung das Kennzeichen auf, dass die Abmessung der Hilfselektrode in einer Richtung parallel zur Längsachse des Entladungsrohrs höchstens 10 $ des Hauptelektrodenabstands beträgt, dass der vollständige Spannungsteiler die Entladungsbahn zwischen den Hauptelektroden überbrückt, und dass die Spannungsteilung im Betriebszustand der Lampe einen derartigen Wert hat, dass der Potentialunterschied zwischen der Hilfselektrode und dem dieser Hilfselektrode gegenüber liegenden Innenteil des Entladungsrohrs maximal 20 $ der Bogenspannung der Lampe beträgt.

Ein Vorteil dieser Lampe besteht darin, dass im Betriebszustand der Potentialunterschied zwischen der Hilfselektrode und dem dieser Hilfselektrode gegenüber liegenden Innenteil des Entladungsrohrs nur verhältnismässig gering ist, so dass die Möglichkeit eines Angriffs der Wand des Entladungsrohrs an dieser Stelle nur gering ist.

Ein Widerstand des Spannungsteilers kann bei-

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spielsweise als Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC-Widerstand) ausgeführt sein, während der andere Widerstand ein Festwiderstand sein kann. Auch kann ein Widerstand des Spannungsteilers als Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC-Widerstand) ausgeführt sein. Ebenso ist eine Kombination dieser beiden temperaturempfindlichen Widerstandsarten denkbar. Ein Teil des Spannungsteilers kann beispielsweise aus zwei oder mehreren parallel geschalteten Widerständen bestehen, beispielsweise aus einem Festwiderstand, der von einem PTC-Widerstand überbrückt ist.

Die Hilfselektrode könnte sich beispielsweise in der Mitte zwischen den Hauptelektroden der Lampe befinden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Lampe sind die Abstände von der Hilfselektrode zu den beiden Hauptelektroden des Entladungsrohrs ungleich und enthält der Teil des variablen Spannungsteilers, der sich zwischen der Hilfselektrode und der entferntesten Hauptelektrode befindet, einen Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten.

Ein Vorteil dieser bevorzugten Ausführungsform besteht darin, dass dabei eine niedrige erforderliche Zündspannung des Entladungsrohrs .mit einer Situation kombiniert ist, bei der die Möglichkeit eines Angriffs der

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Wand des Entladungsrohrs durch Ionen gering ist.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Lampe ist diese eine Hochdrucknatriumdampf entladungslampe und besteht die Wand des Entladungsrohrs im wesentlichen aus Aluminiumoxyd.

Ein Vorteil dieser bevorzugten Ausführungsform ist, dass die ausgeprägten lichttechnischen Eigenschaften dieser Lampe nicht von einem Angriff der Rohrwand - durch das Hilfselektrodenpotential - beeinträchtigt werden.

Die letztgenannte bevorzugte Ausführungsform lässt sich durch Anordnung des Spannungsteilers im Raum zwischen dem Entladungsrohr und einem dieses Rohr umgebenden Aussenkolben weiter verbessern.

Ein Vorteil dieser verbesserten Ausführungsforra ist, dass die Anzahl der Durchführungen durch die Wand des Aussenkolbens verhältnismässig gering sein kann.

In der Regel wird der Gesam.twiderstand des Spannungsteilers im Betriebszustand der Lampe bedeutend grosser als der Lampenwiderstand im Betriebszustand gewählt, um Verluste in diesem Spannungsteiler zu beschränken.

Der Temperaturempfindliche Widerstand bzw. die temperaturempfindlichen Widerstände des Spannungsteilers kann bzw. können beispielsweise im wesentlichen von der Wärmeentwicklung des Entladungsrohrs oder im wesentlichen vom Strom, den dieser Widerstand bzw. diese Widerstände

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selbst führt bzw. führen, auf Temperatur gebracht und gehalten werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines

in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine Hochdruckdampfentladungslampe nach der Erfindung. Mit 1 ist ein Glasaussenkolben einer Hochdrucknatriumdampfentladungslampe bezeichnet. Es handelt sich hier um eine Lampe von ungefähr 400 Watt mit einer Länge von ungefähr 27,5 cm. 2 bezeichnet einen Lampensockel, 3 stellt ein Entladungsrohr im Aussenkolben 1 dar. Die Wand des Rohres 3 besteht im wesentlichen aus polykristallinem Aluminiumoxyd. Ein Teil 3a des Entladungsrohrs 3 ist im Längsschnitt dargestellt, k ist ein Lampenfluss, durch das zwei elektrische Zuleitungen 5 und 6 gehen. 5 ist elektrisch mit einem Leiter 7 verbunden, der mit seinem Ende in einem röhrenförmigen Stromzuleitungsorgan 8 steckt, das sich an einem Ende des Entladungsrohrs 3 befindet. Am Leiter 7 ist ein Litzendraht 9 befestigt, der mit dem Aussenumfang des Stromzuleitnngsorgans 8 in elektrischem Kontakt steht. Die Zuleitung 6 ist mit einem Poldraht verbunden, der aus einem geraden Teil 10 und einem Teil 11 besteht, der eine Öse 12 aufweist, die um eine Einbeulung im

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Stirnteil des Aussenkolbens 1 geschoben ist. An einem Ende d?s geraden Teils des Poldrahts 10 ist ein starres Stromzuführungsband 13 befestigt, das mit einem röhrenförmigen Stromzuleitungsorgan \h des Entladungsrohrs 3 elektrisch verbunden ist. Das Stromzuführungsorgan \h ist mit einer Hauptelektrode 15 des Rohres 3 verbunden. Ebenso ist das Stromzuführungsorgan 8 mit einer Hauptelektrode 16 des Rohres 3 verbunden. Die Hauptelektrodenbahn 15-16 ist weiter durch einen variablen Spannungsteiler 17» 18» 19 über das Stromzuführungsband 13 überbrückt. In diesem Spannungsteiler ist 17 ein Widerstand mit positiven Temperaturkoeffizienten, 18 ist ein Abweigpunkt dieses Spannungsteilers und 19 ist ein Festwiderstand. An den Abzweigpunkt 18 ist eine äussere Hilfselektrode 20 des Rohres 3 angeschlossen. Diese Hilfselektrode 20 ist schleifenförmig und besteht aus Wolframdraht mit einer Dicke von ungefähr 0,2^ mm. Die Hilfselektrode 2 0 ist frei vom Entladungsrohr 3 angeordnet. Der Abstand zwischen der Hilfselektrode 20 und dem Entlddungsrohr 3 beträgt ungefähr ein viertel Millimeter.

In einem Ansführungsbeispiel ist der Durchmesser des Aussenkolbens 1 4,6 cm und der Aussendurchmesser des Entladungsrohrs 3 0,95 cm. Die Länge des Entladungsrohrs 3 beträgt 11,5 cm und der gegenseitige

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Abstand der Hauptelektroden 15 und 16 ist 8 cm. Der Abstand von der Hilfselektrode 20 zur Hauptelektrode 16 beträgt dabei 27 mm. Die Abmessung (0,24 min) der Hilfselektrode 20 in einer Richtung parallel zur Längsachse des Entladungsrohrs 3 ist kleiner als 8 mm, d.h. unter 10^ des Abstands zwischen den Hauptelektroden 15 - 16. Das Entladungsrohr 3 enthält neben Natrium und Quecksilber ein Zündgas, das aus Neon mit 0,3 /& Argon besteht.

Die beschriebene Lampe wird in Reihe mit einer (nicht dargestellten) Induktivität von ungefähr 0,12 Henry an ein Wechselspannungsnetz von 220 Volt, 50 Hz angeschlossen.

Nach dem Zünden der Lampe ändert sich die Spannungsverteilung des Spnnnungsteilers 17/'9 von ungefähr 20 Ohm/10⁵ 0hm in 2.10⁵ Ohm/iO⁵ 0hm. Dies geschieht durch den Temperaturanstieg des PTC-Widerstandes 17 infolge der Wärmeentwicklung im Rohr 3· Die neue Spannungsverteilung bedeutet, dass das Potential der schleifenfönnigen Elektrode 20 ungefähr 1/3 des Spannungsunterschiedes zwischen den Hauptelektroden 15 und 16 entspricht. Das gleiche Verhältnis 1:3 herrscht auch im Inneren des Entladungsrohrs 3 an der Stelle dieser schleifenformigen Elektrode 20 zwischen den Hauptelektroden. Die Spannung zwischen der Schleife 20 und dem

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Plasma an dieser Stelle im Rohr 3 ist daher nur höchstens 5 Volt, d.h. weniger als 20 % der Bogenspannung von 105 Volt.

Die beschriebene Lampe wies auch nach einer langen Brennzeit keinen Angriff des Entladungsrohrs an der Stelle der schleifenförmigen Elektrode 20 auf.

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Claims

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PATENTANSPRUECHE: ,a

/ 1. \ Metalldampfentladungslampe mit einem Entladungsrohr, das mit zwei Innenhauptelektroden und mit einer äusseren Hilfsstartelektrode ausgerüstet ist, welche Hilfselektrode einem Innenteil des Entladungsrohrs gegenüber liegt, der sich zwischen den Hauptelektroden befindet, wobei die äussere Hilfselektrode an einen Abgriff eines variablen Spannungsteilers mit einem temperaturabhängigen Widerstand angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessung der Hilfselektrode (20) in einer Richtung parallel zur Längsachse des Entladungsrohrs (3) maximal 10 $ des Hauptelektrodenabstands beträgt, und dass der vollständige Spannungsteiler (17» 18, I9) die Entladungsbahn zwischen den Hauptelektroden (15> 16) überbrückt, und dass die Spannungsteilung im Betriebszustand der Lampe einen solchen Wert hat, dass der PotentialuntersohitJ zwischen dtx Hilfselektrode und dem dieser Hilfselektrode gegenüber liegenden Innenteil des Entladungsrohrs höchstens 20 % der Bogenspannung der Lampe beträgt.
2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände von der Hilfselektrode (20) zu den beiden Hauptelektroden (15» 16) des Entladungsrohrs (3) ungleich sind, und dass der Teil des variablen Spannungs-

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teilers (17> 18, 19), der sich zwischen der Hilfselektrode (20) uid der entferntesten Hauptelektrode (15) befindet, einen Widerstand (17) mit positivem Temperaturkoeffizienten enthält.

3· Lampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampe eine Hochdrucknatriumdampfentladungslarape ist und die Wand des Entladungsrohrs (3) im wesentlichen aus Aluminiumoxyd besteht. k. Lampe nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsrohr (3) von einem Aussenkolben (1) umgeben ist nnd der Spannungsteiler (17» 18, 19) sich zwischen dem Entladungsrohr und diesem Aussenkolben befindet.

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