DE2736311C2

DE2736311C2 - Quecksilberdampf-Hochdruckentladungslampe

Info

Publication number: DE2736311C2
Application number: DE2736311A
Authority: DE
Inventors: Stephen Harold Howe; Robert Brian London Page; Barry Preston
Original assignee: Thorn EMI Ltd
Current assignee: Thorn EMI Ltd
Priority date: 1976-08-18
Filing date: 1977-08-12
Publication date: 1984-04-12
Also published as: CA1102390A; AU508897B2; GB1585861A; NZ184863A; ZA775015B; DE2736311A1; AU2803277A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Quecksilberdampf-Hochdruckentladungslampe mit Lithium-, Natrium- und Scandiumjodid sowie gegebenenfalls Cäsiumjodid in der Lampenfüllung.

Eine derartige Lampe ist aus der DE-OS 24 08 112 bekannt. Dort ist der in Mol-% gemessene Scandiumjodidanteil in der Lampenfüllung relativ hoch, was mit dem Nachteil verbunden ist, daß eine Schwärzung auftritt, und zwar insbesondere bei Verwendung eines Entladungslampengefäßes aus Quarzglas.

Zum weiteren Stand der Technik wird noch auf die DE-AS 20 31 449 verwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Quecksilberdampf-Hochdruckentladungslampe der gattungsgemäßen Art unter Aufrcchterhaltung einer Insbesondere zur Innenbeleuchtung geeigneten Farbausgewogenheit eine Schwärzung des Lampengef'äßes und die damit verbundenen Nachteile zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Füllung das Lithium-, Natrium- und Scandiumjodid in den folgenden Gewichtsanteilen enthält: 10 bis 50 Mol-% LlI, 81 bis 43 Mol-% NaI und 9 bis 7 Mol-% ScI₁.

Die nach der Erfindung beanspruchten Mengenverhältnisse der Lampenl'üllung stellen sicher, daß die Lampe insbesondere zur Innenbeleuchtung eingesetzt werden kann. Ein entscheidender Umstand Ist hierbei das Verhältnis der Alkalimetalljodlde zum Scandiumjodid. Ist dieses Verhältnis kleiner als bei der Erfindung, dann hat die Lampe eine Farbwiedergabe bzw. eine Farbtemperatur, die weit oberhalb des Wertes liegt, der zur Innenbeleuchtung erforderlich ist. Aufgrund von umfangreichen Experimenten hat es sich gezeigt, daß das Lithiumjodid mit einem Anteil zwischen 10 und 50 Mol-% aller Jodlde vorhanden sein soll, die zur Hauptlichtemlssion beitragen, um die gewünschte Farbausgewogenheil zu erzielen, die für viele kritische Anwendungen akzeptabel ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemä-Ben Lampe ist dadurch gekennzeichnet, daß der Lithiumgehalt 10 bis 30 Mol-% des Gesamtgewichts der Lithium-, Natrium- und Scandiumjodide ausmacht. Dies hat den Vorteil, daß mit der gewünschten Farbausgewogenheit die günstigste Lichtausbeute erreicht wird (belspielsweise 15 000 Im von einer 250-W-Lampe während ihrer Lebensdauer).

Es sei noch bemerkt, daß es nicht notwendig ist, alle Komponenten als Verbindungen selbst hinzuzufügen.

Werden die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Mengenanteile als Prozentanteile der Gesamtmetalle (ausschließlich von Quecksilber) ausgedrückt, die in die Lampenfüllung gegeben werden, und zwar berechnet als Jodide, sind die Werte etwas anders, nämlich 10 bis 30% LiI, 76 bis 60% NaI und 7,4 bis 7,7% ScI,.
Cäsiumjodid ist eine Optionskomponente, die zur Erweiterung des Spektrums hinzugefügt werden kann. Thorium wird in erster Linie verwendet, um die Elektronenemission anzuregen, und wird im allgemeinen als Metall εη den Elektroden verwendet. Die Funktion des Quecksilbers besteht darin, den erforderlichen Betriebsdruck und die elektrischen Eigenschaften bereitzustellen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand einer Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Diagramm mit dem Farbwledergabe-Index

so R. und der Lichtausbeutemm/W) bei

45 100 h in Abhän-Na-Sc-Cs-Jodid-

gigkeit vom Lithiumgehalt bei einer
Lampe und

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Quecksilberdampf-Hochdruckentladungslampe.

In der folgenden Tabelle I findet man eine Übersicht über die mittleren fotometrischen und kolorimetrischen Daten von Lampen, die für die Experimente herangezogen wurden, und zwar nach einer Lebensdauer von 100 h. Die Änderung der Lichtausbeute und des allgemeinen Farbwledergabe-Indexes R₄ in Abhängigkeit von der Llthiumjodidkonzentrallon ist in der Fig. 1 durch Linien dargestellt, die durch Streupunkte gelegt sind. Diejenigen Lampen, die Lithiumjodid in dem bevorzugten Bereich von 10 bis 30 Mol-% (zwischen den senkrechten Geraden L₁ und L₂ In der Flg. 1) enthalten, haben am meisten verbesserte Farbwiedergabeeigenschaften, und zwar sowohl nach CIE als auch nach Feststellungen durch das Auge. Die Lichtausbeute ist lediglich um etwa 5 bis 10% geringer als bei nicht modifizierten Lampen.

Tabelle I

Zusammenfassung fotometrischer und kolorlmetrlscher Daten

Tabelle I

Zusammenfassung fotometrischer und kolorimetrischer Daten

mol-%	Farbwiedergabeindices	Speziell	*) 8 Bänder	♦*) 6 Bänder	Im/W
LiI	nach CIE	Rk	%-Leuchtdichte	%-Leuchtdichte	(100 h)
	Allgemein	37	(660-760 nm)	(620-760 nm)
		45
0	74	49	0,25	5,63	76
10,2	75	0,47	5,8	74
15.2	77	0.53	6,0	73

	Fortsetzung	Farbwiedergabeindices	Speziell	27 36311	4	**) 6 Bänder	lm/W
	mol-%	nach CIE	R₈			»^-Leuchtdichte	(100 h)
	LiI	Allgemein	49		(620-760 nm)
3		Ra	57	*) 8 Bänder
	76	63	»^Leuchtdichte	6,0	72
20,1	82	(660-760 mn)	6,1	70
.·?9,9	84		5,7	66
48,8		0,54
	0,62
	0,68

*) 8-Band-System nach CiE (1948)
**) 6-band-System nach Crawford

Ein Beispiel für die bei den Experimenten benutzte Lampenkonstruktion ist in der Fig. 2 dargestellt. Die Lampe 10 hat eine Ausgangsleitung von etw„ 250 W und enthält ein Ent/adungsgerät H aus Quarzglas mit Quetschfüßen 12 und 13. In die zu beiden Seiten des Entladungsgefäßes 11 vorgesehenen Quetschfüße 12 und 13 sind Stromzuleitungen 14 und 15 dicht eingeschmolzen. Die Stromleitungen 14 und 15 sind innerhalb des Entladungsgefäßes 11 mit Wolframelektroden 16 und 17 verbunden, zwischen denen die Entladung stattfindei Das Entladungsgefäß 11 befindet sich innerhalb eines Kolbens 18, der mit einem inerten Glas gefüllt ist. Der Kolben 18 besteht aus einem Hartglas und weist an seinem einen Ende einen Quetschfuß 19 auf, durch den in hermetisch abgedichteter Weise Stromzuführungsdrähte 20 und 21 geführt sind. Die Stromzuführungsdrähte 20 und 21 sind mit den Stromzuleitungen 14 und 15 verbunden. Das Entladungsgefäß 11 hat einen Innendurchmesser von 14 mm und eine Bogenlänge von 23 mm. Das Entladungsgefäß enthält eine inerte Gasfüllung, und zwar Quecksilber und Thorium zusammen mit Natrium-, Scandium- sowie ggf. Cäsiumjodid als auch Lithiumjodid entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre.

Bezüglich der Fertigstellung und Betriebsleistung werden zwei besondere Beispiele von Lampen der in der Fig. 2 dargestellten Art erläutert.

Beispiel 1

Das Entladungsgefäß 11 jiner an Hand der Fig. 2 dargestellten Lampe ist gelullt mit:

Hg

NaI

LiI

Sc

HgI₂

Th

22 mg
7 mg

3 mg
0,5 mg

4 mg
0,4 mg

Ferner enthält die Lampe Argon bis zu einem Druck von 80 rnbar Es wurde ein Leuchtstoff aus einem in Gemisch mit 0,7 g europiumaktiviertem Yttriumvanadat (rotemittierend) und 0,9 g Strontiumchlorapatit (blauemittierend) benutzt.

Eine Lichtausbeute von 68 Im/W und eine Farbtemperatur T von 4500 K wurden für die emittierte Strahlung ü dieser Lampe gemessen. Der allgemeine Farbwiedergabe-Index nach CIE (Verfahren von 1974) ergab sich zu

Die prozentuale S-Band-Leuchtdichtedaten nach ClE to (1948) betrugen:

Band-Nr.

%-Leuchtdichte 0,01 0,12

9,28 36,40 44,29 8,64

0,71

Beispiel 2

Das Entladungsgefäß 11 einer In der Fig. 2 dargestellten Lampe wurde gefüllt mit:

Hg	23	mg
NaI	9	mg
LiI	1	mg
Sc	0,5	mg
HgI₂	4	mg
Th	0,4	mg
CsI	1	mg
	Band-Nr.

Darüber hinaus wurde Argon zugegeben, und zwar bis zu einem Druck von 80 mbar. Ein Leuchtstoff aus einem Gemisch von 0,6 g europiumaktiviertem Yltriumvanadat und 0,3 g Strontlumcalciummagnesiumphosphat wurde verwendet.

Eine Lichtausbeute von 74 lm/W und eine Farbtemperatur T von 3900 K wurden gemessen. Für diese Lampe ergab sich

R₄ = 75.
Die prozentualen 8-Band-Leuchtdichtedaten betrugen:

%-Leuchtdichte 0.02 0.20 0.20 7.51 34.83 47.12 9,65

0,47

Zum Vergleich dazu hatte eine typische Na-Sc-Cs-Halogenid-Lampe ohne Lithiumzusaiz nach einer Lebensdauer von lOÜh und mit einem Gemisch von 0,6 geuropiumaktiviertem Yttriumvanadat und 0,3 g Strontiumcalciummagnesiumphosphat als Leuchtstoff

Band-Nr.

eine Lichtausbeute von 76 Im/W und eine Farbtemperatur von 3900 K sowie eine R., von 75.

Die prozentualen 8-Band-Leuchtdichtedaten dieser typischen Lampe betrugen:

%-Leuchtdichte 0,02

0,19

7,59 34,48 48,5

8,69 0,25

Füllungen anderer Lampen gemäß der Erl'indung kann man zum Erzielen gewünschter Eigenschaften leicht zusammenstellen. Wie es aus den in der Fig. 1 dargewogenheit zwischen den Farbwledergabeeigenschaften und der Lichtausbeute zu erhalten. Eine Modifikation des R^-Wertes ist durch Änderung des Leuchtstoffes

stellten Beziehungen hervorgeht, kann man den Lithi- 15 nach einer an sich bekannten Technik möglich, umjodidgchalt auswählen, um eine gewünschte Ausge-

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Quecksilberdampf-Hochdruckentladungslampe
mit Lithium-, Natrium- und Scandiumjodid sowie gegebenenfalls Cäsiumjodid in der Lampenfüllung,· dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung das Lithium-, Natrium- und Scandiumjodid in den folgenden Gewichtsanteilen enthält: 10 bis 50 Mol-% LiI, 81 bis 43 Mol-% NaI und 9 bis 7 Mo!-% ScI₃.

2. Quecksilberdampf-Hochdruckentladungslampe
nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Lithiumgehält 10 bis 30 Mol-% des Gesamtgewichts der Lithium-, Natrium- und Scandiurnjodide ausmacht.