DE2722694C2 - Mercury vapor low pressure discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe mit einer Leuchstoffschicht auf der Innenwand des Entladungsgefaesses, bei der der Innendurchmesser des Entladungsgefaesses kleiner als 36 mm ist und die eine Grundgasfuellung aus einem Gemisch von mindestens zwei Edelgasen enthaelt. Bei der erfindungsgemaessen Lampe wird durch Abstimmung von Innendurchmesser, Gasdruck, Gasauswahl und Gaszusammensetzung aufeinander ueberraschenderweise erreicht, dass ohne Aenderung der Lampenlaenge und des Elektrodenabstandes die in der Iec-Publikation 81 festgelegten elektrischen Daten der Lampen eingehalten werden und somit auch keine weiteren Aenderungen wie Wendeldrahtstaerken oder aehnliches vorgenommen werden muessen, so dass mit den ueblichen Vorprodukten und Maschinen gearbeitet werden kann. Trotzdem ist die Lampe in den bestehenden Betriebanlagen mit den herkoemmlichen Standardlampen austauschbar und weist eine ueber 10% hoehere Lichtausbeute auf. Der Uebergang auf verringerten Gefaessdurchmesser, der natuerlich auch bei Ring- oder U-Lampen vorgenommen werden kann, bringt aber noch weitere Vorteile, wie Einsparungen beim Material, zum Beispiel bis zu 30 % an Glas und evtl. teuren Leuchtstoffen, sowie Kostensenkung bei Verpackung, Transport und Lagerung. ...U.S.WThe invention relates to a mercury vapor low-pressure discharge lamp with a fluorescent layer on the inner wall of the discharge vessel, in which the inner diameter of the discharge vessel is less than 36 mm and which contains a basic gas filling made from a mixture of at least two noble gases. In the lamp according to the invention, by coordinating the inner diameter, gas pressure, gas selection and gas composition with one another, it is surprisingly achieved that the electrical data of the lamps specified in IEC publication 81 are adhered to without changing the lamp length and the electrode spacing and thus no further changes such as filament wire thickness or Something similar has to be done so that the usual preliminary products and machines can be used. Nevertheless, the lamp in the existing operating systems can be exchanged with the conventional standard lamps and has a light output that is over 10% higher. The transition to a reduced vessel diameter, which of course can also be made with ring or U-lamps, brings other advantages, such as savings in material, for example up to 30% on glass and possibly expensive phosphors, as well as cost reductions in packaging, Transport and Storage. ...ETC
Description
5. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Edelgasfüllung Xenon, Neon und Helium oder Krypton, Neon und Helium enthält5. Mercury vapor low-pressure discharge lamp according to Claim 1 to 3, characterized in that that the noble gas filling contains xenon, neon and helium or krypton, neon and helium
6. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Elektrodenwendel vom Sockelboden 30 bis 40 mm beträgt6. Mercury vapor low-pressure discharge lamp according to Claim 1 to 5, characterized in that that the distance between the electrode coil and the base is 30 to 40 mm
Die Erfindung betrifft eine Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe mit einem rohrförmigen Entladungsgefäß, das im Inneren nahe den Enden Elektroden aufweist, das eine Grundgasfüllung aus einem Gemisch von mindestens zwei Edelgasen enthält, deren Dnjck zwischen 0,65 und 3,2 mbar beträgt, das auf der Innenwand mit einer Leuchtstoffschicht versehen ist und bei dem die Gefäßenden außen jeweils einen Sockel tragen, wobei der Innendurchmesser des Entladungsgefäßes zwischen 20 und 35 mm beträgt, der Abstand der Elektfödenwendeln vom jeweiligen Sockelboden gleich oder kleiner 40 mm ist und dabei eine Lampenlänge vorliegt, die in der IEC-Publikation 81 für die Leistungsstufen 20 bis 100 W jeweils festgelegt ist The invention relates to a mercury vapor low-pressure discharge lamp with a tubular discharge vessel, which has electrodes in the interior near the ends, which contains a basic gas filling made of a mixture of at least two noble gases, the pressure of which is between 0.65 and 3.2 mbar, which is located on the inner wall is provided with a fluorescent layer and in which the ends of the vessel each have a base on the outside, the inner diameter of the discharge vessel being between 20 and 35 mm, the distance between the electrode filaments and the base bottom being equal to or less than 40 mm and a lamp length that is in the range of IEC publication 81 is specified for the power levels 20 to 100 W respectively
Es ist bereits bekannt, daß man bei Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampen unter bestimmten Voraussetzungen eine höhere Lichtausbeute erhalten kann, wenn der Innendurchmesser des Entladungsgefäßes gegenüber einer Standardlampe verringertIt is already known that in the case of mercury vapor low-pressure discharge lamps, under certain conditions, a higher light output can be obtained if the inside diameter of the discharge vessel is reduced compared to a standard lamp wird. Unter einer solchen Standardlampe wird allgemein eine Leuchtstofflampe verstanden, die neben den in der IEC-Publikation 81 festgelegten Daten einen Innendurchmesser von 36 nun, einen Abstand der Elektro-will. Such a standard lamp is generally understood to be a fluorescent lamp which, in addition to the data specified in IEC publication 81 now has an inner diameter of 36, a distance between the electrical denwendel zum Sockelboden von 30 bis 40 mm und eine Grundgasfüllung von etwa 33 mbar Argon aufweist. Die Verringerung des Rohrdurchmessers verändert neben der Lichtausbeute auch die elektrischen TBetnebsdaten der Lampen: So erhöht sich zum Beispiel bei der fürThe spiral to the base of the base is 30 to 40 mm and has a basic gas filling of around 33 mbar argon. Reducing the tube diameter changes not only the light output but also the electrical operating data of the lamps: for example, the for
to die Standardlampe charakteristischen Grundgasfüllung aus Argon die Brennspannung der Lampe, während sich gleichzeitig der Lampenstrom verringert Da die Elektroden der Lampe an bestimmte Betriebsströme angepaßt sind, verschlechtern sich die Zünd- und Lebensdau-to the standard lamp characteristic basic gas filling of argon the operating voltage of the lamp while itself at the same time the lamp current is reduced Since the electrodes of the lamp are adapted to certain operating currents, the ignition and service life deteriorate. ereigenschaften der Lampe, wenn die Elektroden nicht auf die neuen Betriebsbedingungen abgestimmt werden. Im Hinblick auf die Brennspannung ist zu berücksichtigen, daß die bestehenden Betriebsanlagen nur geringe Toleranzen zulassen. Lampen mit erhöhter Brennspan·properties of the lamp if the electrodes are not adjusted to the new operating conditions. With regard to the operating voltage, it must be taken into account that the existing operating systems are only low Allow tolerances. Lamps with increased fuel chip nung können daher in der Regel nicht in diesen Anlagen betrieben werden.Therefore, as a rule, they cannot be used in these systems operate.
Um diese mit der Durchmesserverringerung verbundenen Nachteile zu umgehen, wird in den Lampen der US-PS 35 38 370 ein konstruktiver Eingriff vorgenomIn order to circumvent these disadvantages associated with the reduction in diameter, in the lamps the US-PS 35 38 370 a constructive intervention vorgenom men, der ein Absinken der Brennspannung bewirken soll. Unter Beibehaltung der Gesamtkußenlänge der Lampe werden die Abstände der Elektrodenwendel zum jeweiligen Lampenende vergrößert, wodurch sich der Elektrodenabstand und damit die Brennspannungmen that cause a decrease in the operating voltage target. While maintaining the total kiss length of the lamp, the distances between the electrode filament are at the respective end of the lamp, which increases the electrode spacing and thus the operating voltage erniedrigt Um die Elektroden an die veränderte Stromstärke anzupassen, werden in diesen Lampen die Elektrodenwendeln aus dünnerem Draht hergestelltlowered In order to adapt the electrodes to the changed current intensity, the electrode filaments in these lamps are made from thinner wire
Nach der DE-OS 22 55 165, die Lampen mit verringertem Entladungsgefäßdurchmesser von 20 bis 25 mmAccording to DE-OS 22 55 165, the lamps with a reduced discharge vessel diameter of 20 to 25 mm zum Inhalt hat, wird zur Anpassung an die veränderten Betriebsbedingungen ein Xenon-Krypton-Argon-Gemisch als Grundgas verwendet Dabei ist Argon immer als Bestandteil (20-99 Vol.-%) in; Füllgas enthalten, während der Xenon- oder Krypton Anteil auch dena xenon-krypton-argon mixture is used as the base gas to adapt to the changed operating conditions. Argon is always used as an ingredient (20-99% by volume) in; Contain filling gas, while the xenon or krypton share also denotes Wert Null annehmen kann. Durch die hier verwendeten Argon-Gemische wird zwar die Lebensdauer der Elektrodenwendeln trotz des niedrigeren Stromes zumindest konstant gehalten, jedoch ist die Lichtausbeute niedriger als sie sich bei einer Lampe gleicher AusfühCan assume a value of zero. Through the here used Argon mixtures, the service life of the electrode coils is at least kept constant despite the lower current, but the light yield is lower than it would be for a lamp of the same design rung mit reinem Argon als Grundgas ergeben würde.tion with pure argon as the base gas.
In der DE-PS 9 05 414 werden Lampen beschrieben, die den bei Standardlampen üblichen Durchmesser von 38 mm haben und ein Grundgasgemisch aufweisen, das z. B. aus Krypton und Neon besteht T12-LampenIn DE-PS 9 05 414 lamps are described which have the usual diameter of standard lamps 38 mm and have a basic gas mixture that z. B. consists of krypton and neon T12 lamps
so (Rohrdurchmesser 38 mm) mit einem Krypton-Neon-Gemisch sind jedoch aufgrund eines erhöhten Lampenstromes für den üblichen Drossel-Starter-Betrieb ungeeignetso (tube diameter 38 mm) with a krypton-neon mixture are unsuitable for normal choke-starter operation due to the increased lamp current
gründe, eine Lampe mit gegenüber den bekannten Lampen erhöhter Lichtausbeute zu schaffen, die sich in den bestehenden Beleuchtungsanlagen betreiben läßt Außerdem soll aus Kostengründen neben der Änderung des Durchmessers keine weitere konstruktive Veränderung an der Lampe durchgeführt werden. reasons to create a lamp with increased luminous efficacy compared to the known lamps, which can be operated in the existing lighting systems. In addition, for reasons of cost, in addition to changing the diameter, no further structural changes should be carried out on the lamp.
Die Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe mit den im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Merkmalen ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß von den als Grundgasfüllung enthaltenen Edel-The mercury vapor low-pressure discharge lamp with those mentioned in the preamble of the main claim Features is characterized according to the invention that of the noble gas contained as a basic gas filling gasen mindestens eines ein Atomgewicht kleiner und mindestens eines ein Atomgewicht größer als das von Argon aufweist. Vorteilhaft ist. wenn der Innendurchmesser des Entla-gas at least one one atomic weight smaller and at least one one atomic weight larger than that of Has argon. Is beneficial. if the inside diameter of the discharge
dungsgefäßes zwischen 23 und 30 mm liegt, der Abstand der Elektrodenwendel vom Sockelboden 30 bis 40 mm beträgt und die Edelgase in der Lampe einen Druck von 1,1 bis 23 mbar aufweisen. In besonderen Fällen kann der Abstand der Elektrodenwendel vom Sockelboden auch kleiner sein.tion vessel is between 23 and 30 mm, the distance the electrode coil is 30 to 40 mm from the base bottom and the noble gases in the lamp have a pressure of 1.1 to 23 mbar. In special cases the distance between the electrode coil and the base bottom can also be smaller.
Die Edelgase müssen in einem bestimmten Mischungsverhältnis vorliegen. Gemäß der Erfindung haben sich folgend; Kombinationen als günstig erwiesen: 90 bis 50% Krypton und 10 bis 50% Neon oder 95 bis 70% Krypton und 5 bis 30% Helium oder 95 bis 60% Xenon und 5 bis 40% Helium oder 95 bis 40% Xenon und 5 bis 60% Neon. Auch das Vorhandensein von mindestens Amalgam in der Lampe kann in besonderen Fällen wünschenswert sein und zur Stabilisierung des optimalen Quecksilberdampfdrucks beitragen.The noble gases must be present in a certain mixing ratio. According to the invention have following one another; Combinations proven to be beneficial: 90 to 50% krypton and 10 to 50% neon or 95 to 70% krypton and 5 to 30% helium or 95 to 60% xenon and 5 to 40% helium or 95 to 40% xenon and 5 to 60% neon. Also the presence of at least amalgam in the lamp can be special In some cases it may be desirable and contribute to the stabilization of the optimal mercury vapor pressure.
Bei der erfindungsgemäßen Lampe wird durch Abstimmung von Innendurchmesser, Gasdruck, Gasauswahl und Gaszusammensetzung aufeinander überrachenderweise erreicht, daß ohne Änderung der Lampeniänge und des Elektrödenabstandes die in der IEC-Publikation 8i festgelegten elektrischen Di-en der Lampen eingehalten werden und somit auch keine weiteren Änderungen wie Wendeldrahtstärken oder ähnliches vorgenommen werden müssen, so daß mit den üblichen Vorprodukten und Maschinen gearbeitet werden kann. Trotzdem ist die Lampe in den bestehenden Betriebsanlagen mit den herkömmlichen Standardiampen austauschbar und weist eine über 10% höhere Lichtausbeute auf.In the lamp according to the invention is by vote of inner diameter, gas pressure, gas selection and gas composition on each other surprisingly achieves that without changing the lamp length and the distance between the electrodes, those in the IEC publication 8i specified electrical services Lamps are complied with and therefore no further changes such as filament wire thicknesses or the like must be made so that the usual preliminary products and machines can be used can. Nevertheless, the lamp is in the existing operating systems with the conventional standard lamps exchangeable and has a more than 10% higher light output on.
Im folgenden sei das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten noch ausführlich erläutert Verändert man bei einer 40-W-Standardlampe, die, wie bereits erwähnt, einen Innendurchmesser von 36 mm hat und als Grundgas Argon von einem Druck von etwa 33 mbar enthält, den Innendurchmesser auf 25 mm, so sinkt der Entladungsstrom von 435 mA auf 388 mA, das heißt um mehr als 10%. Die Brennspannung der Lampe steigt von 102 V auf 121 V, das heißt um 20%. Bei diesen hohen Brennspannungen besteht neben Zündschwierigkeiten die Gefahr, daß der im Betrieb der Lampe parallel geschaltete Starter laufend anspricht, was Nachteile, u. a. bezüglich der Lebensdauer, mit sich bringt. Durch Ersatz des Argons durch eine der erfindungsgemäßen Edelgasmischungen, zum Beispiel 70% Krypton und 30% Neon mit einem Druck von 1,6 mbar, ist es unerwarteterweise möglich, den Entladungsstrom auf 425 mA zu erhöhen und die Brennspannung auf !08V einzustellen. Bei einer Leistungsaufnahme von 37,6 W gibt die Lampe einen Lictitstrom von 3440 Im. Das entspricht einer Lichtausbeute von 913 Im/W.In the following, the interaction of the individual components will be explained in detail and changed one with a 40 W standard lamp, which, as already mentioned, has an inner diameter of 36 mm and as Base gas argon at a pressure of about 33 mbar contains the inner diameter to 25 mm, the discharge current drops from 435 mA to 388 mA, that is to say by more than 10%. The operating voltage of the lamp increases from 102 V to 121 V, that is by 20%. At these high levels Burning voltages exist in addition to ignition difficulties, the risk that the parallel during operation of the lamp switched starter constantly responds, which has disadvantages, including in terms of service life. By Replacement of argon by one of the noble gas mixtures according to the invention, for example 70% krypton and 30% neon with a pressure of 1.6 mbar, it is unexpectedly possible to increase the discharge current to 425 mA and the burning voltage to! 08V to adjust. With a power consumption of 37.6 W, the lamp has a Lictitstrom of 3440 Im. This corresponds a luminous efficacy of 913 Im / W.
Damit ist die Lichtausbeute gegenüber der Standardlampe um etwa 15% gesteigert worden bei mindestens gleicher Lebensdauer.This means that the light output has been increased by around 15% compared to the standard lamp at at least same lifespan.
Der Obergang auf verringerten Gefäßdurchmesser, der natürlich auch bei Ring- oder U-Lampen vorgenommen werden kann, bringt aber noch weitere Vorteile, wie Einsparungen beim Material, zum Beispiel bis zu 30% an Glas und an evtl. teuren Leuchtstoffen, sowie Kostensenkung bei Verpackung, Transport und Lage- eo rung.The transition to a reduced vessel diameter, which of course also took place with ring or U-lamps can be, but also brings other advantages, such as savings in material, for example up to 30% in glass and possibly expensive phosphors, as well as cost reductions in packaging, transport and location-eo tion.
Fs sei noch erwähnt, daß Quecksilberdampf-Niederdnickcntladungslampen ohne Leuchtstoffschicht als UV-Strahlungsquellen verwendet werden. Die oben beschriebene erfindutigsgemäße Beeinflussung der Entla- ■« dung führt auch in diesen Fällen zu einer Steigerung der Strahlungsausbeute.It should also be mentioned that mercury-vapor low-nickel discharge lamps can be used as UV radiation sources without a fluorescent layer. The one described above inventive influencing of the discharge In these cases, too, fertilization leads to an increase in the radiation yield.
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Lampe gemäß der Erfindung wiedergegeben.In the figures is an embodiment of the lamp reproduced according to the invention.
F i g. 1 zeigt eine Lampe gemäß der Erfindung.F i g. 1 shows a lamp according to the invention.
Fig.2 gibt einen Überblick über die prozentuale Steigerung der Lichtausbeute in lm/W bei der Lampe nach der Erfindung gegenüber einer Standardlampe.Fig.2 gives an overview of the percentage Increase in the light output in lm / W with the lamp according to the invention compared to a standard lamp.
An den Enden des innen mit einem Leuchtstoffbelag 2 versehenen Lampenkolbens 1 in F i g. 1 sind die Elektrodenfüße 3 angeschmolzen, die aus dem Tellerfuß 4 der Quetschung 5, durch die die Stromzuführungen 6 und 7 geführt sind, und dem Pumprohr 8 bestehen. An den inneren Enden der Stromzuführungen 6 und 7 ist die oxidbepastete Elektrodenwendel 9 befestigt. Der Durchmesser des Lampenkolbens 1 beträgt 25 mm. Der Abstand der Elektrodenwendel zum Sockelboden beträgt etwa 36 mm. Die Lampe enthält mindestens 5 mg Quecksilber und als Grundgas eine Edelgasmischung von 70% Krypton und 30% Neon. Der Druck des Edelgasgemisches beträgt 1,6 mbar. Die Länge und die elektrischen Daten der Lampe entsprechen den in der IEC-Publikation 81 festgelegten Werten.At the ends of the lamp bulb 1, which is provided with a fluorescent coating 2 on the inside, in FIG. 1 are the electrode feet 3 fused on, which comes from the plate base 4 of the pinch 5, through which the power supply lines 6 and 7 are performed, and the pump tube 8 exist. At the inner ends of the power supply lines 6 and 7 is the oxide-pasted electrode coil 9 attached. The diameter of the lamp bulb 1 is 25 mm. Of the The distance between the electrode coil and the base of the base is about 36 mm. The lamp contains at least 5 mg Mercury and, as the base gas, an inert gas mixture of 70% krypton and 30% neon. The pressure of the noble gas mixture is 1.6 mbar. The length and electrical data of the lamp correspond to those in the IEC publication 81 specified values.
Aus der F i g. 2 ist ersichtlich, daß s>h durch Änderung des Rohrdurchmessers eine Steigerung der Lichtausbeute — allerdings mit allen oben erwähnten Nachteilen — um 7,4%, durch die erfindungsgemäße Ausführung der Lampe jedoch eine Steigerung um rund 14% ohne jeden Nachteil erreichen läßtFrom FIG. 2 it can be seen that s> h by change the tube diameter increases the light output - but with all the disadvantages mentioned above - by 7.4%, due to the design of the lamp according to the invention, however, an increase of around 14% without any disadvantage
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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