DE3135874A1 - Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe - Google Patents

Description

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"Niederdruckquecks i .1 berdampTent ladungs lampe" .

Die Erfindung betrifft eine Niederdruckquecksilberdampf entladungslampe mit einem ein elektrisches Vorschaltgerät einschliessenden Entladungsgefäss, in dem sich die Lampenelektroden befinden und das mit Quecksilber und einem Edelgas gefüllt und derart ausgebildet ist, dass die Entladungsbahn an einer- oder mehreren Stellen Krümmungen aufweist. Eine derartige Lampe ist aus der US-PS 3 899 712 bekannt.

In dieser Patentschrift sind kompakte zylinderförmige Niederdruckquecksilberdampf ent Ladungslainpen beschrieben, die in Leuchten mit Fassungen für Glühlampen für allgemeine Beleuchtungszwecke eingeschraubt werden können. In den erwähnten Lampen ist das zentral angeordnete Vorschaltgerät vom Entladungsgefäss umgeben, das aus zwei sich stellenweise berührenden und sich etwas verjüngenden Glaszylindern besteht, wobei in wenigstens einer der Zylinderwände eine schraubenlinienförmige Rille für die Entladungsbahn angeordnet ist.

Das zentral angeordnete Vorschaltgerät bietet die Möglichkeit, die Abmessungen der Lampe auf ein Minimum zu beschränken und der Lampe die Form einer Glühlampe zu geben. In der bekannten Lampe ist das Vorschaltgerät, das beispielsweise aus einer Anzahl von Windungen aus isoliertem Kupferdraht um einen lamellierten Eisenkern besteht, derart von der Wand des zylinderförmigen Entladungsgefässes umgeben, dass nur an der Oberseite der Lampe eine verhältnismässig kleine Öffnung vorgesehen ist. Hierbei steigt durch die relativ geringe Lüftung die Temperatur des Vorschaltgeräts im Betrieb der Lampe leicht auf einen unerwünscht hohen Werf: an. Eine zu hohe Betriebstemperatur des Vorschaltgeräts führt zum Angriff der Isolierung des Kupferdrahts und zur Reduzierung der Ausbeute des Vorschaltgeräts. Dazu kommt, dass die Temperatur im Entla-

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dungsgefäss durch Wärmestrahlung· des Torschältgeräts auf einen so hohen Wert ansteigt, dass der optimale Quecksilber dampfdruck für eine möglichst günstige Umwandlungsausbeute der der Lampe zugeführten elektrischen Leistung in Ultraviolettenstrahlung überschritten wird. Hierdurch sinkt die Lichtausbeute und die Ausbeute der Lampe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe mit einem das Vorschaltgerät umgebenden Entladungsgefäss zu schaffen,

]q bei der die Effekte durch die Wärmeentvicklung im Vorschaltgerät auf der Lichtausbeute und der Ausbeute der Lampe stark reduziert sind.

Diese Aufgabe wird bei einer .Yiederdruckqiiecksilberdampfentladungslampe eingangs erwähnter Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen dem Entladungsgefäss und dem Vorschaltgerät ein mit einem möglichst grossen Teil dje^r^Ajis senf lache des Vorschaltgeräts in Berührung stehender dünnwandiger Körper aus gut wärmeleitendem Werkstoff vorgesehen ist, welcher mit einem Kragen -versehen ist, der sich bis zur vom Vorschaltgerät abgekehrten Wand der Lampe zum Ableiten der vom Vorschaltgerät entwickelten Wärme erstreckt.

Die Temperatur im Entladungsgefäss und im Vorschaltgerät einer erfίndungsgeraässen Lampe hat nach wie vor im Betrieb einen derartigen Wert, dass die Lampenausbeute (einschl. des Vorschaltgeräts) möglichst vorteilhaft ist. Die Lebensdauer der Lampe wird nicht mehr durch einen infolge hoher Betriebstemperatur vorzeitigen Ausfall des Vorschaltgeräts beeinflusst. In einem praktischen Ausführungsbeispiel ist das Vorschaltgerät fest mit dem Entladungsgef äss verbunden. Ferner wird vermieden, dass der Quecksilberdampfdruck im Entladungsgefäss durch die vom Vorschaltgerät herrührende Wärmestrahlung auf einen zu hohen Wert ansteigt. Xn der Lampe wird oft ein blockförirriges Vorschaltgerät benutzt, das aus einem lameliier ten Eisenkern mit .einer Wicklung aus Isoliertem Kupferdraht besteht. Der dünnwandige Körper liegt dabei an nahezu allen aufeinanderfolgenden Rändern der Eisenlamellen, sodass

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die Wärme vom Körper schnell abgeleitet werden kann. Dies ist insbesondere wichtig bei Vorschaltgeräten, bei denen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Lamellen eine dünne Isolierschicht vorhanden ist, wodurch der Wärmefluss ohne anliegenden Kühlkörper in Richting senkrecht auf die Oberfläche der Lamellen stark erschwert werden würde. Bei einer erfindungsgemässen Lampe steht nahezu jede Lamelle in Wärmekontakt mit dem Körper, wodurch über die ganze_ Oberfläche des Vorschaltgeräts eine gute Wärmeableitung entsteht. Zufriedenstellende Ergebnisse wurden mit einem dünnwandigen Körper erreicht, der an zumindest etwa 75/^ der Gesamtoberfläche des Vorschaltgeräts anliegt.

Der für die Wärmeableitung zur Umgebung der Lampe erforderliche Kragen ist beispielsweise mittels einer Punktschweiss- oder Kittverbindung als getrennter Teil an dem das Vorschaltgerät umgebenden Teil des Körpers befestigt. Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung bildet der Kragen eine Einheit mit dem übrigen Teil des Körpers, der am Vorschaltgerät anliegt. Hierbei ist der Kragen beispielsweise ein umgekrempelter Teil der Wand eines bzw. einer aus einer Aluminiumplatte extrudierten, um das Vorschaltgerät herum angeordneten Zylinders bzw. Buchse, Derartige Buchsen lassen sich leicht in grossen Mengen herstellen. Aluminium ist leicht verformbar, hat ein geringes Gewicht und ist ein guter Wärmeleiter.

Der Kragen kann ferner als Teil der· Wand eines Lampenfusses ausgebildet sein, in dem sich beispielsweise ein Starter befindet= Dabei greift der Kragen um den nahe beim Lampenfuss liegenden Teil des Entladungsgefässes und erstreckt sich bis zum Aussenumfang des Entladungsgefässes, das auch die Aussenwand der Lampe bildet, wodurch die Wärmeableitung sowohl durch Strahlung als auch durch Konvexion möglichst vor beilhaft wird. Der erwähnte Kragen kann dort beispielsweise mit einer geriffelten Oberfläche oder mit anderen Mitteln zur Yergrösserung der Strahlungsabgabe versehen sein, z.B. mit einem auf die Aussenwand des Kragens aufgetragenen organischen Lack, der gleichzeitig zur Erhöhung der Berührungssicherheit der Lampe

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dient. Es wurde gefunden, dass bei Lampen mit einer Form nach DE-OS 2 904 864, bei denen das Vorschaltgerät von einem kuppeiförmigen Entladungsgefäss umgeben ist, ein Unterschied zwischen der Temperatur des Vorschaltgeräts (heisseste Stelle) und der Temperatur der Aussenwand des Kragens von etwa 20 C erreicht werden konnte. Auch bei Lampen mit einer Form nach DE-OS 2 $kZ 846, bei denen ein zentral angeordnetes Vorschaltgerät von, einem rohrförmigen, mehrfach gefalteten Entladungsgefäss mit einem um dieses angeordneten Aussenkolben umgeben ist, ist mit Hilfe einer um das Vorschaltgerät angeordneten Buchse mit Kragen, der um die Wand des Aussenkolbens greift, ein vergleichbarer Temperaturunterschied erreichbar.

Bei einer Ausf ührungsform einer erfindungsgemässen Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe ist zwischen der Wand des Körpers und der Oberfläche des Vorschaltgeräts eine dünne Schicht aus elektrisch isolierendem Werkstoff beispielsweise eine Nylonfolie, zur Erhöhung der Berührungssicherheit der Lanipe angeordnet. Es ist dann nicht notwendig, zusätzliche Massnahmen zu diesem Zweck an der Aussenwand des Kragens zu tx-ef fen.

Bei einer anderen Ausführungsfοrm der erfindungsgemässen Lampe befindet sich zur Erhöhung der Lichtausbeute eine reflektierende Schicht an dem dem Etttladungsgefäss zugewandten Wandteil des Körpers, welche Schicht beispielsweise aus Titandioxid besteht.

Bei einer besonderen Ausführungsform einer erfindungsgemässen Lampe ruht ein Teil der Wand des Körpers stellenweise an einem Vorsprung in der Wand des Entladurigsgefässes, in welchem Vorsprung sich Amalgam befindet, beispielsweise ein Amalgam, das aus Quecksilber, Indium und , Wismut besteht. Die guten wärmeleitenden Eigenschaften des Körpers werden dazu ausgenutzt, die Wand des Vorsprungs des Ehtladungsgefässes auf einer verhältnismässig niedrigen Temperatur zu halten. Der Quecksilberdampf druck im Entladungsgefäss wird im Betrieb der Lampe auf dem bereits erwähnten konstanten Wert (etwa 6x10^ Torr) mit Hilfe des Amalgams gehalten, das sich an der verhältnismässig kühlen

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Wand des Vorsprungs befindet. Zur Kühlung der Wand des Vorsprungs ist der dünnwandige Körper beispielsweise mit einem bzw. einer um den Vorsprung greifenden Metallband oder Metallfolie versehen. Weiter ist es denkbar, dass zwischen der Wand des Körpers und dem Vorsprung eine ausgehärtete wärmeleitende Paste oder ein ebensolcher Kitt vorgesehen ist. In einer praktischen Ausführungsform befindet sich zwischen dem Körper und dem Vorsprung ein Knäuel oder ein Propfen aus Aluminiumfolie.

Erf indungsgemässe Lampen dienen als Alternative für Glühlampen, insbesondere an Stellen und in Leuchten, an bzw. in denen durch die geringe Belüftung die Temperaturen auf ziemliche hohe Werte ansteigen. Die Ausbeute der erfindungsgernässen Lampen ist nicht nur im Vergleich zu Glühlampen, sondern auch im Vergleich zu anderen kompakten Entladungslampen vorteilhaft.

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht einer ISTiederdruckqueeksilberdampfentladungslampe,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Lampe nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Ebene III-III der Lampe nach Fig. 1 .

Die Lampe nach Fig. 1 besitzt ein um ein elektrisches Vorschaltgerät 10 liegendes zylinderförmiges, einseitig kugelförmig abgeschlossenes Entladungsgefäss, von dem in Fig. 1 nur die Aussenwand 1 sichtbar ist, welche auch die Aussenwand der Lampe ist. Die Lampe enthält weiter eine ebenfalls zylinderförmige, einseitig kuppeiförmig abgeschlossene Wand 2 (siehe Fig. 2 und 3)· Die Wände 1 und 2 bilden das Entladungsgefäss und sind nahe ihren Rändern 3 gasdicht miteinander verbunden, beispielsweise mit Hilfe eines Glasemails. In der Wand 2 befindet sich eine Rille h, die an einigen Stellen gekrümmt ist, sodass die Entladungsbahn zwischen den Elektroden 5 und b gefaltet ist (Fig. 3)" Die Elektrode 6 ist in Fig. 1 nicht sichtbar.

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Die Entladungsbahn wird von der Rille 4 in der Wand 2 und von den gegenüber der Rille 4 liegenden Wandteilen der Aussenwaad 1 begrenzt.-Die Entladungsbahn ist in Fig. 1 als dunkler Streifen sichtbar» Bei einer praktischen Äusführungsform sind nur diese der Entladungsbahn zuge^ wandten Wandteile mit einer Leuchtstoffschieht bedeckt (in Fig. 3 als fetter Streifen 7a dargestellt), während die Teile der Wand 2, die zwischen den Rillenabschnitten 4 (?t>) und die diesen gegenüber liegenden Wandteile (7c) der ,Aussenwand 1, die in'sehr geringem Abstand voneinander liegen und einen Spalt bilden, frei von Leuehrstoff sind (eine derartige Lampe ist in DE-OS 2 9O4 864 beschrieben). Im Entladungsgefäss befindet sich weiter Quecksilber und ein Edelgas. Die Lampe enthält weiter einen Lampenfuss 8 mit Sockel 9j so dass die sich zum Einschrauben in Fassungen für Glühlampen eignet. Im Lampenfuss befindet sich beispielsweise ein Starter. Das elektrische Vorschaltgerät -10 (Fig. 2) besteht aus einigen Findungen aus isoliertem Kupferdraht 11 um einen blockförmigem Ia-

mellierten Eisenkern 12. . ■

^; Zwischen der Wand 2 und dem Vorschaltgerät 10 befindet sich ein an einen möglichst grossen Teil der Aussenfläche des Vorschaltgerät 10 anliegender, buchsenförmiger dünnwandiger Körper 13 aus gut wärmeleitendem Werkstoff, z.B. Aluminium. Der Körper 13 lxegt in diesem Ausführungsbeispiel an etwa 85 ⁰Jo der Aussenf lache des Vorschaltgeräts 10 an, die von den Rändern 12a, b, c, usw. der Kernlamellen gebildet wird. Der Körper 13 Ast mit einem an ihm befestigten Kragen i4 ebenfalls· aus Aluminium versehen, der sich, bis zu der vom Vorschaltgerät 10 abgekehrten Wand 1 des Entladungsgefässes erstreckt. Auf diese Weise wird die im Vorschaltgerät 10 entwickelte Wärme zur Umgebung der Lampe abgeleitet. Praktisch dient der Körper 13^;als Kühlungsfahne. Der Kragen 14 ist weiter mit einem hochstehenden Rand T5 versehen, mit dem der Körper 13 am Entladungsgefäss (1 ,2)bef estigt ist. Der Fuss 8 ist ebenfalls am Kragen 14. befestigt. Zwischen der Wand des Körpers 13 und der Aussenwand. des Eisenkerns'12 ist eine

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elektrisch, isolierende Kunststoffolie 16 (in der Zeichnung gestrichelt dargestellt) mit einer Dicke von etwa 0,2 mm vorgesehen, um die Berührungssicherheit der Lampe zu gewährleisten. Die Folie 16 steht eine gute Wärmeableitung nicht im Wege, da ein möglichst grosser Teil des Körpers 13 am Vorschaltgerät TO anliegt. Der Werkstoff der Folie 16 ist derart gewählt, dass der Temperaturgradient zwischen dem Vorschaltgerät 10 und dem Körper 13> gemessen über einen Weg quer zur Folienoberflache _f klein ist.

Der Aussenwand des Aluminiumkörpers 13 ist mit einer reflektierenden Schicht 18 aus Titandioxid zur Erhöhung der Lichtausbeute der Lampe bedeckt. Der Körper kann in Höhe der Entladungsbahn mit einer besonderen Lextschicht zur Erleichterung der Zündung der Lampe versehen sein.

Ein Teil des Kragens 14 erstreckt sich bis nahe einem Vorsprung 19 in der Wand 2 des Entladungsgefässes, in welchem Vorsprung sich ein Amalgam 20 befindet, das den Quecksilberdampfdruck im Entladungsgefäss auf einem konstanten Wert hält. Praktisch ist dieser Vorsprung 19 ein Teil eines Pumprohres, das bei der Herstellung der Lampe zum Pumpen des Entladungsgefässes benutzt wurde. Die Wand des Vorsprungs 19 wird von dem Kragen 14. auf einer für einen optimalen Quecksilberdampfdruck vorteilhaften Temperatur mit Hilfe eines Pfropfens 21 aus Aluminiumfolie gehalten, der zwischen den Vorsprung 19 und den Kragen 14 gedruckt ist. Der Vorteil eines derartigen Pfropfens 21 besteht darin, dass er den Vorsprung 19 gut einschliesst und gut wärmeleitend ist. Das Amalgam 20 besteht beispielsweise aus einer Legierung mit Indium und Wismut.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel ist die Länge der vollständigen Lampe (also einschliesslich des Lampenfusses) etwa 10 cm. Der Aussendurchmesser des Lampengefasses betrug etwa 6 cm. Durch die Krümmung der Rille mit der Entladungsbahn an mehreren Stellen (beispielsweise an drei Stellen, die nahe dem Lampenfuss liegen)

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beträgt die Gesamtlänge der Entladungsbahn etwa- 4o cm. Die Abmessungen des Vorschaltgeräts becrugen 34 χ 34 χ 50 mm. Die Abmessungen des büchsen!" örmigen Kühlkörpers 13 betrugen 34,5 χ 3^>5 x 64 mm, seine fandstärke etwa T mm. Unter Bedingungen wie bei einer Lampe nach DE-OS 2 904 864 (zugeführte Leistung zur Lampe einschliesslich.des Vorschaltgeräts 20 W) war die Energieverlustleistung im Vorschaltgerät etwa 6,5 W, wobei der Temperaturunterschied λ_Τ zwischen der heissesten Stelle im Vorschaltgerät (an der Stelle der Wicklung) und'dem Aussenwand des Kragens etwa 20 C betrug. Zwischen dem Kühlkörper und dem Vorschaltgerät befindet sich eine dünne Kunststoffolie mit einer Dicke von etwa 0,2 mm zur Erhöhung der Berührungssicherheit der Lampe.

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Claims (1)

1. PHN 9835 <y 28Λ. 1981.

   PATENTANSPRUCHE s

   h J Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe mit einem ein elektrisches Vorschaltgerät (1O) einschliessen— den Entladungsgefäss (1,2), in dem sich die Lampenelektroden (5s 6) befinden und das mit Quecksilber und einem Edelgas gefüllt und derart ausgebildet ist, dass die Entladungsbahn (4) an einer oder mehreren Stellen gekrümmt ist, dadurch gekennzeichnet;, dass zwischen dem Entladungsgefäss (1,2) und dem Vorschaltgerät (1O) ein mit einem möglichst grossen Teil der Aussenfläche des Vorschaltgeräts (1O) in Berührung stehender dünnwandiger Körper (13) aus gut wärmeleitendem Werkstoff -vorgesehen ist, welcher mit einem Kragen (1k) versehen ist, der sich bis zur vorn Vorschaltgerät abgekehrten Wand ( 1 ) der Lampe zum Ableiten der vom Vorschaltgerät (1O) entwickelten Wärme erstreckt»

   2= Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe nach Anpsruch 1_S dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (13) aus Aluminium besteht,
   3° Ni ed erdruckq^^ecksilberdampf entladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (13) aus einer um das Vorschaltgerät (1O) herum angeordneten Buchse besteht.

   hο Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 1, 2 oder 3p dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem Körper (13) und dem Vorschaltgerät (1O) eine elektrische Isolierschicht (16) befindet» 5» Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 1₉ 2_S 3 oder k, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (I3) auf seiner dem Entladungsgefäss '(1,2) zugewandte Seite mit einer reflektierenden Schicht (18) versehen ist»

   6= Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 1, 2, 3, k oder 5, dadurch gekennzeichnet,

   PHN. 9835 J^-T?- " "²⁸·^- 1981.

   dass der Kragen (i^) des Körpers (13) stellenweise an einem Vorsprung (19) in der Tfand des Eiitladungsgef äs s e s (i,2) ruht, in welchem Vorsprung (19) sich ein Amalgam (20) befindet. 7- Niederdrucicquecksilberdampf entladungslampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Kragen (1^) und Vorsprung (19) ein Pfrop±'en (21.) aus Aluminiumfolie vorgesehen ist.