DE3518417A1 - Hochdruck-natriumdampflampe mit verbessertem farbwiedergabeindex - Google Patents

Description

HOCHDRUCK-NATRIUMDAMPFLAMPE MIT VERBESSERTEM FARBWIEDERGABEINDEX

Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Natriumdampflampe mit verbessertem Farbwiedergabeindex, die in einer äußeren Glocke ein keramisches Entladungsgefäß mit wenigstens zwei Elektroden sowie zwei Stromzuleitungen zur Stromversorgung der Elektroden enthält, wobei die äußere Glocke mit einer aus zumindest einem Zusatzstoff, in Form eines Amalgams eingeführten Natrium sowie einem Zündgas bestehenden Füllung versehen ist (s. IES Lighting Handbook, 1981, Seiten 8 bis 42). Die erfindungsgemäße Anordnung ist insbesondere bei Hochdruck-Natriumdampflampen niedriger Leistung (von 16 bis 100 W) zur Verbesserung des Farbwiedergabeindexes geeignet.

Bei der Projektierung von Hochdruck-Natriumdampflampen hoher Farbenwiedergabe sowie einer den Glühlampen nahen, etwa 2500 K betragenden Farbtemperatur sind die theoretischen Möglichkeiten der Verbesserung der Parameter dem Fachmann bekannt: Die Temperatur des Endbereiches (der sog. Kaltkammer) des Entladungsgefäßes soll erhöht werden und damit der Dampfdruck des Natriums einen höheren Wert erreichen als bei niedrigeren Temperaturen. Die Erhöhung des Dampfdruckes des Natriums bewirkt eine Ausbreitung des Spektrums des ausgestrahlten Lichtes, was zur Verbesserung der Farbwiedergabe führt. Bei Hochdruck-Natriumdampflampen von 100 W überschreitender Leistung wird die zur Verbesserung des Farbwiedergabeindex notwendige Erhöhung der Temperatur der Kaltkammer in erster Linie dadurch gewährleistet, daß an den Enden des Entladungsgefäßes metallische Wiegen angeordnet werden, die aus einem Metallblech (z.B. aus Niob) bestehen und die Infrarot-Emissionsfähigkeit der Endbereiche vermindern. Eine solche Lösung ist z.B bei

der Lampe vom LU 250/DX-Typ der Firma General Electric zu finden. Der Hauptnachteil einer derartigen Lösung besteht in der langsamen Erwärmung sowie in der Bedingung, daß die notwendige Erhöhung der Temperatur der Kaltkammer auf die angegebene Weise lediglich bei 150 W überschiEitenden Lampenleistungen gewährleistet werden kann. Unter dieser Leistungsgrenze weisen die Lampen in bezug zur eingespeisten Leistung zu große passive wärmestrahlen de Oberflächen auf, und es ist die Erreichung der erwünschten hohen Temperatur unmöglich, da dazu eine sehr hohe Wandbelastung des Entladungsgefäßes notwendig wäre, was zu schwer lösbaren Problemen führt, und zwar zur Verkürzung der Lebensdauer sowie einer ständigen Verminderung der Lichtausbeute der Lichtquelle. Aus ähnlichen Gründen ist eine verlängerte Zeit für die Erwärmung des Entladungsgefäßes bei der erwähnten Lampe charakteristisch, was insbesondere bei den Anwendungen in Interieuren vielmals nicht zulässig ist. Die Erhöhung der Oberflächenbelastung des Entladungsgefäßes bildet daher, insbesondere bei Hochdruck-Natriumdampflampen niedriger Leistung und kleiner Abmessungen, keinen möglichen Weg zur Verbesserung des Farbwiedergabeindexes-und, zur Erhöhung der Farbtemperatur.

Im Artikel "50 W Superhigh-Pressure Sodium Lamp" von Y. Ogata u.a. (Ilium, Eng. Inst. Japan, Conference 1983, Paper No. 61) wurde ein keramisches Entladungsgefäß spezieller Gestaltung zur Erreichung des obigen Zwecks dargestellt. Die spezielle Gestaltung bedeutet eine Verengung des keramischesn Rohrteiles bei den Elektroden, wodurch die Temperatur der Kaltkammer erhöht werden kann. Eine derartige Gestaltung ermöglicht erfahrungsgemäß die Erreichung des gestellten Zwecks, jedoch verursacht die Herstellung der verengten Keramikröhrchen schwierige technologische Probleme, was in der Folge die Produktions kosten erhöht.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Hochdruck-Natriumdampf lampe zu schaffen, bei der die Temperatur der Kaltkammer erhöht und dadurch die Farbenwiedergabe verbessert wird, wobei die Hochdruck-Natriumdampflampe auch für niedrigere Leistungen herstellbar sein soll und einen relativ einfachen Aufbau haben soll.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wurde eine Hochdruck-Natriumdampflampe geschaffen, die in einer äußeren Glocke ein keramisches Entladungsgefäß mit wenigstens zwei Elektroden sowie zwei Stromzuleitungen zur Stromversorgung der Elektroden enthält, wobei die äußere Glocke mit einer aus zumindest einem Zusatzstoff sowie einem Gas bestehenden Füllung versehen ist, und wobei erfindungsgemäß zur Verbesserung des Farbwiedergabeindex an den Enden des Entladungsgefäßes außerhalb desselben je ein Heizkörper angeordnet ist, die während des ganzen Betriebes des Entladungsgefäßes damit in Reihe verbunden sind.

Der wichtigste Vorteil der vorgeschlagenen Lösung ist darin zu sehen, daß unter Verwendung von relativ einfachen Mitteln die Temperatur der Kaltkammer bedeutend erhöht werden kann, wodurch eine Verbesserung der Farbenwiedergabe und eine Farbtemperatur im Bereich von ..2 400 bis 2500 K erreichbar sind, und zwar auch bei Hochdruck-Natriumdampflampen niedriger Leistung. Ein weiterer, zusätzlicher Vorteil besteht darin, daß die Heizkörper prak*- tisch ohne Verspätung nach der Einschaltung des Entladungsgefäßes in den aufgeheizten Zustand gebracht werden, und dadurch die schnelle Aufheizung des Entladungsgefäßes erleichtern. Diese Einwirkung wird dadurch intensiviert, daß während der Aufheizung ein den Wert des Dauerbetriebs überschreitender Strom über die Heizkörper fließt, wodurch der Einschaltstrom des Entladungsgefäßes erhöht wird. Von einem weiteren Vorteil kann es sein, daß nach der

Einschaltung des Entladungsgefäßes (was im Idealfall praktisch gleichzeitig mit dem Einschalten des Stromes erfolgt) die Heizkörper annähernd ohne Verspätung - falls sie entsprechend bemessen und ausgebildet sind - glühen können, und als Glühspirale eine zusätzliche Lichtquelle am Anfang der Aufheizung der Lampe bilden, wenn das Entladungsgefäß noch kein Licht aussendet.

Die Heizkörper werden zweckmäßig in solcher Weise in der Hochdruck-Natriumdampflampe eingebaut, daß jeder von ihnen einerseits mit der am entsprechenden Ende des Entladungsgefäßes angeordneten Elektrode, andererseits mit der entsprechenden Stromzuleitung unmittelbar elektrisch gekoppelt ist.

Die Heizkörper sind zweckmäßig in der Form von Wider-* Standskörpern als Spule ausgebildet, wobei die Spulen vorteilhaft an den Enden des Entladungsgefäßes, z.B. an dessen Verschlußelementen angeordnet sind.

Die Heizkörper bestehen zweckmäßig aus Wolfram, wodurch sie nicht nur Glühkörper, sondern auch effektive Lichtquellen bilden können.

Die Erfindung wird anhand einer beispielsweise dargestellten Ausführung mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Hochdruck-Natriumdampflampe.

Die erfindungsgemäße Hochdruck-Natriumdampflampe weist in einer äußeren Glocke 10 ein Entladungsgefäß 1 auf. Das Entladungsgefäß 1 ist aus einem keramischen Stoff hergestellt und verfügt an den beiden Enden über je eine Elektrode 4 und 5, die je einem Verschlußelement 8 und 9 zugeordnet sind. Die Verschlußelemente 8 und 9 gewährleisten

die Abschließung des Entladungsgefäßes 1. Das Entladungsgefäß 1 enthält eine Füllung aus den üblichen Zusatzstoffen und Füllgas. Die Verschlußelemente 8 und 9 sind stöpseiförmig ausgebildet und weisen einen aus dem Entladungsgefäß 1 vorstehenden Teil auf, an dem Heizkörper 2 und 3 angeordnet sind. Bei einer Hochdruck-Natriumdampflampe von 50 W nomineller Leistung sind die Heizkörper 2 und 3 aus Wolfram aufgewickelt und durch eine Leistungsaufnahme von je 1,1 W gekennzeichnet. Das Entladungsge- faß 1 ist mit je einer Stromzuleitung 6 und 7 an den Enden verbunden, die mit den Elektroden 4 und 5 gekoppelt sind. Die Kopplung kommt im allgemeinen erfindungsgemäß durch die Heizkörper 2 und 3 zustande, wobei der Heizkörper 2 zwischen der Elektrode 4 und der Stromleitung 6, der Heizkörper 3 zwischen der Elektrode 5 und der Stromleitung 7 eingefügt sind. Die Stromleitungen 6 und 7 sind mit Stromeinleitungen 11 und 12 verbunden, die den Polen einer Spexsestromquelle zugeführt sind. Die äußere Glocke 10 ist vakuumdicht abgeschlossen.

Die Verwendung der Heizkörper 2 und 3 ermöglicht die Erhöhung des Farbwiedergabeindexes von dem gewöhnlichen Wert 20 auf 65 und sogar 85. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Aufheizzeit der Lampe, d.h. die Zeit, die zur Erreichung des 90 %-igen Wertes des Lichtstroms in bezug zum Maximum notwendig ist, lediglich 0,8 bis 3 Min. beträgt, anstatt 3 bis 5 Min. bei den gewöhnlichen und 5 bis 10 Min. bei den De-Luxe-Typ Hochdruck-Natriumdampflampen.

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Claims (1)

1. ν. F ö N E R E B D I" TJ G H AUS FINCK

   PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

   MARIAHILFPLATZ 2 Λ 3, MÖNCHEN QO POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÜNCHEN 95

   TUNGSRAM RT DEAB-32838.1 lg/Ks

   22. Mai 1985

   HOCHDRUCK-NATRIUMDAMPFLAMPE MIT VERBESSERTEM FARBWIEDERGABEINDEX

   Patentansprüche:

   Hochdruck-Natriumdampflampe mit verbessertem Farbwiedergabeindex, die ein in einer äußeren Glocke (10) angeordnetes keramisches Entladungsgefäß (1) mit wenigstens zwei Elektroden (4, 5) und mit einer aus zumindest einem Zusatzstoff, in Form eines Amalgams eingeführtem Natrium sowie einem Zündgas bestehender Füllung sowie zwei 'Zuleitungen zur Stromversorgung der Elektroden enthält, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Enden des Entladungsgefäßes (1) außerhalb desselben je ein Heizkörper (2; 3) angeordnet ist, wobei die Heizkörper (2, 3) während des ganzen Betriebes des Entladungsgefäßes (1) damit in Reihe geschaltet sind.

   2. Hochdruck-Natriumdampflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Heizkörper (2; 3) mit der am entsprechenden Ende des Entladungsgefäßes (1) angeordneten Elektrode (4; 5) sowie mit einer der Stromzuleitungen (6; 7) verbunden ist.

   3. Hochdruck-Natriumdampflampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkörper (2, 3) als Widerstandsspulen ausgebildet sind.

   4. Hochdruck-Natriumdampflampe nach Anspruch 3, dadurch
   gekennzeichnet, daß die Widerstandsspulen auf Verschlußelementen (8, 9) angeordnet sind, die zum
   Verschließen des Entladungsgefäßes (1) vorgesehen sind.

   5. Hochdruck-Natriumdampflampe nach einem der Ansprüche

   1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkörper (2, 3) aus Wolframdraht ausgebildet sind.