DE3819878C2 - High pressure gas discharge lamp - Google Patents

High pressure gas discharge lamp

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DE3819878C2 DE19883819878 DE3819878A DE3819878C2 DE 3819878 C2 DE3819878 C2 DE 3819878C2 DE 19883819878 DE19883819878 DE 19883819878 DE 3819878 A DE3819878 A DE 3819878A DE 3819878 C2 DE3819878 C2 DE 3819878C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Gasentladungslampe mit einem Außenkolben, in welchem axial und in Längsrichtung ein Gasentladungsbrenner untergebracht ist, der an durch den Fuß der Lampe gasdicht hindurchgeführten Stromzuführungen befestigt ist, wobei zumindest die Hälfte der gesamten Innenfläche des Außenkolbens mit einer reflektierenden Schicht überzogen ist, derart, daß eine durch die Ränder der reflektierenden Schicht verlaufende Ebene zur Längsachse des Gasentladungsbrenners parallel liegt, wobei der Außenkolben einen Querschnitt aufweist, bei welchem der Abstand zwischen der Achse des Gasentladungsbrenners und der Oberfläche der reflektierenden Schicht sich kontinuierlich ändernd ausgebildet ist.The invention relates to a high-pressure gas discharge lamp an outer bulb, in which one axially and in the longitudinal direction Gas discharge burner is housed on by the foot the power supply leads passed gas-tight is attached, at least half of the total Inner surface of the outer bulb with a reflective Layer is coated such that one through the edges of the reflecting layer extending plane to the longitudinal axis of the Gas discharge burner is parallel, the outer bulb has a cross section in which the distance between the axis of the gas discharge burner and the surface of the reflective layer continuously changing is trained.

Derartige Lampen dienen zur Beleuchtung von Straßen und Industrieobjekten.Such lamps are used to illuminate streets and Industrial objects.

Eine gattungsbildende Hochdruck-Gasentladungslampe ist aus der DE 36 31 510 A1 bekannt.A generic high-pressure gas discharge lamp is off known from DE 36 31 510 A1.

Ähnliche Hochdruck-Gasentladungslampen sind beispielsweise aus der JP-A-59-12 554, der US-PS 3 325 638, der DD 226 429 A1 sowie der DD 80 774 bekannt.Similar high pressure gas discharge lamps are for example from JP-A-59-12 554, US-PS 3 325 638, the DD 226 429 A1 and DD 80 774 are known.

Allen diesen bekannten Hochdruck-Gasentladungslampen ist gemeinsam, daß durch ihre Konstruktion vermittels von Reflexionen und Absorptionen die Lichtausbeute vermindert wird.All of these known high pressure gas discharge lamps is common that by their construction by means of Reflections and absorptions reduced the light output becomes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruck- Gasentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dahingehend zu verbessern, daß die Geometrie ihres Außenkolbens es erlaubt, eine gewünschte Verteilung der Lichtstrahlung zu erzielen und die Lichtausbeute der Hochdruck-Gasentladungslampe zu erhöhen.The invention has for its object a high pressure Gas discharge lamp according to the preamble of claim 1 to improve that the geometry of their Outer bulb allows a desired distribution of the  To achieve light radiation and the luminous efficacy of Increase high pressure gas discharge lamp.

Die gestellte Aufgabe wird durch eine Hochdruck- Gasentladungslampe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The task is performed by a high pressure Gas discharge lamp with the features of claim 1 solved.

Vorzugsweise, um eine fertigungsgerechte Außenkolbenform zu erhalten, ändert sich im Querschnitt des Außenkolbens der Abstand zwischen der Achse des Gasentladungsbrenners und der Oberfläche der reflektierenden Schicht in einer Richtung kontinuierlich.Preferably, in order to produce an outer bulb shape suitable for production received, changes in the cross section of the outer bulb Distance between the axis of the gas discharge burner and the Surface of the reflective layer in one direction continuously.

Vorteilhafterweise, um eine unterschiedliche Verteilung der Lichtstrahlung der Hochdruck-Gasentladungslampe zu gewährleisten, nimmt im Querschnitt des Kolbens der Abstand zwischen der Achse des Gasentladungsbrenners und der Oberflä­ che der reflektierenden Schicht abwechselnd zu und ab.Advantageously, to a different distribution of the Light radiation from the high pressure gas discharge lamp ensure the distance in the cross section of the piston between the axis of the gas discharge burner and the surface  surface of the reflective layer alternately to and from.

Die Erfindung gestattet es, Hochdruck-Gasentladungs­ lampen mit unterschiedlicher Verteilung der Lichtstrahlung in weitem Bereich herzustellen, sowie durch die vermiede­ ne Absorption der reflektierten Lichtstrahlung im Gas­ entladungsbrenner die Lichtausbeute der Hochdruck-Gasentladungs­ lampe zu erhöhen.The invention allows high-pressure gas discharge lamps with different distribution of light radiation to manufacture in a wide range, as well as by avoided ne absorption of the reflected light radiation in the gas discharge burner the luminous efficacy of the high pressure gas discharge increase lamp.

Nachfolgend wird die Erfindung durch Beschreibung einer Hochdruck-Gasentladungslampe und ihrer konkreten Ausführungsformen anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained below Description of a high pressure gas discharge lamp and its concrete embodiments with reference to drawings explained. It shows

Fig. 1 die Konstruktion einer erfindungsgemäßen Hochdruck-Gasentla­ dungslampe (seitliche Gesamtansicht), Fig. 1 shows the construction of a high-pressure discharge lamp according to the invention Gasentla (overall side view),

Fig. 2 den Außenkolben der erfindungsgemäßen Hochdruck-Gasentladungslam­ pe (im Querschnitt), Fig. 2 shows the outer bulb of the high-pressure gas discharge Slam invention pe (in cross section),

Fig. 3 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochdruck-Gasentladungslampe (im Querschnitt). Fig. 3 shows another embodiment of the high-pressure gas discharge lamp according to the invention (in cross section).

Die Hochdruck-Gasentladungslampe enthält einen Außenkolben 1 (Fig. 1), in welchem in Längsrichtung ein Gasentladungs­ brenner 2 untergebracht ist. An den Stirnseiten 3 des Gasentladungsbrenners 2 sind Stromzuführungen 4 befestigt. Die Stromzuführungen 4 sind über Nickelplatten 5 mit Strom­ einführungen 6 verbunden, die durch den Fuß 7 der Lampe gas­ dicht hindurchgeführt sind.The high-pressure gas discharge lamp contains an outer bulb 1 ( Fig. 1), in which a gas discharge burner 2 is accommodated in the longitudinal direction. Power supply lines 4 are attached to the end faces 3 of the gas discharge burner 2 . The power supply lines 4 are connected via nickel plates 5 with current inlets 6 which are passed gas-tight through the base 7 of the lamp.

Der Gasentladungsbrenner 2 ist aus Aluminium­ dioxid hergestellt und mit Inertgas, Quecksilber und Na­ trium gefüllt. The gas discharge burner 2 is made of aluminum dioxide and filled with inert gas, mercury and sodium.

Der Außenkolben 1 kann vakuumiert oder mit Inertgas gefüllt sein.The outer bulb 1 can be vacuumed or filled with inert gas.

Zumindest die Hälfte der gesamten Innenfläche des Außenkolbens 1 ist mit einer reflektierenden Spiegelschicht 8 überzo­ gen, derart, daß eine durch die Ränder 9 der reflektieren­ den Schicht 8 verlaufende Ebene zur Längsachse 10 des Gasentladungsbrenners 2 parallel liegt. Der Gasentladungs­ brenner 2 (Fig. 2) ist dabei im Kolbenraum aufgenommen, der zwischen der durch die Ränder 9 der reflektierenden Schicht 8 verlaufenden Ebene und der Oberfläche der re­ flektierenden Schicht 8 eingeschlossen ist.At least half of the entire inner surface of the outer bulb 1 is coated with a reflective mirror layer 8 , such that a plane running through the edges 9 of the reflecting layer 8 is parallel to the longitudinal axis 10 of the gas discharge burner 2 . The gas discharge burner 2 (Fig. 2) is received in the piston chamber, which is enclosed 8 extending plane and the surface of the re inflecting layer 8 between the by the edges 9 of the reflective layer.

Der Winkel ϕ, mit welchem die reflektierende Schicht 8 den Gasentladungsbrenner 2 im Querschnitt umgreift, liegt in einem Bereich von 180° bis 240°.The angle ϕ with which the reflective layer 8 encompasses the gas discharge burner 2 in cross section is in a range from 180 ° to 240 °.

Der Außenkolben 1 weist einen Querschnitt auf, bei welchem der Abstand r zwischen der Achse 10 des Gasentladungs­ brenners 2 und der Oberfläche der reflektierenden Schicht 8 auf dem Außenkolben 1 sich kontinuierlich ändernd ausgebildet ist. Das Verhältnis des Mindestabstandes rmin zwischen der Achse 10 des Gasentladungsbrenners 2 und der Oberfläche der reflektierenden Schicht 8 zum entsprechenden Größtab­ stand rmax liegt dabei in einem Bereich von 0,6 und 1,0.The outer bulb 1 has a cross section in which the distance r between the axis 10 of the gas discharge burner 2 and the surface of the reflective layer 8 on the outer bulb 1 is continuously changing. The ratio of the minimum distance r min between the axis 10 of the gas discharge burner 2 and the surface of the reflective layer 8 to the corresponding maximum distance r max is in a range from 0.6 to 1.0.

Möglich ist eine Ausführungsform des Außenkolbens 1, bei wel­ cher im Querschnitt des Außenkolbens 1 der Abstand r zwischen der Achse 10 des Gasentladungsbrenners 2 und der Oberflä­ che der reflektierenden Schicht 8 sich in einer Richtung kontinuierlich ändert, z. B. kontinuierlich zunimmt. An embodiment of the outer bulb 1 is possible , in which the distance r between the axis 10 of the gas discharge burner 2 and the surface of the reflective layer 8 changes continuously in one direction in the cross section of the outer bulb 1 , z. B. increases continuously.

Um die gewünschte Verteilung der Lichtstrahlung zu gewähr­ leisten, ist der Bereich des Außenkolbens 1 (Fig. 3), dessen Innenfläche mit der reflektierenden Schicht 8 überzogen ist, so ausgebildet, daß im Querschnitt des Außenkolbens 1 der Abstand r zwischen der Achse 10 des Gasentladungs­ brenners 2 und der Oberfläche der reflektierenden Schicht 8 abwechselnd zu- und abnimmt.In order to ensure the desired distribution of light radiation, the area of the outer bulb 1 ( FIG. 3), the inner surface of which is coated with the reflective layer 8 , is designed such that in the cross section of the outer bulb 1 the distance r between the axis 10 of the gas discharge burner 2 and the surface of the reflective layer 8 alternately increases and decreases.

Das transparente Fenster 11 (Fig. 1) des Außenkolbens 1 ist konvex ausgebildet. Die Form für das transparente Fenster 11 wird aus der technologischen Überlegung heraus gewählt.The transparent window 11 ( FIG. 1) of the outer bulb 1 is convex. The shape for the transparent window 11 is chosen based on technological considerations.

Die Hochdruck-Gasentladungslampe enthält auch einen Sockel 12, über welchen die Lampe an eine Speisequelle angeschlossen wird.The high-pressure gas discharge lamp also contains a base 12 , via which the lamp is connected to a feed source.

Die Hochdruck-Gasentladungslampe funktioniert folgendermaßen:
Wird den Stromzuführungen 4 (Fig. 1) eine Spannung zuge­ führt, so wird im Gasentladungsbrenner 2 der Hochdruck-Gasentla­ dungslampe eine Gasentladung gezündet. Die Lichtstrahlung vom Gasentladungsbrenner 2 ist auf die reflektierende Schicht 8 und das transparente Fenster 11 des Kolbens 1 gerichtet. Ein Teil der Lichtstrahlung vom Gasentladungs­ brenner 2 (Fig. 2, 3) strömt durch das transparente Fen­ ster 11 des Kolbens 1, ohne von der reflektierenden Spie­ gelschicht 8 reflektiert zu werden. Der andere Teil der Lichtstrahlung vom Gasentladungsbrenner 2 trifft die re­ flektierende Spiegelschicht 8 und wird von dieser reflek­ tiert. Da der Abstand r zwischen der Achse des Gasentla­ dungsbrenners 2 und der Oberfläche der reflektierenden Schicht 8 sich im Querschnitt des Kolbens 1 kontinuierlich ändert, ist die Normale zur Oberfläche der reflektierenden Schicht 8 im Einfallspunkt des Strahls nicht auf die Achse 10 des Gasentladungsbrenners 2, sondern daneben gerichtet. Als Ergebnis strömt die Lichtstrahlung durch das transpa­ rente Fenster 11 des Kolbens 1, ohne im Gasentladungsbren­ ner 2 geschwächt zu werden.
The high pressure gas discharge lamp works as follows:
If the power supply lines 4 ( FIG. 1) leads to a voltage, a gas discharge is ignited in the gas discharge burner 2 of the high pressure gas discharge lamp. The light radiation from the gas discharge burner 2 is directed onto the reflective layer 8 and the transparent window 11 of the bulb 1 . Part of the light radiation from the gas discharge burner 2 ( FIGS. 2, 3) flows through the transparent window 11 of the bulb 1 without being reflected by the reflective mirror layer 8 . The other part of the light radiation from the gas discharge burner 2 hits the reflective mirror layer 8 and is reflected by this. Since the distance r between the axis of the gas discharge burner 2 and the surface of the reflective layer 8 changes continuously in the cross section of the bulb 1 , the normal to the surface of the reflective layer 8 at the point of incidence of the beam is not on the axis 10 of the gas discharge burner 2 , but next to it. As a result, the light radiation flows through the transparent window 11 of the bulb 1 without being weakened in the gas discharge burner 2 .

Die Hochdruck-Gasentladungslampen besitzen somit eine hohe Lichtaus­ beute.The high-pressure gas discharge lamps therefore have a high light output prey.

Hochdruck-Gasentladungslampen mit verschiedenen Profilen der reflektierenden Oberfläche gewährleisten verschiedene Lichtstrahlungsverteilungen je nach Art der Veränderung des Abstandes r zwischen der Achse 10 des Gasentladungs­ brenners 2 und der Oberfläche der reflektierenden Schicht 8 im Querschnitt des Außenkolbens 1.High-pressure gas discharge lamps with different profiles of the reflecting surface ensure different light radiation distributions depending on the type of change in the distance r between the axis 10 of the gas discharge burner 2 and the surface of the reflecting layer 8 in the cross section of the outer bulb 1 .

Ist das Verhältnis rmin/rmax, d. h. das des Mindestabstan­ des rmin zwischen der Achse 10 des Gasentladungsbrenners 2 und der Oberfläche der reflektierenden Schicht 8 zum entsprechenden Größtabstand rmax unter 0,6, so unterschei­ det sich der Querschnitt des Außenkolbens 1 wesentlich vom rundsymmetrischen, wodurch die Herstellungstechnologie des Außenkolbens wesentlich komplizierter wird, wodurch ihrer­ seits die Reproduzierbarkeit der geometrischen Parameter der Innenfläche des Außenkolbens 1 und somit die Reproduzierbarkeit der Lichtstromverteilung beeinträchtigt wird.If the ratio r min / r max , ie that of the minimum distance of the r min between the axis 10 of the gas discharge burner 2 and the surface of the reflecting layer 8 to the corresponding maximum distance r max, is less than 0.6, the cross section of the outer bulb 1 differs significantly from the round symmetrical, which makes the manufacturing technology of the outer bulb much more complicated, which in turn affects the reproducibility of the geometric parameters of the inner surface of the outer bulb 1 and thus the reproducibility of the luminous flux distribution.

Die Änderungsgrenzen des maximalen Winkels ϕ, mit welchem die Oberfläche der reflektierenden Spiegelschicht 8 den Gasentladungsbrenner 2 im Querschnitt umgreift, werden aus folgenden Überlegungen heraus definiert. Bei ϕ < 180° verläßt ein Teil der Lichtstrahlung die Grenzen des Halb­ raumes des Außenkolbens 1, wodurch der nutzbare Anteil der Lichtstrahlung verringert wird. Durch Vergrößerung des Winkels ϕ über 180° werden die Möglichkeiten erweitert, Hochdruck-Gasentladungslampen mit unterschiedlicher Verteilung der Lichtstrahlung zu schaffen, bei ϕ < 220° wird jedoch der Anteil der Lichtstrahlung wesentlich erhöht, die im Außenkol­ ben 1 mehrfach reflektiert wird, wodurch die Lichtausbeu­ te der Hochdruck-Gasentladungslampe geringer wird.The limits of change of the maximum angle ϕ with which the surface of the reflecting mirror layer 8 encompasses the gas discharge burner 2 in cross section are defined on the basis of the following considerations. At ϕ <180 °, part of the light radiation leaves the limits of the half-space of the outer bulb 1 , whereby the usable portion of the light radiation is reduced. By increasing the angle ϕ over 180 °, the possibilities are expanded to create high-pressure gas discharge lamps with different distribution of the light radiation, but at ϕ <220 ° the proportion of light radiation is significantly increased, which is reflected several times in the outer bulb 1 , whereby the light yield te of the high pressure gas discharge lamp becomes smaller.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Hochdruck-Gasentladungslampen zur Straßenbeleuch­ tung erlaubt, den elektrischen Energieaufwand um das 1,3- bis 1,5fache herabzusetzen und das Gewicht der Be­ leuchtungsgeräte um 20 bis 30% zu vermindern.The use of the high-pressure gas discharge lamps according to the invention for street lighting device allows the electrical energy consumption to be reduced 1.3 to 1.5 times lower and the weight of the loading to reduce lighting devices by 20 to 30%.

Claims (3)

1. Hochdruck-Gasentladungslampe mit einem Außenkolben (1), in welchem axial und in Längsrichtung ein Gasentladungsbrenner (2) untergebracht ist, der an durch den Fuß (7) der Lampe gasdicht hindurchgeführten Stromzuführungen (6) befestigt ist, wobei zumindest die Hälfte der gesamten Innenfläche des Außenkolbens (1) mit einer reflektierenden Schicht (8) überzogen ist, derart, daß eine durch die Ränder (9) der reflektierenden Schicht (8) verlaufende Ebene zur Längsachse des Gasentladungsbrenners (2) parallel liegt, wobei der Außenkolben (1) einen Querschnitt aufweist, bei welchem der Abstand zwischen der Achse (10) des Gasentladungsbrenners (2) und der Oberfläche der reflektierenden Schicht (8) sich kontinuierlich ändernd ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Mindestabstand rmin, der zwischen der Achse (10) des Gasentladungsbrenners (2) und der Oberfläche der reflektierenden Schicht (8) vorhanden ist, und dem entsprechenden Größtabstand rmax im Bereich zwischen 0,6 und 1,0 liegt, und daß der Winkel, mit welchem die reflektierende Schicht (8) den Gasentladungsbrenner (2) im Querschnitt umgreift, im Bereich von 180° bis 240° liegt. 1. High-pressure gas discharge lamp with an outer bulb ( 1 ), in which a gas discharge burner ( 2 ) is accommodated axially and in the longitudinal direction, which is attached to current leads ( 6 ) which are passed through the foot ( 7 ) of the lamp in a gas-tight manner, at least half of the entire inner surface of the outer bulb ( 1 ) is coated with a reflective layer ( 8 ) such that a plane running through the edges ( 9 ) of the reflective layer ( 8 ) is parallel to the longitudinal axis of the gas discharge burner ( 2 ), the outer bulb ( 1 ) has a cross section, in which the distance between the axis ( 10 ) of the gas discharge burner ( 2 ) and the surface of the reflecting layer ( 8 ) is continuously changing, characterized in that the ratio between the minimum distance r min between the Axis ( 10 ) of the gas discharge burner ( 2 ) and the surface of the reflecting layer ( 8 ) is present, and the corresponding maximum distance r max is in the range between 0.6 and 1.0, and that the angle with which the reflective layer ( 8 ) surrounds the gas discharge burner ( 2 ) in cross section is in the range from 180 ° to 240 °. 2. Hochdruck-Gasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Querschnitt des Kol­ bens (1) der Abstand zwischen der Achse (10) des Gas­ entladungsbrenners (2) und der Oberfläche der reflek­ tierenden Schicht (8) sich in einer Richtung kontinu­ ierlich ändert.2. High-pressure gas discharge lamp according to claim 1, characterized in that in the cross section of the piston ( 1 ), the distance between the axis ( 10 ) of the gas discharge burner ( 2 ) and the surface of the reflecting layer ( 8 ) in one direction changes continuously. 3. Hochdruck-Gasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Querschnitt des Kol­ bens (1) der Abstand zwischen der Achse (10) des Gas­ entladungsbrenners (2) und der Oberfläche der reflek­ tierenden Schicht (8) abwechselnd zu- und abnimmt.3. High-pressure gas discharge lamp according to claim 1, characterized in that in the cross section of the piston ( 1 ) the distance between the axis ( 10 ) of the gas discharge burner ( 2 ) and the surface of the reflecting layer ( 8 ) alternately to and decreases.
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