DE4413548A1 - Metallhalogenlampe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Metallhalogenlampe.

Im allgemeinen werden Beleuchtungslampen mit hoher Helligkeit und langer Lebenserwartung in Straßenlichtanlagen oder Zonen indu­ strieller Arbeit installiert. Unter solchen kommerziell erhältli­ chen Lampen finden sich unter Hochdruck gesetzte Quecksilber­ lampen, unter Hochdruck gesetzte Natriumlampen und MH-Lampen. Die Quecksilberlampen sind die meist benutzten und ihre Lebenserwar­ tung ist vergleichsweise lang. Jedoch ist deren Lichtausbeute nicht so gut und ihre Lichtfarbe wirkt frostig und kalt. Die Natriumlampen sind im Hinblick auf die Lichtausbeute am besten, aber ihre Farbwiedergabecharakteristika ist nicht so gut.

Die MH-Lampe ist jedoch im Hinblick auf ihre Lichtausbeute besser als die Quecksilberlampe und ist die beste im Hinblick auf die Farbwiedergabe. Folglich nimmt der Gebrauch des MH-Lampentyps mehr und mehr zu. Die Kosten der MH-Lampen sind jedoch geringfü­ gig höher, aber dies sollte in der nahen Zukunft gelöst werden. Mit zunehmendem Gebrauch von MH-Lampen folgen natürlich einige Vorbedingungen, die erfüllt werden müssen. Speziell auf dem Gebiet der Innendekoration, auf dem die Beleuchtungseffekte eine wichtige Rolle spielen sollten solche Vorbedingungen sorgfältig erfüllt sein. Besonders eine kleine MH-Lampe, welche auf dem Gebiet der Innendekoration verwendet wird sollte niedrigen Ener­ gieverbrauch, hohe Effizienz, hohe Farbwiedergabe und eine hohe Lebenserwartung aufweisen. Im folgenden wird eine MH-Lampe, welche hauptsächlich in Innenräumen verwendet wird, beschrieben.

In Fig. 1 ist ein Beispiel einer bekannten horizontalen Starttyp MH-Lampe gezeigt, welche zu den oben genannten konventionellen MH-Lampen gehört. Gemäß Fig. 1 sind in einer ovalen Leuchtröhre 1 einander gegenüber ein Paar von Elektroden 2a und 2b angeord­ net. In jeder der beiden Elektroden ist eine temperaturstabili­ sierende Schicht aus Zirconiumdioxid ausgebildet. In dem Raum der Leuchtröhre sind vorbestimmte Edelgase, Quecksilber und Metall­ halogene hermetisch eingeschlossen und eingefüllt. Eine äußere Röhre umschließt die Leuchtröhre 1 und deren Zubehör. Der innere Abschnitt der äußeren Röhre 4 ist mit Stickstoff und Edelgasen gefüllt und hermetisch abgeschlossen. Fassungsanschlüsse 5 sind an beiden Seiten der äußeren Röhre 4 vorgesehen und sind elek­ trisch mit den Elektroden 2a und 2b verbunden. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Fangstoff bzw. Getter, welcher die übrigblei­ benden Gase absorbiert und das Vakuum vergrößert.

Fig. 2 zeigt eine konventionelle, teilweise herausgezogene Leuchtröhre der Lampe, wie sie in Fig. 1 gezeigt wurde. Nach Fig. 2 hat die Leuchtröhre 1 eine ovale Form, an deren beiden Längs­ achsenenden die Elektroden 2a und 2b vorgesehen sind. Von jeder Elektrode ist ein Anschlußkabel w hinausgezogen. Im besonderen ist, wie in Fig. 2 gezeigt, zwischen dem Anschlußkabel eine dünne Platte M aus Molybdän installiert, um eine gasdichte Versiegelung beizubehalten, wodurch die Anschlußkabel verbunden werden. Zudem ist, wie oben beschrieben, eine jede Elektrode mit einer tempera­ turstabilisierenden bzw. haltenden Schicht 3 versehen, welche die Verringerung der Temperatur in beiden Elektroden verhindert. Andererseits zeigt ein Bogenabschnitt, der durch gepunktete Kurvenlinien dargestellt ist und welcher sich zwischen den Elek­ troden befindet, das Phänomen nach oben gebogen zu sein und zwar infolge der inneren Temperaturdifferenz in der Leuchtröhre wäh­ rend der Beleuchtung, was noch später beschrieben werden soll.

Fig. 3 ist ein Querschnitt der Leuchtröhre, welche in Fig. 2 gezeigt ist, entlang der Linie III-III. Wie in Fig. 3 gezeigt, weist der Querschnitt der Leuchtröhre 1 eine zylindrische Form mit bestimmter Dicke auf. Infolge der Temperaturdifferenz, die durch die Erzeugung eines Abschnittes mit Minimaltemperatur während der Beleuchtung der Leuchtröhre entsteht, was später noch beschrieben werden soll, wird der Lichtbogen durch das Biegephä­ nomen nach oben gebogen.

Nebenbei sei erwähnt, daß bei einer solchen konventionellen MH- Lampe der oben genannten Struktur, falls ein Zustand der Lampe während der Beleuchtung untersucht wird, das untere Ende der Beleuchtungsröhre 1 durch ein Konvektionsphänomen des Gases in der Beleuchtungsröhre 1 gekühlt wird und so ein relativer Mini­ maltemperaturabschnitt gebildet wird. Auch durch die Temperatur­ differenz infolge einer solchen Konvektion wird der Bogen nach oben gebogen. Folglich wird die Kristalleuchtröhre 1 durch nicht gleichförmige lokale Erhitzung verschlechtert. Andererseits wird der Dampfdruck des Metallhalogens in Abhängigkeit von der Tempe­ ratur des Abschnittes minimaler Temperatur verändert. Folglich wird die Kondensierung der Verbindung durch die Kühlungswirkung am unteren Ende der Leuchtröhre hervorgerufen, was zur Folge hat, daß nicht genügend Dampfdruck gebildet werden kann. Im Ergebnis wird die Effizienz der Lampe vermindert.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Probleme zu lösen und eine MH-Lampe zu schaffen, welche fähig ist, die Lichtausbeute und Farbwiedergabe durch die Verbes­ serung der Struktur der Leuchtröhre zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen.

Die erfindungsgemäße MH-Lampe weist auf:
eine Leuchtröhre, welche hermetisch verschlossen ist und mit vorbestimmten Edelgasen sowie Metallhalogenen gefüllt ist;
ein Elektrodenpaar, welche im inneren Abschnitt der beiden Enden der Leuchtröhre vorgesehen ist;
eine äußere Röhre, welche die Leuchtröhre umschließt; und
ein Paar von Fassungssteckverbindungen, die elektrisch mit den Elektroden verbunden sind, wobei die Leuchtröhre einen Quer­ schnitt unebener Struktur bildet und entlang den äußeren und inneren Oberflächen der Leuchtröhre gefaltet ist.

Die vorliegende Erfindung, welche den obigen Aufbau aufweist, bricht das Licht wieder nach innen oder reflektiert in hohem Ausmaße unregelmäßig das Licht in Bezug auf das Licht, welches nach außen von der Leuchtröhre übertragen wird, wodurch die Lichtausbeute und die Farbwiedergabe stark verbessert werden.

Die Erfindung schafft eine MH-Lampe, welche durch die Verbes­ serung der Struktur der Leuchtröhre in der Lage ist, die Licht­ ausbeute und die Farbwiedergabe zu verbessern.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung zur Erläuterung weiterer Merkmale und Vorteile beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel einer konventionellen Metallhalogenlampe;

Fig. 2 eine Teilvergrößerung der konventionellen Leuchtröhre der Metallhalogenlampe, nach Fig. 1;

Fig. 3 ein Querschnitt durch die Leuchtröhre wie sie in Fig. 2 gezeigt wird, geschnitten entlang der Linie III-III;

Fig. 4 eine Teilvergrößerung einer Leuchtröhre einer Metall­ halogenlampe entsprechend der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 5 ein Querschnitt der Leuchtröhre nach Fig. 4 entlang der Linie V-V.

In Fig. 4 ist die Gesamtform der Leuchtröhre 1 zylindrisch. Der Körper der Leuchtröhre 1 ist in Fig. 5 als Querschnitt entlang der kurzen Achsenrichtung (eine Linie V-V) gezeigt und wird gebildet durch einen sägezahnförmigen unebenen Abschnitt, welcher das Merkmal der vorliegenden Erfindung ist. Ein solcher unebener Abschnitt kann wie hier parallel zu der Mittelachse in Längsrich­ tung der Leuchtröhre, nach Fig. 4, geformt bzw. ausgebildet sein. Der unebene Abschnitt kann aber auch diagonal oder vertikal in Bezug auf die Mittelachsenlinie oder auch wellenförmig gebildet sein. Die unebenen Oberflächen brechen in hohem Ausmaß das Licht, welches von der Röhre nach außen übertragen wird, im Unterschied zu konventionellen zylindrischen Flächen, nach innen und reflek­ tieren unregelmäßig das Licht, das durch den Bogen entsteht. Folglich erhöht sich die Temperatur des inneren Zentralabschnit­ tes des Bogens, wodurch die Verdampfung des Metallhalogens be­ schleunigt wird, welches auf einem Abschnitt minimaler Tempera­ tur, der sich der Unterseite bzw. des Bodens der Leuchtröhre 1 gebildet ist, kondensiert. Eine solche aktive Verdampfung des Metallhalogens verbessert weiter die Lichtausbeute und die Farb­ wiedergabe. An beiden Enden der Leuchtröhre 1 befinden sich ent­ lang deren Längsachsenlinie einander gegenüber ein Paar von Elektroden 2a und 2b. Um die Elektroden ist eine temperaturhal­ tende bzw. stabilisierende Schicht 3 gebildet. Von jeder Elek­ trode ist ein Anschlußkabel W weggeführt. Zwischen den Anschluß­ drähten befindet sich jeweils eine dünne Platte M aus Molybdän, um die Drähte miteinander zu verbinden. Andererseits zeigt ein Abschnitt, welcher als gestrichelte Linie entlang der Längsach­ senlinie zwischen den Elektroden dargestellt ist, die Form eines Bogens, der durch die Stabilisierung des inneren atmosphärischen Druckes im Beleuchtungsbetriebszustand der Lampe gemäß der vor­ liegenden Erfindung gebildet ist.

Fig. 5 ist ein Querschnitt durch die Leuchtröhre nach Fig. 4, ge­ schnitten entlang der Linie V-V. Wie in Fig. 5 gezeigt, wird der Körper der Leuchtröhre 1 durch einen unebenen sägezahnförmigen Abschnitt gebildet. Wie oben beschrieben, bricht eine solche Form das Licht in bezug auf das Licht, welches nach außen von der Leuchtröhre übertragen wird in großem Ausmaß nochmals nach innen. Folglich hält die Temperatur des inneren Zentrums der Röhre einen hohen Temperaturzustand bei. Auf diese Weise bleibt die Dampf­ dichte des versiegelten und eingefüllten Metallhalogens genügend hoch, da die Temperatur des Abschnittes minimaler Temperatur erhöht wird, wodurch die Lichtausbeute und die Farbwiedergabe stark verbessert werden.

Wie oben beschrieben hat die Metallhalogenlampe entsprechend der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete Lichtausbeute und Farbwiedergabe, weil der Körper der Leuchtröhre aus gefalteten, unebenen Abschnitten gebildet ist. Folglich sind im Falle von Innenlampen und unterschiedlichen industriellen Anwendungsgebie­ ten der Arbeitswirkungsgrad und die Produktivität stark erhöht.

Eine Metallhalogenlampe beinhaltet eine Leuchtröhre, welche mit bestimmten Edelgasen sowie Metallhalogenen gefüllt und versiegelt ist, ein Elektrodenpaar, welches am inneren Abschnitt nahe der beiden Enden der Leuchtröhre vorgesehen ist, eine äußere Röhre, welche die Leuchtröhre umschließt, und ein Paar Fassungsanschlüs­ se, welche elektrisch mit den Elektroden verbunden sind, wobei der Leuchtröhrenquerschnitt eine unebene Struktur bildet und entlang der äußeren und inneren Oberflächen der Leuchtröhre gefaltet ist. Der atmosphärische Druck in der Leuchtröhre wird stabilisiert, um das Biegen des Lichtbogens zu verhindern. Folg­ lich wird die Lebenserwartung der Leuchtröhre erhöht und hohe Dampfdruckdichte erreicht, wodurch die Lichtausbeute und die Farbwiedergabe erheblich verbessert werden.

Claims (5)

1. Eine Metallhalogenlampe, welche aufweist:
eine Leuchtröhre (1), welche mit vorbestimmten Edelgasen sowie mit Metallhalogenen gefüllt und versiegelt ist;
ein Paar von Elektroden (2a, 2b), welche im inneren Ab­ schnitt nahe bei den Enden der Leuchtröhre (1) vorgesehen sind;
eine äußere Röhre (4), welche die Leuchtröhre (1) um­ schließt; und
ein Paar von Fassungsanschlußsteckern (5, 5), die elektrisch mit den Elektroden (2a, 2b) verbunden sind,
wobei die Leuchtröhre (1), im Querschnitt eine unebene Struktur bildet und entlang der äußeren und inneren Ober­ flächen der Leuchtröhre (1) gefaltet ist.

2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die un­ ebene Struktur eine Sägezahnform aufweist, und daß eine Vielzahl von Kanälen, die parallel in Längsrichtung zur Leuchtröhre (1) verlaufen, auf deren inneren und äußeren Um­ fangsflächen gebildet sind.

3. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die un­ ebene Struktur eine Sägezahnform aufweist, und daß eine Vielzahl von Kanälen diagonal in Bezug auf die Längsrichtung der Leuchtröhre (1) gebildet sind.

4. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unebene Struktur eine Sägezahnform aufweist, und daß eine Vielzahl von Kanälen vertikal in Bezug auf die Längsrich­ tung der Leuchtröhre (1) gebildet sind.

5. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unebene Struktur eine Sägezahnform aufweist, und daß eine Vielzahl von Kanälen als Wellenstruktur gebildet sind.