DE3110818C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bogenentladungslampe geringer Leistungsaufnahme mit an einem Ende vorgesehenem Quetschfuß, in welchem zwei in die Bogenentladungsröhre hineinragende Hauptelektroden eingebettet sind, wobei die Bogenentladungsröhre eine Füllung aus einem Zündgas, Quecksilber, ein Natriumhalogenid sowie ein weiteres Metallhalogenid enthält.

Eine solche Bogenentladungslampe ist aus der US-PS 39 00 754 bekannt. Die Füllung dieser Lampe kann sich aus metallischem Quecksilber, einem Edelgas, z. B. Xenon, Natrium-, Gallium-, Thallium- und Quecksilberhalogenid, zusammensetzen. Diese Bogenentladungslampe weist jedoch im Vergleich mit anderen Bogenentladungslampen eine schlechtere Lichtausbeute auf.

Aus der US-PS 39 79 624 ist bekannt, für die Füllung von Bogenentladungslampen mit in beiden Enden gehaltenen Hauptelektroden zusätzlich zur Verbesserung der Farbwiedergabe Scandium zu verwenden, wobei ein Wert von 1,7 bis 5 für das Molverhältnis zwischen Natriumhalogenid und Scandiumhalogenid genannt ist, um eine optimale Lichtausbeute zu erzielen. Die Lichtausbeute nimmt jedoch rasch ab, wenn das Molverhältnis von Natriumjodid zu Scandiumjodid weniger als 1,7 : 1 oder mehr als 5 : 1 beträgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bogenentladungslampe der aus der US-PS 39 00 754 bekannten Gattung mit verbesserter Lichtausbeute zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Bogenentladungsröhre zusätzlich Scandium sowie als weiteres Metallhalogenid Scandiumhalogenid enthält und daß das Molverhältnis zwischen dem Natriumhalogenid und dem Scandiumhalogenid bei Normalbetrieb 5 bis 8 beträgt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung enthält als Füllung der Bogenentladungsröhre anfänglich neben dem Zündgas und dem Natriumhalogenid Quecksilber(II)jodid und metallisches Scandium.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß die vorhandene Menge an metallischem Scandium größer ist als die Menge, die benötigt wird, um eine Reaktion mit dem gesamten in dem Quecksilber(II)jodid enthaltenen Jod zu bewirken und ScI₃ zu erzeugen.

Die erfindungsgemäße kompakte Bogenentladungslampe ist bei hohen Drücken betriebsfähig und verfügt über eine verbesserte Lichtausbeute, wodurch sie variabler einsetzbar ist als die im Stand der Technik bekannten Bogenentladungslampen. Zudem hat es sich im Gegensatz zu der US-PS 39 79 624 gezeigt, daß das Molverhältnis zwischen dem Natriumhalogenid und dem Scandiumhalogenid zwischen 5 und 8 liegen muß, um eine optimale Lichtausbeute zu erzielen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt einer erfindungsgemäßen Metallhalogenid-Bogenentladungslampe von geringer Leistungsaufnahme mit zwei am gleichen Ende angeordneten Elektroden; und

Fig. 2 eine graphische Darstellung, aus der ersichtlich ist, auf welche Weise die anfängliche Lichtausbeute einer solchen Lampe in Abhängigkeit vom Molekularverhältnis zwischen Natriumjodid und Scandiumjodid variiert.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gehört zu einer Metallhalogenid-Bogenentladungslampe mit niedriger Leistungsaufnahme eine Entladungsröhre 1, die z. B. aus geschmolzenem Quarz hergestellt ist und an einem Ende einen Quetschfuß 2 aufweist. In die Entladungsröhre 1 hineinragende Elektroden 3 sind mit Bändern 4 aus Molybdän verbunden, die in den Quetschfuß 2 eingebettet sind. Die Bänder 4 sind an nach außen ragende Zuleitungsdrähte 5 angeschlossen. Am von dem Quetschfuß 2 abgewandten Ende weist die Entladungsröhre 1 einen Evakuierungsansatz 6 auf. In der Entladungsröhre 1 befinden sich während des normalen Betriebs Quecksilber, ein Natriumhalogenid, Scandium, ein Scandiumhalogenid und ein Zündgas. Das Verhältnis zwischen dem Natriumhalogenid und dem Scandiumhalogenid in der Entladungsröhre beträgt gemäß Fig. 2 etwa 5 bis 8, um eine verbesserte Lichtausbeute zu gewährleisten.

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel war die Entladungsröhe 1 aus geschmolzenem rohrförmigem Quarzmaterial mit einem Innendurchmesser von 7,4 mm hergestellt, und sie hatte in der Zeichenebene von Fig. 1 eine etwas eiförmige und in der dazu rechtwinkligen Ebene zwischen den Elektroden 3 eine etwas kugelförmige Gestalt. Die Elektroden 3 waren aus thorierten Wolframstäben mit einem Durchmesser von etwa 0,51 mm hergestellt. Die Bänder 4 aus Molybdän hatten eine Breite von 2,26 mm, und die Zuleitungsdrähte 5 bestanden aus Molybdändraht mit einem Durchmesser von 0,76 mm. Der Abstand zwischen den Elektroden betrug 3,1 mm.

Die Bogenentladungsröhre enthielt eine Anfangsfüllung von 9,1 mg Quecksilber, 0,65 mg Quecksilber(II)jodid, 1,0 mg (6,7 Mikromol) Natriumjodid, 0,2 mg (4,4 Mikrogrammatome) metallisches Scandium und Argon unter einem Druck von 267 mbar. Während der ersten Betriebsstunden der Lampe reagierte das in dem Quecksilber(II)jodid enthaltene Jod mit dem Scandium, um ScI₃ zu bilden, wobei in der Bogenentladungsröhre freies Scandium zurückblieb, wie es für die Zwecke der Erfindung erforderlich ist. In dem Zeitpunkt, in dem der 100-Stunden-Lichstrom gemessen wurde, war die Reaktion zwischen dem Quecksilber(II)jodid und dem Scandium im wesentlichen abgeschlossen, und das Molverhältnis zwischen dem Natriumjodid und dem Scandiumjodid hatte den Wert 7,1, der in der nachstehend beschriebenen Weise ermittelt wurde. Die Menge von 0,65 mg HgI₂ enthält 2,8 Mikrogrammatome Jod, die mit 0,94 Mikrogrammatomen Scandium reagieren, so daß 0,94 Mikromol an ScI₃ entstehen. Das Verhältnis zwischen 6,7 Mikromol Natriumjodid und 0,94 Mikromol Scandiumjodid beträgt 7,1. Das überschüssige Scandium entspricht 4,4 abzüglich 0,94 oder 3,46 Mikrogrammatomen.

Der Lichtstrom der Lampe betrug beim anfänglichen Betrieb mit 53 V bei 0,873 A etwa 3010 Lumen, was einer anfänglichen Lichtausbeute von 65 Lumen/Watt entspricht. Der 100-Stunden-Lichtstrom betrug 2440 Lumen bei 64 V und 0,766 A, so daß sich ein Wirkungsgrad von 49,8 Lumen/Watt ergab.

Claims (3)

1. Bogenentladungslampe geringer Leistungsaufnahme mit an einem Ende vorgesehenem Quetschfuß, in welchem zwei in die Bogenentladungsröhre hineinragende Hauptelektroden eingebettet sind, wobei die Bogenentladungsröhre eine Füllung aus einem Zündgas, Quecksilber, ein Natriumhalogenid sowie ein weiteres Metallhalogenid enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenentladungsröhre (1) zusätzlich Scandium sowie als weiteres Metallhalogenid Scandiumhalogenid enthält, und daß das Molverhältnis zwischen dem Natriumhalogenid und dem Scandiumhalogenid bei Normalbetrieb 5 bis 8 beträgt.

2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung der Bogenentladungsröhre anfänglich neben dem Zündgas und dem Natriumhalogenid Quecksilber(II)jodid und metallisches Scandium enthält.

3. Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorhandene Menge an metallischem Scandium größer ist als die Menge, die benötigt wird, um eine Reaktion mit dem gesamten in dem Quecksilber(II)jodid enthaltenen Jod zu bewirken und ScI₃ zu erzeugen.