DE3110512A1

DE3110512A1 - "heizvorrichtung fuer metalldampflampen zum erzielen und aufrechterhalten eines bereitschaftszustandes"

Info

Publication number: DE3110512A1
Application number: DE19813110512
Authority: DE
Inventors: Jürg 8005 Zürich Nigg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-03-18
Filing date: 1981-03-18
Publication date: 1982-10-07
Also published as: DE3110512C2

Description

Heizvorrichtung für Metalldampflampen
zum Erzielen und Aufrechterhalten eines Bereitschaftszustandes Die Aufgabe, mit hohem elektrisch-optischem Wirkungsgrad spontan eine Lichtstrahlung zu erzeugen, liegt vielerorts vor, z.B. bei Bühnenbeleuchtung, Belichtungseinrichtungen, Fernseh-Studien. Eine trägheitsfreie Einaus-Schaltung von hoher Lichtleistung ist bekanntlich durch Anwendung von Xenon-Hochdrucklampen möglich. Diese Lampen verfügen aber über einen maximal erreichbaren Wirkungsgrad von 15 - 20 %, d.h. es wird eine insbesondere in Aufnahmestudien unangenehm hohe thermische nutzlose Heizleistung erzeugt. Metalldampflampen, wie z.B. solche mit Füllung aus einer Mehrzahl seltener Erden, haben einen Lichtwirkungsgrad, der bis zu 40 % betragen~kann, so daß die thermische Verlustleistung halbiert werden kann. Der Nachteil dieser Lampen ist, daß etwa 2,5 Minuten benötigt werden, um nach dem Einschalten volle Lichtleistung zu erhalten, da erst die verschiedenen Komponenten (im einfachsten Falle auch Quecksilber bei Quecksilberhochdrucklampen) den vorgesehenen benötigten Dampfdruck haben müssen, um die Bogenentladung mit dem angegebenen hohen Lichtwirkungsgrad zu Ermöglichen. Nun könnte man zwar daran denken, die entsFrechende Beleuchtungslampe, z.B. im Theater nur mechanisch mittels einer lichtdichten Klappenblende zu verdunkeln. Dabei würde aber wiederum unnötige thermische Energie erzeugt und die an sich bereits begrenzte Lebensdauer dieser kostspieligen Lampen wäre stark reduziert.
Durch die hier beschriebene Anordnung ist der Anlaufstrom, bezogen auf den Dauerbetriebsstrom I, beispielsweise statt 1,8 I nur noch 1,1 I, was zu einer Erhöhung der Lampenlebensdauer führt, da die Elektroden weniger belastet werden.
Auch der Einschaltstrom ist kleiner, dadurch kann die Netzabsicherung kleiner gewählt werden. Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe, eine Metalldampf-Bogenlampe in kurzer Zeit, z.B. innerhalb einzelner Sekunden, mit voller Lichtleistung betriebsbereit zu machen, ohne in den Betriebspausen die Lampe zu belasten. Die Erfindung sei an Hand von Fig. 1 skizziert. Die Quarzlampe mit der Envelope 1 mit einer Metalldampffüllung, die hier nicht gezeichnet ist, hat die Elektroden 2, die in bekannter Weise hinsichtlich Verringerung der Austrittsarbeit legiert bzw. präpariert sind. Die Anschlüsse 3 sind in bekannter Weise mittels im Quarz eingeschmolzener Molybdänfolien 4 mit den Elektroden verbunden. Die Lampe sei in Brennpunktnähe des Parabelreflektors 5 montiert, gegebenenfalls auch automatisch beweglich justierbar. Selbstverständlich ist auch jede andere zweckmäßige Spiegel form hier anwendbar. Die elektrische Verbindung des nicht auf Grundpotential liegenden Lampenpols sei mittels Leitern, etwa bandförmigen, wenig ab-schattenden Halterungen 6 vorgenommen. Die Erfindung besteht nunmehr darin, daß zwecks Vorwärmung die Lampe etwa in zurückbewegter Lage in das Innere eines Heizkörpers 7 gebracht wird. Dieser Heizkörper besteht etwa aus elektri- schen Heizleitern, die im Inneren eines beispielsweise spiralig gewundenen Quarzrohrs 8 eines sogenannten Backer-Rohres liegen. Zweckmäßig versieht man das Innere dieses "Ofens" 7 mit einer das Infrarote stark reflektierenden Innenbelegung 9a,b,c, so daß möglichst wenig thermische Verlustleistung austritt, ohne den Lampenkörper zu beaufschlagen. Die Anlaufstromstärke bei gewöhnlichem Betrieb einer solchen als Beispiel gemessenen Lampe beträgt etwa 11 A bei 220 V inkl. des erforderlichen Vorwiderstandes bez. Drossel. Bei Benutzung des beschriebenen Vorheiz-"Ofens" benötigt man bei einfacher Aluminisierung der Innenwandung nur 3,5 A, spart also etwa 70 X der sonst erforderlichen, letztlich thermisch nutzlosen Leistung. Durch aufwendigere IR-Verspiegelung, z.B. mit Gold, läßt sich die Heizleistung noch weiter reduzieren. Die Lampe wird man z.B. mittels eines kleinen Linearmotors 10 mit Endabschalter lla und llb so auf- und abbewegen, daß sie im Vorheizbetrieb in Pfeilrichtung 10b, im Beleuchtungsbetrieb in Pfeilrichtung 10a liegt. Auch ein Tauchspulenmagnet mit Auflaufbremse oder ein Getriebemotor ist geeignet, es muß jedoch unter allen Umständen vermieden werden, daß die an sich stoßempfindliche Lampe und Heizung mechanisch aufschlägt. Die Heizung kann natürlich auch von Hand verstellt werden. Aufmerksamkeit wird man dem Spiegelteil 12 zuwenden. Dieser Teil soll womöglich ein organischer Bestandteil des Hauptspiegels im Betriebszustand der Lampe sein, soll aber im Vorheizbetrieb an seiner Hinterseite stark infrarot reflektierend als "Ofendeckel" 9 ausgebildet sein. Die Isolation 13 gegenüber dem Lampenhals ist heute in einfacher Weise etwa mittels gesinftertem Al 203 temperaturfest möglich. Man wird mittels eines automatischen Ofenschalters, der mit dem Schalter lla identisch sein kann, die Heizung nur eingeschaltet lassen im Lagezu- stand 10b.
Den beschriebenen Erfindungsgedanken kann man ganz oder teilweise auch in einer Anordnung nach Fig. 2 realisieren, bei denen statt des "Ofens" die Vorheizung der Metalldampflampe 1 mittels infraroter Strahler 20/21 erfolgt. Hierbei benutzt man nach der Erfindung eine oder mehrere Lampen 21 mit hoher Infrarotstrahlungsleistung, bei denen der die Strahlung erzeugende Teil in dem einen Brennpunkt eines elliptischen Spiegels 20 liegt und die insgesamt so angeordnet ist, daß das Lampeninnere der aufzuheizenden Metalldampflampe 1-2 im anderen Brennpunkt 23 liegt. Der Strahlengang ist als Pos. 22 skizziert. Die vorzugsweise Infrarot reflektierende Verspiegelung ist als Pos. 24 skizziert. Man kann, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen, auch mehrere Infrarotstrahler mit elliptischen Spiegeln anordnen, die einen gemeinsamen zweiten Brennpunkt haben, in dem eben die aufzuheizende Metalldampflampe liegt. Wegen der vergleichsweise sehr hohen Reflexionswirkungsgrade guter elliptischer Spiegel im Infraroten und der Herstellung dieser Spiegel im Glasformverfahren, was sehr preisgünstig durchführbar ist, (beispielsweise Preßglas oder Glasverblasung), vermag der hier beschriebene Lösungsvorschlag der Erfindung oftmals der wirtschaftlich optimale zu sein, zumal Kleinlampen mit elliptischem Spiegel bereits zum Schweißen und Löten gebräuchlich sind. Oftmals wird die Metalldampflampe eine längliche Vorzugsrichtung haben. In diesem Falle verwendet man anstelle von Rotationsellipsoiden lineare elliptische Spiegel, in deren zweiter Brennlinie die aufzuheizende Lampe liegt. Eine besondere Ausführungsart der Erfindung zeigt die Fig. 2. Hier erübrigt sich jede mechanische Bewegung, indem man die Lampe im Brennpunkt eines sog. Kaltlichtspiegels 25 anordnet und die infrarote Aufheizung durch die Belegung dieses Spiegels hindurch von den Heizstrahlern mit elliptischen, IR-reflektierenden Spiegeln bewirkt wird.
Beim Aufbau des Kaltlichtspiegels können auch sog.
Anlaufgläser mitverwendet werden, um die sichtbare Strahlung noch besser abzublocken.
Leerseite

Claims

Patent ansprUch e: Vorrichtung zum Aufrechterhalten eines betriebsbereiten Zustandes bei Metalldampf-Bogenlampen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß im Bereitschaftszustand die Lampe in das Innere eines infrarot strahlenden Ofens (7) derart verbracht wird, daß die für den erforderlichen Betriebsdampfdruck benötigte Temperatur nahezu erreicht wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Vorheizofen (7) innen mit einer das Infrarot gut reflektierenden Innenbelegung (9a,b,c) versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Bewegung der Lampe von dem lichterzeugenden Betriebszustand in den Wartezustand im Ofen mittels eines Linearmotors (10) mit Endabschaltern (lla,b) erfolgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß ein Tauchspulenmagnet mit Dämpfungsglied die axiale Lampenbewegung bewirkt.
5. Infrarotheizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ein elektrischer Heizleiter in einer spiralig angeordneten Quarzrohrspirale (8) liegt, die wiederum koaxial zu dem zylindrisch ihn umgebenden Ofenteil (7) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß der der Lampe (1) zugewandte Ofenteil (9) als Teil des Hauptspiegels (5) optisch ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die gegenseitige Lagenfixierung zwischen dem oberen spiegelnden Ofenteil (9) und dem Lampenkörper mittels eines elektrisch und thermisch gut isolierenden Zwischenkörpers vorzugsweise aus Aluminiumoxid besteht.
8. Anordnung zur Vorheizung von Metalldampflampen, dadurch g e k e n n e e i c h n e t, daß die Aufheizung der Metalldampflampe (1) teilweise oder vorwiegend durch eine Ein- oder Mehrzahl von Infrarotstrahlern (21) erfolgt, die jeweils in Brennpunktnähe eines elliptischen Spiegels (20) angeordnet sind, in dessen zweitem Brennpunkt (23) die aufzuheizende Metalldampflampe (1) im Ruhezustand steht.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Infrarot-Reflektoren aus spiegelnd belegtem Formglas (20,24) mit rotations-etliptischer oder angenäherter Formgebung bestehen.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die elliptischen Reflektoren (20,24) aus oberflächenvergütetem Kupferblech bestehen, das im Zieh- oder Druckverfahren die rotations-elliptische Formgebung erhielt.
11. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß bei länglicher Formgebung der Metalldampflampe (1) anstelle eines Rotationsellipsoids ein oder mehrere Spiegel mit der Formgebung linearer Ellipsoiden vorgesehen wer-den, in deren zweiter Brennlinie die aufzu- heizende Meta)ldampflampe liegt.
12. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Metalldampflampe (1) im Brennpunkt eines sogenannten Kaltlichtspiegels (25) angeordnet ist, dessen Belegung sichtbares Licht reflektiert, infrarote Strahlung jedoch durchläßt, und daß die Aufheizung der Lampe durch den Kaltlichtspiegel hindurch mittels infrarot strahlender Heizstrahler (21) erfolgt.

Es können Anlaufgläser mitverwendet werden.
13. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Heizlampen handelsübliche Löt- und Schwewißlampen mit elliptischen Spiegeln sind, wobei die aufzuheizende Metalldampflampe (1) im 2. Brennpunkt dieser strahler liegt.