DE2819542C3

DE2819542C3 - Niederdruckmetalldampfentladungslampe

Info

Publication number: DE2819542C3
Application number: DE2819542A
Authority: DE
Inventors: Teruichi Kunitachi Tomura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-05-04
Filing date: 1978-05-03
Publication date: 1981-05-21
Also published as: US4177401A; GB1587492A; JPS577465B2; DE2819542A1; JPS53136374A; NL7804797A; DE2819542B2

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Niederdruckmetalldampfentladungslampe mit einem Entladungskolben aus einem äußeren Kolben und einem darin angeordneten inneren Rohr mit einem offenen und einem geschlossenen Ende, einer Inertgas-Metall-Füllung im Kolben, einer innerhalb des inneren Rohres angeordneten Kathode und wenigstens einer außerhalb des inneren Rohres und innerhalb des äußeren Kolbens angeordneten Anode.

Eine herkömmliche Niederdruckmetalldampfentladungslampe hat, wie bei dem typischen Beispiel der Leuchtstofflampen (Niederdruckquecksilberdampfentladungslampen) für allgemeine Beleuchtungszwecke, ein längliches Glasrohr mit an den entgegengesetzten Enden angeordneten inneren Elektroden, das mit einem Inertgas bei einem Druck von einigen mbar und einer geringen Metallmenge (z. B. Quecksilber) gefüllt ist. Wenn man eine Linear- oder Geradrohrtyp-Leuchtstofflampe mit Sockeln an den entgegengesetzten Enden nimmt, beträgt die Länge des Rohres 120 cm für eine 40-W-Lampe, 63 cm für eine 30 W-Lampe, 58 cm für eine 20-W-Lampe und 44 cm für eine 15-W-Lampe. Die Leuchtstofflampe mit einem länglichen Rohr und zwei Sockeln an den entgegengesetzten Enden leidet unter großer Unzuträglichkeit bei bestimmten Betriebsbedingungen, und sie wird außerdem häufig als nachteilig für bestimmte Zwecke angesehen. Unter diesen Umständen ergab sich in neuerer Zeit das Bedürfnis, eine geringe Abmessungen aufweisende und stark leuchtende Leuchtstofflampe mit einer möglichst t>o kurzen Rohrlänge zu entwickeln.

Dementsprechend wurden Niederdruckmetalldampfentladungslampen der eingangs genannten Art in der US-PS 36 09 436 und in der JP-AS 35 796/74 angegeben. Danach wird ein inneres Glasrohr mit einem offenen μ Ende innerhalb eines äußeren Glaskolbens zur Bildung eines Entladungskolbens von Doppelrohraufbau angeordnet, eine Kathode und eine ringförmige Anode werden innerhalb bzw. außerhalb des inneren Glasrohres angeordnet, der Entladungsweg zwischen der Kathode und der Anode ist am offenen Ende des inneren Glasrohres zur Erzielung eines verlängerten Entladungsweges »umgefaltet«, und es ist nur ein Sockel vorgesehen, wodurch sich die Gesamtabmessung der Lampe verringern läßt Diese Anordnung läßt auch die Schaffung einer hochgradig leuchtstarken Lampe erwarten, da es möglich ist, die den Entladungsraum umgebende Oberfläche des Glasrohres unter Erweiterung der Fläche zu vergrößern, die mit einem Leuchtstoff überzogen ist, so daß sich durch die Entladung erzeugte Ultraviolettstrahlen wirkungsvoll in sichtbare Strahlen umwandeln lassen.

Die vorstehend erwähnte Entladungslampe des Doppelrohraufbaus hat jedoch Schwierigkeiten hinsichtlich der Erzeugung eines gleichmäßigen Entladungsp'asmas durch den gesamten, durch den äußeren Kolben und das innere Rohr (d. h. den Entladungsraum außerhalb des inneren Rohres) definierten Entladungsraum. Insbesondere wird das Entladungsplasma außerhalb des inneren Rohres örtlich in einem Teil des Entladungsraums begrenzt, der sich längs eines Weges erstreckt, durch den das Fließen des Entladungsstroms erleichtert ist, und außerdem kommt es manchmal vor, daß das örtlich begrenzte Plasma zickzackartig oder schlangenlinienförmig innerhalb einer beschränkten Zone verläuft. Natürlich leuchtet diese Lampe mit hoher Helligkeit durch die Lampenoberfläche an der Seite, an der das Plasma konzentriert ist, jedoch mit einer erheblich niedrigeren Helligkeit durch die Lampenoberfläche an der Seite, an der das Plasma nicht vorhanden ist. Daraus folgt ohne weiteres, daß die Leuchtdichte über die ganze Lampe sehr unregelmäßig wird, wodurch die Brauchbarkeit als Lichtquellen für Beleuchtungszwecke beeinträchtigt wird. Auch ist eine unregelmäßige schlangenlinienförmige Verlagerung des Plasmas für eine Änderung der Lichtmenge, die von der Lampe abgestrahlt wird, und für ein dadurch verursachtes Flimmern verantwortlich.

Eine Gegenmaßnahme zur Verhinderung der örtlichen Begrenzung des Entladurigsplasmas in der Entladungslampe des Doppelrohraufbaus wurde bekannt (s. US-PS 36 09 436 und »Journal of the Illuminating Engineering Society«, Vol. 2, No. 2, Oktober 1972, Seiten 3 bis 7), gemäß der eine Mehrzahl von Anoden außerhalb des inneren Rohres vorgesehen wird und diese Anoden nacheinander umgeschaltet werden, um den Entladungsweg zwangsläufig zu verschieben. Wegen dieser erzwungenen Verschiebung des Entladungsweges um das innere Rohr herum erfordert diese Gegenmaßnahme einen komplizierten, aufwendigen Transistorschaltkreis zum Umschalten der Spannungsanlegung an die Anoden, der unwirtschaftlich und unpraktisch ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Niederdruckmetalldampfentladungslampe der eingangs genannten Art in dem Sinn zu verbessern, daß eine örtliche Begrenzung und unregelmäßige Verlagerung des Entladungsplasmas verhindert wird, um eine über die ganze Lampe gleichmäßige und stabile Lichtabgabe zu erhalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Magnetfelderzeugungsmittel nahe dem offenen Ende des inneren Rohres zum Anlegen eines Magnetfeldes nahe dem offenen Ende angeordnet ist.

Vorzugsweise ist das .Magnetfelderzeugungsmittel ein nahe dem offenen Ende des inneren Rohres

angeordneter Dauermagnet

Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist der äußere Kolben mit einer rohrförmigen Einbuchtung ausgebildet, die dem offenen Ende des inneren Rohres gegenübersteht, und der Dauermagnet ist in die Einbuchtung eingesetzt.

Magnetische Beeinflussungen vo.i Gasentladungen waren an sich schon lange bekannt (US-PS 20 87 753).

Die Anordnung eines Magnetfelderzeugungsmittels, z. B. eines Dauermagnets, nahe dem offenen Endt des inneren Rohres ermöglicht eine Rotation des Entladungsplasmas um die Achse der Entladungslampe und damit die angestrebte Verhinderung der örtlichen Begrenzung und unregelmäßigen Verlagerung des Entladungsplasmas, so daß eine durch die ganze Lampe gleichmäßige und stabile Lichtabgabe erhältlich ist

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung, teilweise im Längsschnitt, einer bekannten Niederdruckmetalldampfentladungslampe eines Doppelrohraufbautyps;

F i g. 2 eine F i g. 1 ähnliche schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Niederdruckmetalldampfentladungslampe gemäß der Erfindung;

F i g. 3 eine zur Erläuterung des Betriebs und der Wirkung der Anlegung eines Magnetfeldes gemäß der Erfindung brauchbare schematische Darstellung;

Fig.4 eine schematische Darstellung, teilweise im Längsschnitt, eines anderen Ausführungsbeispiels einer Niederdruckmetalldampfentladungslampe gemäß der Erfindung.

Vor der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen zunächst der wesentliche Aufbau und der Betrieb einer bekannten Niederdruckquecksilberdampfentladungsiampe eines Doppelrohraufbautyps kurz anhand der F i g. 1 beschrieben werden.

Eine Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe, wie sie schematisch in F i g. 1 dargestellt ist, weist einen äußeren Glaskolben 1 mit kreisförmigem Querschnitt zur Bildung eines Entladungskolbens und ein innerhalb des äußeren Glaskolbens angeordnetes zylindrisches inneres Glasrohr 2 auf. Das innere Glasrohr 2 ist konzentrisch zum äußeren Glaskolben 1 angeordnet, wodurch ein Entladungskolben eines Doppelrohraufbautyps gebildet wird. Das innere Glasrohr 2 hat ein unteres Ende 2', das zu seinem Verschluß mit einem Fuß 4 dicht verbunden ist, und ein oberes offenes Ende 2". Das offene Ende 2" befindet sich im Abstand von der oberen Innenoberfläche des äußeren Glaskolbens 1, so daß ein Spalt für den Entladungsweg frei bleibt. Die innere und die äußere Oberfläche des inneren Glasrohres 2 und die innere Oberfläche des äußeren Glaskolbens 1 sind mit einem Überzug aus Leuchtstoff 3 versehen. Vom Fuß 4 innerhalb des inneren Glasrohres 2 und am unteren Ende desselben ist eine Kathode 5 gehalten, die eine mit einem Elektronen abgebenden Stoff überzogene Wende aufweist, während eine ringförmige Anode 6 von einem Ansatz des Fußes 4 außerhalb des inneren Glasrohres 2 und an dessen unterem Ende gehalten wird.

Das Innere des Entladungskolbens 1 wird durch ein Absaugrohr 7 evakuiert und mit einem Inertgas bei einem Druck von einigen mbar und einer geringen Quecksilbermenge gefüllt. Danach wird das Absaugrohr 7 an seiner Spitze zugeschmolzen. Durch Anbringen eines (nicht dargestellten) einzigen Sockels am unteren Ende der so hergestellten Entladungslampe des Doppelrohraufbautyps läßt sich eine Entladungslampe mit einem einzigen Sockel fertigstellen.

Nach Verbindung mit einer Wechselstromquelle 11 durch einen Zündkreis mit einem Stabilisator 8, einem Gleichrichter 9 (Zweiweggleichrichter), der aus einer Brückenschaltung von Dioden Di, Lh, D3 und A gebildet wird, und einer Glimmlampe 10 läßt sich diese Entladungslampe einschalten. Der Zündkreis kann getrennt und entfernt von der Entladungslampe angeordnet oder, falls erwünscht, im Inneren des Entladungslampensockels untergebracht werden.

Bei der in F i g. 1 dargestellten bekannten Entladungslampe wird jedoch ein Entladungsplasma außerhalb des inneren Glasrohres 2 konzentriert und örtlich in einem Teil des das innere Glasrohr umgebenden Raumes begrenzt, wie in F i g. 1 durch Kreuzschraffur angedeutet ist Die örtliche Begrenzung des Entladungsplasmas verhindert offensichtlich die Erzeugung einer Abgabe von Licht, das durch die ganze Lampe gleichmäßig ist

Die Erfindung bezweckt und erreicht die Überwindung der Nachteile der bekannten Doppelrohr-Entladungslampe durch Anlegen eines Magnetfeldes einer festgesetzten Stärke nahe dem offenen Ende des inneren Glasrohres in der Weise, daß das Entladungsplasma in Rotation um das innere Glasrohr durch die Wirkung des Magnetfeldes versetzt wird, wodurch sich die Plasmaentladung gleichmäßig über den gesamten Raum innerhalb des Entladungskolbens verteilen IaBt und eine gleichmäßige Lichtabgabe von der ganzen Lampe erzeugt werden kann.

Gemäß Fig.2 weist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung einen äußeren Glaskolben 1 auf, der an seinem oberen Ende in eine rohrförmige Einbuchtung 13 ausläuft Diese rohrförmige Einbuchtung 13 ist konzentrisch zum innneren Glasrohr 2 und zum äußeren Glaskolben 1. Zwischen der rohrförmigen Einbuchtung 13 und dem inneren Glasrohr 2 ist ein ringförmiger Spalt 15 (verengter Raum zur Entladung) gebildet. Ein säulenförmiger Dauermagnet 14 ist in die rohrförmige Einbuchtung 13 eingesetzt Die äußere Oberfläche der rohrförmigen Einbuchtung 13, die dem inneren Raum des Entladungskolbens ausgesetzt ist, ist mit einem

Überzug 3 aus Leuchtstoff versehen.

Abgesehen von dem vorstehend erläuterten Aufbau hat die Entladungslampe nach Fig.2 den gleichen Aufbau wie die nach Fig. 1. Man sieht so, daß das vorliegende Ausführungsbeispiel durch die Anbringung des Dauermagnets 14 zur Erzeugung eines Magnetfelds festgesetzter Stärke, das den Entladungsstrom schneidet, nahe dem offenen Ende 2" des inneren Glasrohres 2 gekennzeichnet ist Das durch den Dauermagnet 14 erzeugte Magnetfeld wirkt auf das Entladungsplasma nahe dem oberen Ende 2" des inneren Glasrohres 2 und verursacht, daß das Entladungsplasma um die Achse der Entladungslampe rotiert.

Der säureinförmige Dauermagnet 14 ist in der Axialrichtung der Entladungslampe magnetisiert, und das Verhalten eines Entladungsplasmas, das gegenüber dem Magnetfeld aufgrund des Dauermagnets 14 stark empfindlich ist, d. h. das Verhalten des im Spalt 15 zwischen dem inneren Glasrohr 2 und der rohrförmigen Einbuchtung 13 vorliegenden Entladungsplasmas wird durch die folgende Elektromagnet-Hydrodynamik-Gleichung beherrscht:

B- -

a_eff

worin / die Stromdichte, η die Elektronendichte, e die

Elektronenladung, m die Elektronenmasse, E die elektrische Feldstärke, < Ve> die Elektronenbeweglichkeit, B die magnetische Feldstärke und o_crr die wirksame elektrische Leitfähigkeit bedeuten. Ein Elektron hat eine Beweglichkeit < Ve> von etwa 5XlO⁵ cm/sec in einer Argongasatmosphäre, wenn E/P (elektrische Feldstärke/Druck) 1 V/cm · 1,3 mbar ist Bei einer magnetischen Feldstärke von 500Gauß existiert ein »scheinbares elektrisches Feld« mit einer elektrischen Feldstärke von 2,5 V/cm, die senkrecht sowohl zur Richtung der Elektronenbewegung als auch zur Richtung des Magnetfeldes ist Dieser Wert ist nicht so klein, um mit Werten der Stärke von an sich in verschiedenen Plasmen existierenden elektrischen Feldern vergleichbar zu sein. In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß eine Linearrohrtyp-Leuchtstofflampe unter einer elektrischen Feldstärke von 0,7 bis 0,8 V/cm betrieben wird.

In der Niederdnickquecksilberdampfentladungslampe gemäß der Erfindung läßt sich das Plasma magnetisch mit großem Effekt antreiben. Fig.3 übertreibt eine Darstellung zur Veranschaulichung dieses Effekts.

Der in die rohrförmige Einbuchtung 13 mit seinem N-PoI nach unten eingesetzte säulenförmige Dauermagnet 14 erzeugt ein Magnetfeld, wie es mit den Pfeile tragenden ausgezogenen Kurven angedeutet ist Wenn der Entladungsstrom zum Fließen längs eines Weges, wie er durch die ausgezogene Kurve A in F i g. 3 angedeutet ist, örtlich begrenzt ist, schneidet der Entladungsstrom den magnetischen Fluß im wesentlichen unter rechten Winkeln in dem verengten Entladungsraum 15 zwischen dem inneren Glasrohr 2 und der Einbuchtung 13, so daß eine Kraft auf das Entladungsplasma wirkt, wodurch dessen Bewegung senkrecht zur Zeichenebene und in der Richtung von vorne nach hinten bezüglich dieser verursacht wird. Wenn der Entladungsstrom zum Fließen längs eines Weges, wie er durch die ausgezogene Kurve B in F i g. 3 angedeutet ist örtlich begrenzt wird, wirkt auf das Entladungsplasma innerhalb des verengten Entladungsraumes 15 eine Kraft ein, die bezüglich der Zeichenebene von der Rückseite zur Vorderseite gerichtet ist Infolgedessen wird erreicht daß das Entladungsplasma, das ohne die Einwirkung dieser Kräfte in einem Teil des Innenraumes des Entladungskolbens konzentriert und örtlich begrenzt würde, um die Achse der Entladungslampe rotiert Obwohl auf das in dem Spalt zwischen dem äußeren Glaskolben 1 und dem inneren Glasrohr 2 vorhandene Entladungsplasma eine Kraft einwirkt die so verursacht daß dieses Entladungsplasma umgekehrt rotiert ist die Stärke des Magnetfeldes relativ gering in diesem Spalt und daher ist die resultierende Rotation des Entladungsplasmas der Rotationsrichtung im verengten Entladungsraum unterworfen. Mit anderen Worten wird das Verhalten des Plasmas innerhalb des äußeren Glaskolbens 1 hauptsächlich durch das Verhalten des Plasmas innerhalb des verengten Entladungsraumes 15 beherrscht

Die Entladungslampe, wie sie beispielsweise im μ Ausführungsbeispiel nach Fig.2 gezeigt ist hat z.B. folgende Abmessungen: eine Rohrlänge von 16 cm und einen maximalen Durchmesser von 9 cm des äußeren Kolbens 1, einen Außendurchmesser von 3,2 cm, einen Innendurchmesser von 3,0 cm und eine Rohrlänge von 13 cm des inneren Glasrohres 2, einen Außendurchmesser von 1,5 cm, einen Innendurchmesser von 13 cm und eine Länge von 6 cm der rohrförmigen Einbuchtung 13 und einen Durchmesser von 1,2 cm und eine Länge von 1,5 cm des säulenförmigen Dauermagnets 14 aus Alnico, der in die Einbuchtung eingesetzt ist. Die Entladungslampe mit diesen Abmessungen wird mit Argongas bei einem Druck von 3,6 mbar und einer geringen Quecksilbermenge gefüllt und mit einem Entladungsstrom von 0,6 A eingeschaltet. Die Stärke des Magnetfeldes im verengten Entladungsraum und die sekundliche Drehung des um die Achse der Entaldungslampe rotierenden Entladungsplasmas wurden für diese Lampe gemessen.

Insbesondere begann entsprechend einem Versuch, in dem die Magnetfeldstärke im verengten Entladungsraum 15 durch geringfügiges Ändern der Axialstellung des Dauermagnets 14 variiert wurde, das Entladungsplasma bei einer Magnetfeldstärke von etwa 20 Gauß zu rotieren und rotierte mit einer Drehzahl von etwa 10 U/s. Wenn die Magnetfeldstärke wächst beschleunigt sich die Drehung des Entladungsplasmas und erreicht 90 U/s bei 100 Gauß, wobei die Entladungslampe visuell den Eindruck macht, als wenn der gesamte Kolben mit einem gleichmäßigen Plasma gefüllt wäre.

Wie man aus der vorstehenden Beschreibung ersieht, bringt der in die am oberen Ende des äußeren Kolbens vorgesehene Einbuchtung eingesetzte Dauermagnet im verengten Entladungsraum das Magnetfeld zur Einwirkung, das ein Rotieren des Plasmas bewirkt wodurch ein visuell gleichmäßiges Plasma durch die ganze Lampe erzeugt wird. Dies gewärhleistet das Erhalten einer Niederdruckmetalldampfentladungslampe, in der ein Leuchtstoffüberzug auf der Innenoberfläche des äußeren Kolbens und der Innen- und Außenorberfläche des inneren Glasrohres über die gesamte Oberfläche der Lampe mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Leuchtdichte leuchtet.

Anstelle der Einbuchtung 13 des äußeren Kolbens, die tief in das innere Glasrohr 2 entsprechend Fig.2 vorspringt kann auch eine relativ flache Einbuchtung, wie sie in F i g. 4 dargestellt ist vorgesehen werden, um einen kurzen verengten Entladungsraum angrenzend an das innere Glasrohr 2 zu bilden, wodurch eine gleichartige Rotation des Entladungsplasmas erhalten wird. Während im bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig.2 der Dauermagnet bevorzugt als Magnetfelderzeugungsmittel verwendet und in die am oberen Ende des Entladungskolbens vorgesehene rohrförmige Einbuchtung eingesetzt war, kann auch ein Gleichstromelektromagnet den Dauermagnet ersetzen, und andererseits kann der Magnet zum Rotieren des Plasmas innerhalb des Entladungkolbens oder auch außerhalb desselben nahe dessen oberstem Teil ohne Bildung der erwähnten rohrförmigen Einbuchtung angeordnet sein. Kurz gesagt kann die Erzeugung bzw. Anlegung des Magnetfeldes festgesetzer Stärke nahe dem oberen Ende des inneren Glasrohres auf verschiedene Arten verwirklicht werden, so daß eine Rotation des Entladungsplasmas um die Lampenachse bewirkt wird.

Die Anordnung des Dauermagnets innerhalb der am oberen Ende des Entladungskolbens vorgesehenen rohrförmigen Einbuchtung wie im Beispeil nach F i g. 2 ist in folgenden Punkten vorteilhaft: Trotz der Anordnung des Dauermagnets außerhalb des Entladungskolbens läßt sich eine große Stärke des Magnetfelds nahe dem offenen Ende des inneren Glasrohres anlegen; das Einsetzen des Dauermagnets in die rohrförmige Einbuchtung ist nach Abschluß der Erhitzung-, Evakuierungs- und GasfüHungsprozesse

möglich, so daß sich eine leichte Herstellung der Lampe sichern läßt, worauf eine leichte Justierung der Lage des Magnets folgt; und die Anordnung des Dauermagnets außerhalb des Entladungskolbens ermöglicht die Verwendung eines unaufwendigen Ferritmagnets niedriger Curie-Temperatur als Dauermagnet.

Anhand der F i g. 4 wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen erläutert. Dieses Ausführungsbeispiel sieht einen Dauermagnet 14, der in eine am oberen Ende des äußeren Glaskolbens 1, der einen Entladungskolben bildet, angeordnete rohrförmige Einbuchtung 13 eingesetzt ist, und eine Mehrzahl von (in der Fig. 2) Anoden 6 und 6' vor, die um das geschlossene Ende 2' (Endteil an der Fußseite) des inneren Glasrohres 2 herum angeordnet sind. Die beiden Anoden 6 und 6' sind im Abstand unter Zwischenfügung des inneren Glasrohres 2 angeordnet und auch elektrisch gegeneinander isoliert. Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 weist also die Besonderheit auf, daß die Anoden in eine Mehrzahl von Anodenelektroden aufgeteilt ist.

Bei einer einzelnen ringförmigen Anode wie im oben erläuterten Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 konzentriert sich ein Eletronenstrahlstrom, der in die Anode kommt, an einem bevorzugten Punkt an der Anode, und daher neigt das Entladungsplasma nahe der Anode dazu, sich örtlich auf einen Teil des Innenraumes des Entladungskolbens zu beschränken. Weiter neigt der Punkt, auf den der Elektronenstrahlstrom konzentriert wird (Anodenpunkt) dazu, sich unregelmäßig auf der Oberfläche der ringförmigen Anode zu bewegen. Als Ergebnis flimmert das abgegebene Licht am Sockelteil (nahe der Anode) der Lampe. Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 überwindet dieses Problem.

Insbesondere weist die in Fig.4 dargestellte Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe einen Doppelrohrkolben mit konzentrischem äußeren Glaskolben 1 und innerem Glasrohr 2, einen nahe dem höchsten Punkt des Kolbens angeordneten Dauermagnet 14 zur Erzeugung eines Magnetfelds, das die Rotation des Entladungsplasmas um die Achse der Lampe bewirkt, und eine Mehrzahl von Anodenelektroden 6 und 6' auf, die nahe dem Sockelteil (Ende an der Fußseite) der Entladungslampe so angeordnet sind, daß Elektronenstrahlströme, die in die einzelnen Anodenelektroden kommen, verteilt werden, um dadurch das Entladungsplasma gleichmäßig durch den Innenraum des Entladungskolbens zu verteilen.

Die Entladungslampe nach F i g. 4 hat beispielsweise folgende Abmessungen: eine Rohrlänge von 17 cm und einen Maximaldurchmesser von 9 cm des äußeren Glaskolbens 1, einen Außendurchmesser von 3,2 cm, einen Innendurchmesser von 3 cm und eine Rohrlänge von 15 cm des inneren Glasrohres 2, einen innendurchmesser von 1,4 cm und eine Tiefe von 2,5 cm der am oberen Ende des äußeren Glaskolbens 1 vorgesehenen rohrförmigen Einbuchtung 13 und einen Durchmesser von 13 cm und eine Länge von 1 cm des aus Alnico hergestellten säulenförmigen Dauermagnets 14, der in die rohrförmige Einbuchtung 13 eingesetzt ist Der

Alnico-Magnet ist axial magnetisiert und hat eine Oberflächenmagnetflußdichte von eiwa 500 Gauß. Zwei stangenförmige Anodenelektroden 6 und 6' sind um die Achse der Entladungslampe am Sockelteil (Ende an der Fußseite) der Lampe mit einem Winkelabstand von 180 Grad angeordnet. Ein Gleichrichterkreis 9' mit Dioden Di. Ch. Di und D₄ ist an die Lampe in der Weise angeschlossen, daß ein Elektronenstrahlstrom in die Anodenelektrode 6 fließt, wenn ein Stromzuführungsan-Schluß a die positive Phase trägt, und ein Elektronenstrahlstrom in die Anodenelektrode 6' fließt, wenn ein Stromzuführungsanschluß 6die positive Phase trägt.

Der Entladungskolben wird mit Argongas bei einem Druck von 3,6 mbar und einer kleinen Quecksilbermenge gefüllt. Im Betrieb rotiert der Entladungsstrom um die Lampenachse nahe dem oberen Ende der Entladungslampe durch Einwirkung einer Kraft aufgrund eines durch den Dauermagnet 14 erzeugten Magnetfeldes, wodurch ein gleichmäßiges Plasma um die Lampenachse gebildet wird. In Verbindung mit dem Sockelteil der Entladungslampe fließt der Entladungsstrom in einen festen Punkt (Anodenpunkt) der einzelnen Anodenelektroden, und dieser Anodenpunkt verschiebt sich nach jedem halben Zyklus zwischen den Anodenelektroden 6 und 6', so daß eine stabile und regelmäßige Rotation des Entladungsplasmas gesichert werden kann. In dieier Weise wird das Entladungsplasma gleichmäßig nahe dem oberen Ende der Entladungslampe verteilt, und die Rotation des Entladungsplasmas ist nahe dem Sockelteil regelmäßig. Daher wird das in einem Zwischenbereich zwischen dem oberen Ende und dem Sockelteil befindliche Entladungsplasma gezwungen, symmetrisch bezüglich der Lampenachse zu rotieren, und wird vergleichmäßigt. So läßt sich eine von Flimmern freie Entladungslampe herstellen.

Im Ausfühnmgsbeispiel nach Fig.4 wurde der Dauermagnet 14 in die am oberen Ende des äußeren Glaskolbens 1 vorgesehene Einbuchtung 13 eingesetzt. Alternativ kann die rohrförmige Einbuchtung weggelassen werden, und der Dauermagnet kann an irgend einer Stelle nahe dem oberen Ende des äußeren Kolbens 1 angeordnet werden. Durch Antrieb des Entladungsplasmas zur Rotation nahe dem oberen Ende und dem Basisteil der Entladungslampe ist es möglich, das Entladungsplasma symmetrisch zur Lampenachse durch die ganze Entladungslampe zu vergleichmäßigen.

Der im Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 verwendete Zündkreis kann auch dadurch modifiziert werden, daß zwischen den Anoden 6, 6' ein Widerstand oder eine Drosselspule angeschlossen ist oder daß die Anoden 6, 6' über einen Transformator oder einen Widerstand verbunden sind und eine Mittenanzapfung des Transformators bzw. des Widerstandes mit einem positiven Ausgangsanschluß des Gleichrichterkreises verbunden ist Die Anoden 6, 6' können auch unter Verringerung des Widerstandswertes des Widerstandes ohne oder mit Mittenanzapfung auf Null kurzgeschlossen werden, ohne daß die Wirkung der Vergleichmäßigung des Entladungsplasmas beeinträchtigt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Niederdruckmetalldampf entladungslampe mit einem Entladungskolben aus einem äußeren Kolben und einem darin angeordneten inneren Rohr mit einem offenenen und einem geschlossenen Ende, einer Inertgas-Metall-Füllung im Kolben, einer innerhalb des inneren Rohres angeordneten Kathode und wenigstens einer außerhalb des inneren Rohres und innerhalb des äußeren Kolbens angeordneten Anode, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetfelderzeugungsmittel (14) nahe dem offenen Ende (2") des inneren Rohres (2) zum Anlegen eines Magnetfeldes nahe dem offenen Ende (2") angeordnet ist.

2. Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfelderzeugungsmittel ein nahe dem offenen Ende (2") des inneren Rohres (2) angeordneter Dauermagnet (14) ist.

3. Entladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Kolben (1) mit einer rohrförmigen Einbuchtung (13) ausgebildet ist, die dem offenen Ende (2") des inneren Rohres (2) gegenübersteht, und daß der Dauermagnet (14) in die Einbuchtung (13) eingesetzt ist.

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