DE3200698A1

DE3200698A1 - Hochdruck-natriumdampflampe

Info

Publication number: DE3200698A1
Application number: DE19823200698
Authority: DE
Inventors: Béla Dipl.-Ing. Dr. 1028 Budapest Kerekes; Endre Dipl.-Chem. 1115 Budapest Oldal
Original assignee: Egyesuelt Izzolampa es Villamossagi Rt
Current assignee: Egyesuelt Izzolampa es Villamossagi Rt
Priority date: 1981-01-13
Filing date: 1982-01-08
Publication date: 1982-10-14
Also published as: ES8303816A1; BE891763A; ES508622A0; SE8200110L; HU181262B; FR2498014A1; FR2498014B3; JPS57145263A; NL8200077A; RO84270A; AU7944582A; DD201955A5; YU8382A; GB2092822A; IT8247530A0; RO84270B

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Natriumdampflampe, die mit einem an einer Fassung oder einer Armatur anschließbaren Lampensockel, mit einem gegenüber dem umgebenden Luftraum hermetisch abgesperrten lichtdurchlässigen Kolben und mit einem in dem Kolben befindlichen, mittels Stromeinleitungen angeschlossenen, Edelgas und Metallzusätze, insbesondere einen Natrium, Kadmium und/oder Quecksilber enthaltende Füllung aufweisenden, höchstens 5,5 mm inneren Durchmesser besitzenden, im wesentlichen rohrförmigen, transparenten oder durchsichtigen, aus Aluminiumoxyd hergestellten Entladungsgefäß versehen i::l, wobei das Entladungsgefäß mit an den Stromeinleitungen angeschlossenen Elektroden versehen ist.

Die erfindungsgemäße Hochdruck-Natriumdampflampe ist aus Bestandteilen aufgebaut, die mittels konventioneller Produktionsstraßen herstellbar sind, und weist eine mit Glühlampen gleichwertige Lichtwiedergabe und Farbtemperatur auf.

Hochdruck-Natriumdampflampen mit sehr guten Parametern der Lichtausbeute sind schon in großem Maße für Außen- und industrielle Beleuchtungszwecke verwendet. Wegen ihrer sehr niedrigen Farbtemperatur (ca. 2000° K) und ungünstigen Farbwiedergabe (der allgemeine Farbenwiedergabe-Index beträgt ca. 20) sind diese Lampen für Innenraumbeleuchtungszwecke nicht verwendet worden. Diese Beschränkung in der Verwendung beruht darauf, daß Hochdruck-Natriumdampflampen mit glühlampenähnlichen Parametern, wie Lei-

stungsaufnähme, äußere Abmessungen, Konstruktionsaufbau und optische Eigenschaften durch Anwendung der zur Herstellung von Glühlampen verwendeten Einrichtungen bis jetzt nicht hergestellt werden konnten. 5

Um Hochdruck-Natriumdampflampen mit konventionellen Glühlampen konkurrenzfähig zu machen, ist ein solches Entladungsgefäß herzustellen, das die Glühwendel bisheriger Glühlampen ersetzen kann, d.h. daß anstelle der Glühwendel ein Entladungsgefäß angeordnet werden kann. Die bekannten herkömmlichen Entladungsgefäße mit 6-8 mm innerem Durchmesser sind für diesen Zweck nicht verwendbar, weil höchstens nur 5,5 mm inneren Durchmesser aufweisende Entladungsgefäße in Frage kommen. Es ist ferner zweckmäßig, in dem das Entladungsgefäß ausfüllenden Metallzusatz, den Quecksilbergehalt wenigstens teilweise durch Kadmium zu ersetzen, um weißeres Licht erhalten zu können.

Aus der US-PS 14,14-6,813 ist eine Hochdruck-Natriumdampflampe bekannt geworden, die ein Entladungsgefäß aufweist, dessen größter innerer Durchmesser weniger als 5 mm beträgt. Die so ausgebildete Lichtquelle hat zwar eine gute Lichtausbeute, aber die Spitzenentfernung zwischen den Elektroden ist derart, daß die üblichen für Lampen geltenden Bedingungen nicht erfüllt werden können.-

Zur Erhöhung der Farbtemperatur und des Lichtwiedergabeindexes von Hochdruck-Natriumdampflampen ist die Anwendung der "Überlastung" eine wohlbekannte Maßnahme. In diesem Falle ist aber mit einem geringen Absinken der Lichtausbeute zu rechnen, und zwar wegen des erhöhten Betriebsdrucks. Wo in farbentechnischem Sinne höhere Ansprüche vorliegen, kann man durch diese Lösung Natriumdampflampen mit zufriedenstellendem Hochdruck

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nicht erzeugen, da die zulässige maximale Temperatur des Kolbens des Entladungsgefäßes um 125O°C liegt. Bei höheren Temperaturen fängt das Aluminiumoxyd-Material des Entladungsgefäßes in dem Maße an zu verdampfen, daß am Jj äußeren Kolben ein Niederschlag zustande kommt, wodurch der äußere Kolben trüb wird. Die Kolbentemperatur der konventionellen Entladungsgefäßes liegt in der Nähe des Entladungsbogens sehr nahe am kritischen Wert.

Die US-PS 3,89 8,504 beschreibt einen Vorschlag für die Herstellung von Hochdruck-Natriumdampflampen mit guter Farbwiedergabe, angenehmerer Farbe und erwünschter hoher Lebensdauer. Bei dieser bekannten Lampe ist der für Hochdruck-Natriumdampflampen vorbestimmter minimaler Innendurchmesser des Kolbens in kleinem Maße überschritten. Dieser minimale innere Durchmesser ist in zahlreichen Ausführungsbeispielen um 6-8 mm größer als der Durchmesser der herkömmlichen Kolben. Obwohl Hochdruck-Natriumdampflampen mit einem solchen Entladungsgefäß die gestellte Aufgabe erfüllen, liegt ihr Nachteil darin, daß ihre Herstellung nicht mit den für herkömmliche Glühlampen verwendeten Maschinen erfolgen kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Hochdruck-Natriumdampflampe, die Glühlampencharakter aufweist, die die Anwendung von genügend großem Druck ermöglicht, eine Farbtemperatur, die über 2000° K liegt, ermöglicht, und deren allgemeines Farbwiedergabe-Index höher als 20 ist, wobei die Kolbentemperatur des Entladungsgefäßes unterhalb der zulässigen maximalen Temperatur liegt.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß auch diejenigen Entlddungr.gcf äße , deren größter innerer Durch mo finer kleiner als 5,5 mm ist, für allgemeine Beleuchtungszwecke, 5 und zwar für die Herstellung von Hochdruck-Natriumdampf-

lampen geeignet sind, und zwar in dem Falle, wenn die Entfernung zwischen den Elektroden (in dieser Lampe) unter vorgegebenen Grenzen abgekürzt ist. Auf diese Weise geht nämlich di<* Entladung von der sogenannten "kolbeiiütabilisierter" Form in die sogenannte "elektrodenstabilisierte" Form über, wo der Temperaturgradient in der Nähe des Kolbens weniger steil ist, d.h. die Wärmeübergabe zu der Wand geringer wird. Der Bogen zwischen den Elektroden im Raum ist dadurch stabilisiert, daß die Bogenspannung in Abhängigkeit von der Ablenkung derjenigen Geraden, die die beiden Elektroden verbindet, zunimmt, wobei im Falle der "kolbenstabilisierten" Bogenentladung der verhältnismäßig hohe Temperaturgradient in der Nähe des Kobens der stabilisierende Faktor der Bogenentladung ist. Auf diese Weise kann durch Anwendung der elektrodenstabilisierten Entladung die Kolbentemperatur im bedeutenden MaRe herabgesetzt sein, wobei aber diese Herabsetzung nicht beliebig groß sein kann, da die entsprechende Temperatur des Kolbens auch ein wichtiger Faktor ist, um den gewünschten Betriebsdruck sichern zu können. Der Dampfdruck der Zusatzmetalle kann unterhalb 125 0 C den gewünschten Druck praktisch immer hervorrufen.

Aufgrund der oben erwähnten Erkenntnis wurde eine Hochdruck-Natriumdampflamp geschaffen, die einen an einer Fassung oder einer Armatur anschließbaren Sockel, einen gegenüber dem umgebenden Luftraum hermetisch abgesperrten lichtdurchlässigen Kolben, ein in dem äußeren Kolben am Lampensockel durch Stromeinleitungen angeschlossenens, Edelgas und Metallzusätze, besonders Natrium, Kadmium und/oder Quecksilber haltige Füllung, höchstens 5,5 mm inneren Durchmesser besitzendes, im wesentlichen rohrförmiges, transparentes oder durchsichtiges, aus Aluminiumoxyd hergestelltes Entladungsgefäß aufweist, wobei das Entladungsgefäß mit an 5 den Stromeinleitungen angeschlossenen Elektroden versehen

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ist. Erfindungsgemäß beträgt die Spitenentfernung zwischen den Elektroden höchstens das 5 ,5fache des größten inneren Durchmessers des Entladungsgefäßes.

Durch diese Lösung wird erreicht, daß die Kolbentempera-tür des Entladungsgefäßes während des Betriebes den 1250 C Wert nicht überschreitet, wobei aber der Farbtemperaturwert der Lampe höher als 2000⁰K ist. Der allgemeine Färbwiedergabe-Index ist 20. Die elektrodenstabilisierte Bogenentladungsform in der Natriumdampflampe gemäß der Erfindung kann besonders in solchen Bogenvariationen markant beobachtet werden, wenn die Leistungsaufnahme höchstens 100 W ist. Diese erfindungsgemäße Natriumdampflampe kann mit drehkörperförmigem äußerem Kolben von Gl(.lhlamp«η mit. höchstens 70 mm Durchmesser hergestellt werden, wobei <J<ir. im wesentlichen rohrförmige Entladungsgefäß vorzugsweise in der Längsachse der Lampe oder senkrecht dazu angeordnet ist.

Die Hochdruck-Natriumdampflampe gemäß der Erfindung enthalten ein strombegrenzendes, gegebenenfalls gleichzeitig Zündimpulse abgebendes Schaltungselement, z.B. einen mit Halbleiterelementen ausgebildeten Hochfrequenzumwandler, der vorzugsweise mit einer Betätigungseinheit verbunden ist, die vorzugsweise an den äußeren Kolben anpaßbar ist, gegebenenfalls mit dem letztgenannten und/oder mit dem Sockel zusammen in einer kompakten F.inliei t" nngpordnet is

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert. Ea zeigen

Fig. 1 das Schema eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Hochdruck-Natriumdampflampe, die durch die sogenannte Kreuzmontierung hergestellt und 5 teilweise mit (auf der Zeichnung an einer Stelle

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entfernt) Spiegelüberzug versehen ist, und

Fig. 2 das Schema eines anderen Ausführungsbeispieles der Hochdruck-Natriumdampflampe, wobei das rohrförmige h Entladungsgefäß in der Längsachse der Lampe angeordnet ist.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Hochdruck-Natriumdampflampe, die pilzförmig ist, und bei der das Entladungsgefäß 4 in einem Kolben 1, der im allgemeinen für herkömmliche mit Kryptonfüllung versehene Glühlampen verwendet wird und einen Gewindesockel 3 aufweist, angeordnet ist. Das Entladungsgefäß 4 ist am Lampengestell 2 auf herkömmliche Weise angeordnet. Der Kolben 1 ist in einem Bereich, der sich über den größten Durchmesser der Lampe erstreckt, mit einem licht- und wärmerückstrahlenden inneren Spiegelüberzug 11 versehen. An den Enden von im Gestell 2 auf bekannte Woiüo eingebauten stromeinleitenden -Haltern 5,6 ist das Entladungsgefäß 4 durch Schweißverbindung mit Hilfe von die Gefäßenden umschließenden Schellen M-I, 42 in Querrichtung zur Längsachse des Kolbens 1 befestigt. Stromeinleitungen 4-3, 44, die an die Elektroden des Entladungsgefäßes 4 angeschlossen sind, sind elektrisch auch an den Haltern 5,6 (oder an den Schellen 41, 42) angeschlossen. Der größte Durchmesser des mit durchsichtiger oder transparenter Wand hergestellten rohrförmigen Entladungsgefäßes 4 beträgt 5,5 mm, wobei seine Länge 24 mm ist, und die Gesamtlänge des Entladungsgefäßes 4 mit dem Gebiet, das von den Stromeinleitungen 43, 44 "eingenommen wird, insgesamt 31 mm 1st. Die Cpitzenentfernung zwischen den in der Zeichnung nicht gezeigten Elektroden des Entladungsgefäßes 4 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 16 mm. Das Entladungsgefäß 4 ist mit Xenon und mit einer 8 Gew.-% Natrium enthaltenden Natrium-Kadmiumlegierung gefüllt. Es beträgt die Farbtemperatur der auf diese Weise hergestellten Lichtquelle

250O⁰K, der Lichtstrom 2300 lumen und die Brennspannung 55 V. Die elektrische Leistungsaufnahme ist 35 W. Diese Lampe hat eine viermal so hohe Lichtausbeute, wie eine ähnlich aussehende konventionelle 40 W-Glühlampe. 5

Fig. 2 zeigt eine im Sinne der Erfindung ausgebildete Lampe, die hinsichtlich der Hauptkonstruktionselemente der Lampe gemäß Fig. 1 gleicht bzw. dieser Lampe sehr ähnlich ist. Bei dieser Ausführungsform ist das rohrförmige Entladungsgefäß 4 in einen normalen Lampenkolben eingesetzt, der über einen kugelförmigen Domteil mit ca. 60 mm maximalen Durchmesser ausgebildet ist. Das Entladungsgefäß 4 i«t mit seiner Längsa^ln^» in Richtung der Längsachse der Lampe angeordnet, und an den stromeinleitenden Haltern 5,6 durch die Schellen 41, 42 mittels Schweißung fixiert. Auf diese Weise ist hier mittels der herkömmlichen Lampenherstellungstechnologie statt einer Glühwendel das Gestell 2 mit dem Entladungsgefäß 4 montiert. Nach dem Einsetzen des Gestelles 2 in den Kolben 1 wird die Lampe ausgepumpt, gegebenenfalls mit inertem Gas gefüllt, wonach der Lampensockel 3 mit hitzehärtbarem Kitt angeklebt wird, was ein an sich bekanntes Verfahren darstellt. Auf diese Weise wird die Lampe gemäß der Fig. 2 hergestellt. Das Entladungsgefäß 4 wurde in

7^r> dicsom Falle aun einem 4,7 mm inneren Durr'hninnr.er' besitzenden, 30 mm langen polykristallinen Aluminiumoxydrohr hergestellt. Die Spitzenentfernung der in die Rohrenden vakuumdicht eingebauten Elektroden beträgt 20 mm. Das Entladungsgefäß 4 enthält eine Xenonfüllung, deren Druck bei Raumtemperatur 20 Torr ist und die 25 Gew.-% Natrium, 5 Gew.-% Kadmium und 20 Gew.-% Quecksilber als Entladungszusatzmaterialien enthält. Bei dieser Ausführung der Lampe beträgt der Lichtstrom 2700 lumen, die Brennspannung 100 V, die Leistungsaufnahme 40 W und die Färbtemperatur 25 5 0 K.

Die Lichtausbeute ist also 67,5 lumen/W. Bei den beiden

Ausf ührungr;beispielen hat sich als vorteilhaft erwiesen, j η dem Kolben 1 ein die Reinheit des Füllgases und des Vakuumraumes sicherndes Getter zu verwenden. Die Lampen gemäß der Erfindung können mit konventionellen, bei Hochdruck-Gasentladungslampen im allgemeinen verwendeten Vorschal tgeräten und Zündeinheiten in Betrieb gesetzt werden. Es können durch die Anwendung dieser Vorschaltgeräte kompakte Einheiten ausgebildet werden, entweder durch lösbare Verbindung oder durch gemeinsame unlösbare Konstruktionselemente, die aus einem mit Halbleitern ausgeführten Hochfrequenzumwandler und/oder anderen strombegrenzenden Elementen bestehen, die gegebenenfalls Zündimpulse abgeben können. Diese Einheiten werden an die Abmessungen und an d i.c Form der Lampe angepaßt. Die ■ letzterwähnten Elemente können teilweise oder gänzlich um den Halsteil des Kolbens 1 und/oder im Lampensockel angeordnet sein oder letzterem angepaßt werden.

Claims

Unsere Zeichen

Pr/Ka/34.017-272

Egyesült Izz6lämpa es Villamossägi RT. Väci ut. 7 7
H-1340 Budapest

Hochdruck-Na tr iumdamp f1ampe

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Patentansprüche:

/1/ Hochdruck-Natriumdampflampe, die mit einem an einer Fassung oder einer Armatur anschließbaren Lampensockel, mit einem, gegenüber dem umgebenden Luftraum hermetisch abgesperrten lichtdurchlässigen äußeren Kolben und mit einem in dem Kolben befindlichen, mittels Stromeinleitungen angeschlossenen, Edelgas und Metallzusätze, insbesondere einen Natrium, Kadmium und/oder Quecksilber enthaltende Füllung aufweisenden, höchstens 5,5 mm inneren Durchmesser besitzenden, im wesentlichen rohrförmigen, durchsichtigen oder transparenten, aus Aluminiumuxyd hergestellten Entladungsgefäß versehen ist, wobei das Entladungsgefäß mit an den Stromeinleitungen elektrisch angeschlossenen Elektroden ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzenentfernung der Elektroden das 5,5fache des größten Durchmessers des Entladungsgefäßes (4) ist.

TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO 1-85644 INVENTION BERLIN BERLINER BANK AG. P. MEISSNER, BLN-W ncni im mn/not an 77 hp Rt in .11 4047 57-1DS

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2. Hochdruck-Natriumdampflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß (4·) in der Längsachse oder quer zur Achse des drehkörperförmigen äußeren Kolbens (1) angeordnet ist.
3. Hochdruck-Natriumdampflampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe über eine Schaltungsanordnung verfügt, die an den äußeren Kolben (1) anpaßbar ist und die ein strombegrenzendes, gegebenenfalls auch Zündimpulse erzeugendes Schaltgerät besitzt.
4. Hochdruck-Natriumdampflampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung mit einem Halbleiterelemente enthaltenden Hochfrequenzumwandler versehen ist.
5. Hochdruck-Natriumdampflampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauerbetriebs-Ieistungsaufnahme des Entladungsgefäßes (4) höchstens 100 W ist.
6. Hochdruck-Natriumdampflampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Querschnittsbemessung in senkrechter Richtung des äußeren

?f) Kolbens (1) 70 mm ist.