DE3131990A1

DE3131990A1 - "hochdrucknatriumdampfentladungslampe"

Info

Publication number: DE3131990A1
Application number: DE19813131990
Authority: DE
Inventors: Joseph Franciscus Raymond 5621 CT Eindhoven Eijsermans; Cornelis Adrianus Joannes Jacobs
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1980-08-21
Filing date: 1981-08-13
Publication date: 1982-04-22
Also published as: GB2082382A; NL185480B; FR2489039A1; BE890021A; DE3131990C2; JPS5755056A; FR2489039B1; GB2082382B; NL185480C; NL8004726A

Description

3Ί31990

N. V. Philips' fi!oBi!ainn§ifiörii,-l(en, iki&Q&n

• PM 9826 ". JX- 08.12.1980

-2-

Hochdrucknatriumdampfentladungslampe.

. Die Erfindung betrifft eine Hochdrucknatriumdampf entladungslampe mit einer im Betrieb aufgenommenen Leistung von höchstens 200 ¥, die mit einem zwei Elektroden aufweisenden Entladungsgefäss aus Keramik ausgerüstet ist, welches Natrium, Quecksilber und Xenon enthält, wobei das Xenon im Betriebszustand einen Druck von mindestens 50 kPa hat.

Eine derartige Lampe, die heutzutage in grossem Umfang angewandt wird, ist aus der DE-OS 28 15 014 bekannt. Mit diesen Lampen ist ein hoher spezifischer Lichtstrom erreichbar. Das Xenon dient dabei als zusätzliches Puffergas nebem dem Quecksilber. Die Puffergase beschränken die Konduktionsverluste im Entladungsgefäss im Betriebszustand der Lampe. Ln diesen Lampen mit verhältnismässig hohem Xenondruck sind die Konduktionsverluste wesentlich geringer als in lampen mit nur Quecksilber als Puffergas. Es hat sich herausgestellt, dass in den bekannten Lampen im Betrieb die höchste Temperatur der Wand des Entladungsgefässes niedriger als in einer vergleichbaren Lampe mit ausschliesslich Quecksilber als Puffergas ist. Dies hat eine Beschränkung des erreichbaren spezifischen Lichtstroms zur Eolge. Insbesondere gilt dies für Lampen mit einer

geringen Leistungsaufnahme, insbesondere unter 200 ¥.

. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Massnahme anzugeben, mit der ein höherer spezifischen Lichtstrom erreichbar ist.

Diese Aufgabe wir bei einer Hochdrucknatriumdampf 25

entladungslampe eingangs erwähnter Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Wandstärke des Batladungsgefässes unter 0,5 mm liegt und zumindest 0,2 mm beträgt.

Bei einer Hochdrucknatriumdampfentladungslampe nach der

Erfindung ist der spezifische Lichtstrom gegenüber der bekannten 30

Lampe erhöht, bei der eine Wandstärke von 0,6 mm üblich ist. Angenommen sei, dass dies u.TJ. der erhöhten Temperatur der verhältnismässig dünnen Wand des Entladungsgefässes

9826

08.12.1980

zuzuschreiben ist. Bine derartige Temperaturerhöhung führt zu einem flacheren Verlauf des radialen Temperaturprofils der Entladungsgefässfüllung. Es wurde gefunden, dass ein derartiges Temperaturprofil zum Erhalten eines höheren spezifischen Lichtstroms vorteilhaft ist. Ueberraschend ist, dass die Wand des Entladungsgefässes "bei im angegebenen Bereich gewählten Stärken auch während der Lebensdauer der Lampe Angriffen durch die Killung des Entladungsgefässes standhalten kann, was nicht zu erwarten war.

Wenn die Wandstärke kleiner als 0,2 mm gewählt wird, werden unvermeidliche Unreinheiten des-Wandmaterials und Gitterfehler in der Wand zu so schwachen Stellen in der Wand des Eatladungsgefässes führen, dass das Entladungsgefäss entweder nicht genügend gasdicht wird oder zu Bruch geht. Ein nicht gasdichtes Entladungsgefäss ist während der Lebensdauer der Lampe Ursache des Verschwindens von Bestandteilen der Füllung aus dem Entladungsgefäss. Dies kommt im Betriebszustand der Lampe in einem starken Anstieg in der Bogenspannung und in einem Verlaufen des Earbpunkts der von der Lampe ausgesandten Strahlung zum Ausdruck.

Unter Keramikwand sei eine aus polykristallinem Werkstoff gebildete Wand verstanden, beispielsweise aus dicht gesintertem Aluminiumoxid oder eine aus einem monokristallinem Werkstoff gebildete Wand, beispielsweise Saphir.

Es sei bemerkt, dass ein verbessertes Temperaturprofil durch Verkleinerung des Innendurchmessers des Entladungsgefässes erreicht werden könnte. Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine derartige . Massnahme bei Lampen mit einer Leistungsaufnahme unter 200 W den Nachteil hat, dass beim üblichen Lampenbetrieb an einer Wechselspannungsquelle sich die erforderlichen Neuzündungsspitzen durch starke Abkühlung der Entladung beim Stromnulldurehgang vergrössern.

Auch wird die Gesamtlampenausbeute nachteilig beeinflusst.

Vorzugsweise besteht die Wand des Lampengefässes aus polykristallinem Werkstoff, von dem zumindest 80$ der Kristalle eine grösste Abmessung von höchstens 60 ,um besitzt. Dies bietet den Vorteil, dass eine genügend gasdichte Wand erhalten wird, ohne dass die Lichtübertragung durch die Wand von Kristallgrenzen und Gitterfehlern nachteilig beeinflusst wird.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Lampe

O IO

PiIH 9826 ■ -3= 08.12.1980

Λ-

wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Ih der Zeichnung ist mit 1 der Aussenkolben der Lampe . bezeichnet-, die an einer Seite mit einem lampensockel 2 versehen ist. Im Aussenkolben 1 befindet sich ein Entladungsgefäss 3· Das Entladungsgefäss 3 enthalt Natrium, Quecksilber und Xenon in einer derartigen Menge, dass im Betriebszustand der lampe der Xenondruck '50 kPA überschreitet. Das Eatladungsgefäss 3 ist mit zwei Elektroden 4 und 5 ausgerüstet, zwischen denen im Betriebszustand der Lampe die Entladung erfolgt. Die Elektrode 4 ist mittels eines Metallstreifens 6 an einen starren Zuführungsleiter 7 angeschlossen, der zu einem Anschlussorgan des Lampensockels 2 führt. Die Elektrode 5 ist ebenfalls über einen Metallstreifen 8 an einen starren Zuführungsleiter 9 angeschlossen, der zu einem anderen Anschlussorgan des Lampensockels 2 führt.

10 ist ein Glimmstarter, mit einer Glashülle 10a. Im Glimmstarter 10 befinden sich zwei Bimetalle 11 und 12, von denen eines mit dem Zuführungsleiter 7 und das andere mit dem Zuführungsleiter 9 verbunden ist.

Das Entladungsgefäss 3 der Lampe besteht aus dichtgesintertem Aluminiumoxid, von dem zumindest 8Q£ der Kristalle eine grösste Abmessung von höchstens 60 Aim besitzen. Die Wandstärke beträgt 0,45 mm.

Für die Herstellung des Eritladungsgefasses würde von einer Mischung von Aluminiumoxidpulver mit 0,1 bis 0,2 Gew. $ an MgO ausgegangen. Die Mischung ist mit einem Binder (beispielsweise Methylzellulose) und Wasser zu einer plastischen Masse geknetet und . anschliessend durch Extrudierung in die gewünschte Ibrm gebracht worden. Dann wurde die extrudierte Pulvermischung einem zweistufen Sinterverfahren ausgesetzt, wie in der DE-PS 2 313 760 beschrieben ist. Hierbei wurde in der ersten Stufe die extrudierte Rohrform in Luft 1 bis 2 Stunden bei einer Temperatur zwischen 1100 und 1400⁰C erhitzt. Ln der zweiten Stufe wurde die Erhitzung bei 1800 bis 1900⁰C 2 bis 6 Stunden unter Einführung von Wasserstoff ausgeführt. Die beschriebene Lampe nimmt im Betriebszustand eine liOLutun,", von 70 W auf und iüt diibei über ein induktives Vorschaltgerät von etwa 0,6 H an eine Wechselspannungsquelle von 220 V, 50 Hz angeschlossen.

PHN 9826 -4~ 08.12.1980 ■"

In nachstehender Tabelle sind in Spalte 1 die wichtigsten Parameter der beschriebenen Lampe und in Spalte 2 die wichtigsten Parameter einer zweiten erfindungsgemässen Lampe angegeben. Die Lampe nach Spalte 2 ist hinsichtlich ihres Aufbaus mit der Lampe nach Spalte 1 identisch, hat jedoch einen anderen -Zenoribetriebsdruck. Vergleichshalber sind in den Spalten 3 und 4 die Parameter zweier Lampen nach dem Stand der Technik erwähnt, wobei das Entladungsgefass eine grössere Wandstärke besitzt lind aus grobkörnigerem Werkstoff aufgebaut ist. Im übrigen entspricht der Aufbau der Lampen nach Spalte 3 und 4 dem der erfindungsgemässen Lampen.

TABELLE

erfindungsgemässe Lampen	Spalte	1	ro	31	1430	j Lampen nach dem	4
	Speisequelle (V/Hz) ,	220/50	220/50	■3,8 : 3,8		J Stand der Technik	220/50
Lampenleistung (W) ^!	70 70	I		3	70
Elektrodenabstand (mm):	31	0,45 j 0,45		220/50	31
Innendurchmesser (mm)	320 . 709	. 110	70	3,3
des Entladungsgefässes_;	i	107	! ⁵¹
Wandstärke (mm) \	. 5,7 . ; 5,7	110	; 3,8	0,6 -
Xenondruck im				709
Betriebszustand (kPa) ;	1460	+1 i	0,6
Gewichtsverhältnis "			320	5,7
Quecksilber: Natrium i
Maximale Wandtemperatur,		5,7	1380
(K)	102
Spezifischer Lichtstrom	97	1420
(Lumen/W):	95
nach 100 Brennstunden			105
nach 2000 Brennstunden	-1		100
nach 3000 Brennstunden	>	97	97
Bogenspannungsänderung		95
nach 2000 Brennstunden	92	-6
(V)
	-4.5

PM 9826 -5*r 08.12.1980

Aus "der Tabelle geht hervor, dass bei den erfindungsgemässen lampen der spezifische Lichtstrom um etwa 5f° höher im Vergleich zu nicht erfindungsgemässen Lampen ist. Es zeigt sich, dass dieser Gewinn an spezifischem Lichtstrom während der Lebensdauer aufrechterhalten bleibt.

In einem anderen Ausführungsbeispiel einer

erfindungsgemässen Lampe besitzt das Eatladungsgefäss eine Wand mit einer Stärke von 0,3 mm. Der Xenondruck im Lampenbetrieb beträgt etwa 1,06 -10 kPa und die maximale ¥andtemperatur etwa

10. 156O°K. Die Lampe nimmt dabei eine Leistung von 70 W auf und hat nach 100 Brennstunden einen spezifischen Lichtstrom von 113 Lumen/W. Mach einer Brenndauer von 2000 Brennstunden beträgt der spezifische Lichtstrom 112 Lumen/W.'

Die Wand des Sitladungsgefässes·besteht aus dichtgesintertem Aluminiumoxid, von dem zumindest 80$ der Kristalle eine grösste Abmessung von höchstens 60 ,um besitzt.

Die Bogenspannung ist nach 2000 Brennstunden um 3 V angestiegen, während die Indizes des Earbpunktes der ausgesandten Strahlung im Zeitraum von 2000 Brennstunden folgende Werte haben:

_ ο Brennstunden χ = 0,544 ; J = 0,425

- 100 Brennstunden χ = 0,544 ; y = 0,425

- 1000 Brennstunden χ =0,541 ; γ = 0,423

- 2000 Brennstunden χ = 0,541 ; y =; 0,424

Dies deutet daraufhin dass die Füllung des Batladungsgefässes • während der. 2000 Brennstunden in der Menge und in der Zusammensetzung nahezu konstant geblieben ist.

Claims

20

25

HiN 9826 ^&- 08.12.1980

PATENTAESHiUCHE:

⁽\y Hbchärucknatriumdampfentladungslampe mit einer im Betrieb aufgenommenen leistung von höchstens 200 ¥, die mit einem zwei • Elektroden aufweisenden Entladungsgefäss aus Keramik ausgerüstet ist, welches Natrium, Quecksilber und Xenon enthält, wobei das Xenon im Betriebszustand einen Druck von zumindest 50 kPa hat,

dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Entladungs-/'""■ gefässes (3) unter 0,5 mm liegt und zumindest 0,2 mm beträgt.
2. . Hochdrucknatriumdampfentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand des Entladungsgefässes (3) aus polykristallinem Werkstoff besteht, von dem zumindest 80$ der Kristalle eine grösste Abmessung von höchstens 60 ,um besitzt.

15

30