DE3024012A1

DE3024012A1 - Metallhalogenid-bogenentladungslampe

Info

Publication number: DE3024012A1
Application number: DE3024012A
Authority: DE
Inventors: Calvin W Gungle; William M Keeffe; Frederic Koury
Original assignee: GTE Products Corp
Current assignee: Osram Sylvania Inc
Priority date: 1979-07-02
Filing date: 1980-06-26
Publication date: 1981-01-08
Also published as: GB2054953A; FR2460540A1; BE884097A; GB2054953B; DE3024012C2; CA1143778A; NL8003804A; FR2460540B1; US4277714A

Description

Die Erfindung betrifft Doppelwendelelektroden für-Metallhalogenid-Bogenentladungslampefi. Eine bekannte Elektrode dieser Art besteht aus einem Wolframstab mit einer zweischichtigen Doppelwendel darauf ;

(US-PS 41 05 908). Bei dieser bekannten Elektrode soll der Primärdraht für die Doppelwendel nicht starker als 4 mils (0,1 mm) sei η, und der Kerndraht soll nicht starker als 5 mils (0,13 mm) sein, der Zweck besteht darin, den Lichtstromabfall über die Lebensdauer geringer zu halten. Bei den bekannten Elektroden ergibt sich eine Verringerung des Lichtstromabfalls bis zu 2.000 Stunden Lebensdauer. Die Nennlebensdauer von Metall haiogenidlampen ist jedoch erheblich größer als 2.000 Stunden, und damit gibt der Lichtstromabfall nach 2.000 Stunden kein vollständiges Bild. '

Es wurde festgestellt, daß zur Erzielung eines optimalen Lichtstromabfans über die ganze Lampenlebensdauer eine optimale Doppelwendelelektrode verwendet werden soll. Die optimale Doppelwendelelektrode hat nur eine einzige Wendellage auf dem Wolframstab. Es wurde auch festgestellt, daß für optimale Resultate eine spezielle Beziehung zwischen Stabdurchmesser, Primä'rdraht und Kerndraht vorhanden sein sollte. Der Stabdurchmesser wird durch die Lampenleistung¹ festgelegt und soll etwa gleich der 0,56ten Potenz der Lampenleistung, geteilt durch 0,784 sein, d.h.

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D = η ,wobei D der Stabdurchmesser in mils und W die Lampeneingangsleistung in Watt bedeuten (bzw. D =50,216 W⁰' für Stabdurchmesser in mm). Der.Primärdrahtdurchmesser soll etwa gleich sein der 1,8ten Potenz des Stabdurchmessers, geteilt durch 80,8, d.h.

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F = ,wobei F der Primärdrahtdurchmesser in mils ist ου,ο . , ₀

(bzw. F = für Primärdrahtdurchmesser in mm). Der Kerndrahtdurchmesser sol.·! etwa das Doppelte des Primärdrahtdurchmessers sein. Diese Gleichungen beschreiben optimale Doppelwendelelektroden für Metal.lhalo^enidlampen mit Leistungen bis herauf zu 400 W. Oberhalb dieser Größe, beispielsweise bei 1.000 W, arbeiten die Elektroden bei einer solch hohen Temperatur, daß die Primärwindungen einer Doppelwendel während der Lampenlebensdauer schmelzen würden.

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Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden, in der ein Teilschnitt einer erfindungsgemäßen Doppelwendel elektrode dargestellt ist.

Die Doppelwendel elektrode wird in einer üblichen MetalIhalogenid-Hochdruckentladungslampe verwendet, wie sie beispielsweise in der US-PS 37 61 758 beschrieben ist. Eine solche Lampe besteht aus einem Bogenrohr mit Elektroden an dessen Enden, das eine Füllung mit einem Inertgas und einem Metall halogenid enthält.

Jede Elektrode besteht aus einem Stab I₁- der hauptsächlich aus Wolfram besteht, jedoch auch etwas Thorerde enthalten kann. Eine Doppelwendel 2 umfängt den Stab 1 in einem kurzen Abstand hinter der Spitze. Die Doppelwendel 2 besteht aus.einem Primärdraht 3, der auf einen Kerndraht 4 aufgewickelt ist. Der Kerndraht 4 mit dem darauf gewickelten Primärdraht 3 ist dann auf den Stab 1 gewickelt, um die Elektrode zu formen. Er kann auch auf einen Stab mit ähnlichem Durchmesser gewickelt sein, von diesem entfernt sein und auf den Stab 1 aufgesetzt.

In einer speziellen Ausführungsform bestand eine Elektrode für eine 400 Watt-Metallhalogenidlampe aus einem thorierten Wolframstab 1 von 36,5 mil (0,927 mm), der 12,7 mm lang war. Der Primärdraht 3 war ein Wolframdraht von 8 mil (0,2 mm), der auf einen Wolframkerndraht von 16 mil (0,41 mm) mit 175 % Steigung gewickelt war. Der Kerndraht 4, mit dem darauf gewickelten Draht 3, wurde dann auf den Stab 1 gewickelt, wobei 2,8 mm hinter der Stabspitze mit 100 % Steigung für drei volle Windungen gestartet wurde. Lampen, in denen diese neue Elektrode verwendet wurde, wurden mit Lampen verglichen, in denen die bekannte 400 Watt-Elektrode verwendet wurde, die aus einer Einfachwendel auf einem Wolframstab bestand, wie in Fig. 3 der US-PS 41 05 908 dargestellt, wobei der Stabdurchmesser 36,5 mil (0,927 mm) betrug und die Wendel aus Draht von 28 mil (0,71 mm) hergestellt wurde. Der Lichtstrom nach 500 Stunden betrug für die Lampen mit der neuen Elektrode 32.000 Lumen, und der fur die Lampen mit bekannten Elektroden 28.750 Lumen. Nach 1.000 Stunden betrugen die Lichtströme 29.500 bzw. 27.000

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Lumen. Nach 2.000 Stunden betrugen sie 28.500 bzw. 26.500 und nach 4.000 Stunden 26.000 bzw. 23.750. Der Restlichtstrom nach 500 Stunden betrug 94 % bzw. 83 %; nach 1.000 Stunden 87 % bzw. 78 %; nach 2.000 Stunden 84 % bzw. 77 %, und nach 4.000 Stunden 76 % bzw. 69 %. über die ganze Lebensdauer hatten also Lampen mit der neuen Elektrode höheren Lichtstrom und geringeren Lichtstromabfall als Lampen mit der bekannten Elektrode.

Bei einer anderen AusfUhrungsform wurden 175 Watt-Lampen hergestellt, bei der die Doppelwendel elektrode nach der Erfindung aus einem 23 mil (0,58 mm) Stab, 3,5 mil (0,89 mm) Primärdraht, und 7 mil (0,18 mm) Kerndraht bestand. Diese Lampen wurden mit 175 Watt-Lampen verglichen, in denen eine zwei lagige Doppelwendel elektrode gemäß US-PS 41 05 908 verwendet wurde, bei der der Stab 20 mil (0,51 mm) hatte, der Primärdraht 2 mil (0,05 mm), und der Kerndraht 4 mil (0,1 mm). Die Lichtströme für die Lampen betrugen bei 100 Stunden 15.950 bzw. 15.000; nach 500 Stunden 15.650 bzw. 13.050; nach 1.000 Stunden 13.750 bzw. 11.500; nach 2.000 Stunden 12.150 bzw. 9.700 Lumen. Die jeweiligen Restlichtströme betrugen nach 500 Stunden 98 % bzw. 87 %; nach 1.000 Stunden 86 % bzw. 77 %; nach 2.000 Stunden 76 % bzw. 65 %. Die neuen . Elektroden ergaben also sowohl höheren Lichtstrom als auch geringeren Lichtstromabfall als bekannte Elektroden.

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Claims

S6 P280 D-:.

Patentansprüche

y Metal Tiia.lagertTdrJBogetientl a.cjui1gsi|ämpevmit einem Bogeßr.ohr, das "",. eine Füllung aus. einem Inertgas und einem Metall halogenid enthält sowie an jedem Ende eine Hauptelektrode aufweist, die aus einer auf einen Stab montierten Doppelwendel besteht, die aus einem Primärdraht besteht, der auf einen Kerndraht gewickelt ist. und die dann nochmal gewendelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabdurchmesser, gemessen in mil, gleich der 0,56ten Potenz der Leistung, geteilt durch 0,784 ist,(bzw. multipliziert mit 50,216 für Maße in mm).
2. Lampe nach Anspruch"!, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Primärdrahts, gemessen in mil, gleich der l,8ten Potenz des Stabdurchmessers, geteilt durch 80,8 ist (bzw. geteilt durch 4,3 für Maße in mm).
3. Lampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Kerndrahts das Doppelte des Durchmessers des Primärdrahts ist.
4. Lampe nach Anspruch 1, 2 oder 3, mit einer Leistung von 175 Watt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabdurchmesser 23 mil (0,59 mm) beträgt, der Primärdrahtdurchmesser 3 1/2 mil (0,89 mm), und der Kerndrahtdurchmesser 7 mil (0,18 mm).
5. Lampe nach Anspruch 1, 2 oder 3, mit einer Leistung von 400 Watt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabdurchmesser 36,5 mil (0,927 mm) beträgt, der Prima'rdrahtdurchmesser 8 mil (0,2 mm) und der Kerndrahtdurchmesser 16 mil (0,41 mm).

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