DE60027262T2

DE60027262T2 - Niederdruck-quecksilberdampfentladungslampe

Info

Publication number: DE60027262T2
Application number: DE60027262T
Authority: DE
Inventors: C. Engelbertus VOSSEN; A. Peter SEINEN; P. Jeroen BALM
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1999-08-26
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2020-08-04
Also published as: US6498432B1; CN1201371C; EP1125311A1; CN1336005A; JP2003507875A; WO2001015203A1; EP1125311B1; DE60027262D1; KR20010080905A

Description

Die Erfindung betrifft eine Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe mit einem Entladungsgefäß, das einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweist,
wobei das Entladungsgefäß einen Entladungsraum, der eine Füllung aus Quecksilber und einem Inertgas enthält, gasdicht umschließt,
wobei die Endabschnitte je eine in dem Entladungsraum angeordnete Elektrode tragen, im Wesentlichen quer zur Längsachse des Entladungsgefäßes, wobei die Elektrode verwendet wird, um eine Entladung in dem Entladungsraum zu erzeugen und aufrechtzuerhalten,
wobei Stromzuführleiter der Elektroden durch die Endabschnitte hindurch verlaufen, sodass sie aus dem Entladungsgefäß herausragen,
und wobei eine Elektrodenabschirmung zumindest im Wesentlichen zumin dest eine der Elektroden umgibt.
In Quecksilberdampfentladungslampen ist Quecksilber die primäre Komponente für ein (effizientes) Erzeugen von ultraviolettem (UV-)Licht. Eine Innenfläche des Entladungsgefäßes kann mit einer Leuchtschicht versehen werden, die einen Leuchtstoff enthält (beispielsweise ein Fluoreszenzpulver), um UV in andere Wellenlängen umzuwandeln, beispielsweise in UV-B und UV-A zum Bräunen (Solariumlampen) oder in sichtbare Strahlung. Derartige Entladungslampen werden daher als Leuchtstofflampen bezeichnet. Das Entladungsgefäß von Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen ist im Allgemeinen zylinderförmig mit einem kreisförmigen Querschnitt und umfasst sowohl längliche als auch kompakte Ausführungsformen. Im Allgemeinen umfasst das röhrenförmige Entladungsgefäß von sogenannten Kompakt-Leuchtstofflampen eine Ansammlung relativ kurzer, gerader Teile mit relativ kleinem Durchmesser, wobei die geraden Teile miteinander über Brückenstücke und/oder gekrümmte Stücke verbunden sind. Kompakt-Leuchtstofflampen sind im Allgemeinen mit einem (integrierten) Lampensockel versehen.
Eine Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe der eingangs erwähnten Art ist aus DE-A 1 060 991 bekannt. In der genannten bekannten Lampe ist die die Elektrode umgebende Elektrodenabschirmung aus dünnem Titanblech hergestellt und wird von einem Stützdraht getragen, der mit dem Endabschnitt verankert ist. Durch Verwendung einer Elektrodenabschirmung, die auch als Anodenabschirmung oder Kathodenabschirmung bezeichnet wird, wird einer Schwärzung an einer Innenfläche des Entladungsgefäßes entgegengewirkt. In diesem Zusammenhang dient Titan als Getter für das chemische Binden von Sauerstoff, Stickstoff und/oder Kohlenstoff. Der Stützdraht dient dazu, die Elektrodenabschirmung auf ihrem Platz zu halten.
Ein Nachteil liegt darin, dass das Montieren der Elektrodenabschirmung ziemlich kompliziert ist.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe der eingangs erwähnten Art zu verschaffen, die einfacher und wirtschaftlicher hergestellt werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe mit einem relativ niedrigen Quecksilberverbrauch zu verschaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenabschirmung auf die Stromzuführleiter geklemmt ist.
Da die Elektrodenabschirmung von den Stromzuführleitern getragen wird, ist ein Stützdraht, um die Elektrodenabschirmung an ihrem Platz zu halten, nicht erforderlich. Häufig wird nicht nur ein Stützdraht verwendet, der mit dem Endabschnitt der Entladungslampe verankert ist, sondern auch eine Halterung, die (teilweise) die Elektrodenabschirmung umfasst, wobei die Halterung mit dem Stützdraht verbunden ist. Der erfindungsgemäße Aufbau ermöglicht es, auf eine Halterung und einen Stützdraht zu verzichten, und es ist während der Herstellung der Entladungslampe nicht länger notwendig, den Stützdraht in dem Endabschnitt vorzusehen. Daher kann die erfindungsgemäße Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe einfacher und wirtschaftlicher hergestellt werden. Ein weiterer Vorteil dieses Aufbaus liegt darin, dass die Elektrodenabschirmung an einer zuvor bestimmten Stelle auf den Stromzuführleitern vorgesehen ist, sodass die Elektrodenabschirmung die Elektroden in der gewünschten Weise umgibt. Klemmen der Elektrodenabschirmung an die Stromzuführleiter hilft, die Elektrodenabschirmung während der Nutzlebensdauer der Entladungslampe an ihrem Platz zu halten, ungeachtet der Lage dieser Entladungslampe. Wenn die Elektrodenabschirmung beispielsweise röhrenförmig ist, ist es wün schenswert, dass sie mindestens im Wesentlichen in Bezug auf die Elektrode symmetrisch positioniert ist. Während der Herstellung der Entladungslampe wird die Elektrodenabschirmung über die Stromzuführleiter geschoben, bis sie sich in einer zuvor bestimmten Lage befindet.
Es sei bemerkt, dass eine Niederdruck-Entladungslampe mit einer die Elektrode umgebenden zylindrischen Metallabschirmung auch in US 3.013.169 offenbart wird. Sowohl die Elektrode als auch die zylindrische Abschirmung sind in einer Richtung parallel zur Längsachse der Lampenröhre positioniert. Die zylindrische Abschirmung ist mit einem der Stromzuführleiter der Elektrode verbunden. Es wird jedoch keine Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe mit einer von einer Elektrodenabschirmung umgebenen Elektrode offenbart, wobei die Elektrode und die Elektrodenabschirmung in einer Richtung quer zur Längsachse der Lampe positioniert sind und wobei die Elektrodenabschirmung an beide Stromzuführleiter der Elektrode geklemmt ist. JP 56022040 offenbart eine Leuchtstofflampe mit einem Paar U-förmiger Hilfsanoden, die an den Stromzuführleitern mit Stützdrähten befestigt sind, wobei die Hilfsanoden als Elektrodenabschirmungen wirken, da sie teilweise den Elektrodenglühdraht umgeben. Es wird jedoch keine Elektrodenabschirmung offenbart, die unmittelbar an beide Stromzuführleiter der Elektrode geklemmt ist.
Eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stromzuführleiter am Ort der montierten Elektrodenabschirmung, in einer Ebene parallel zu den Elektroden, abgeflacht sind. Durch Abflachen eines Teils der Stromzuführleiter am Ort der montierten Elektrodenabschirmung wird es möglich, die Elektrodenabschirmung in einer zuvor bestimmten Lage zu montieren, ohne Klemmkraft auszuüben. Der genannte flache Teil in den Stromzuführleitern hilft, die Elektrodenabschirmung während der Nutzlebensdauer der Entladungslampe an ihrem Platz zu halten, ungeachtet der Lage der Entladungslampe.
Bei einer weiteren alternativen, günstigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe ist die Elektrodenabschirmung am Ort der Stromzuführleiter mit einem Einschnitt versehen. Während der Herstellung der Entladungslampe werden die Stromzuführleiter nach außen gebogen, beispielsweise um die Elektroden mit einer Elektronen emittierenden Substanz zu versehen. Bevor die Stromzuführleiter in die gewünschte Lage zurückgebogen werden, wird die Elektrodenabschirmung angebracht und werden die Stromzuführleiter in den Einschnitten in der Elektrodenab schirmung positioniert. Die Breite der Einschnitte in der Elektrodenabschirmung kann so sein, dass die Elektrodenabschirmung klemmend auf den Stromzuführleitern montiert wird.
Vorzugsweise ist die Elektrodenabschirmung an einer dem Entladungsraum zugewandten Seite mit einem Spalt versehen. Ein Spalt in der Elektrodenabschirmung in Richtung der Entladung bewirkt eine relativ kurze Entladungsstrecke zwischen den Elektroden der Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe. Dies ist günstig für einen hohen Wirkungsgrad der Lampe. Der Spalt verläuft vorzugsweise parallel zur Symmetrieachse der Elektrodenabschirmung (so genannter lateraler Spalt in der Elektrodenabschirmung). Bei der bekannten Lampe sind die Öffnung oder der Spalt in der Elektrodenabschirmung vom Entladungsraum abgewendet.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenabschirmung aus einem Keramikmaterial hergestellt ist.
Um gut funktionierende Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen zu erhalten, enthalten die Elektroden derartiger Entladungslampen ein (Emitter-)Material mit einer niedrigen so genannten Austrittsarbeit (Verringerung der Austrittspannung), um Elektronen der Entladung zuzuführen (Kathodenfunktion) und Elektronen aus der Entladung zu erhalten (Anodenfunktion). Bekannte Materialien mit einer niedrigen Austrittsarbeit sind beispielsweise Barium (Ba), Strontium (Sr) und Calcium (Ca). Es ist beobachtet worden, dass beim Betrieb von Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen Material (Barium und Strontium) aus der (den) Elektrode(n) verdampft. Im Allgemeinen wird das Emittermaterial auf der Innenwand des Entladungsgefäßes abgeschieden. Es hat sich weiterhin gezeigt, dass das oben genannte Ba (und Sr), das anderswo in dem Entladungsgefäß abgeschieden wird, nicht mehr zum Lichterzeugungsprozess beiträgt. Das abgeschiedene (Emitter-)Material bildet weiterhin quecksilberhaltige Amalgame an der Innenwand, wodurch die für die Entladung verfügbare Quecksilbermenge (allmählich) abnimmt, was die Nutzlebensdauer der Lampe nachteilig beeinflussen kann. Um während der Nutzlebensdauer der Lampe einen solchen Quecksilberverlust zu kompensieren, ist eine relativ hohe Menge an Quecksilber notwendig, was in Hinsicht auf den Umweltschutz unerwünscht ist. Das Vorsehen einer Elektrodenabschirmung, die die Elektrode(n) umgibt und aus einem Keramikmaterial hergestellt ist, verringert die Reaktivität von Materialien in der Elektrodenabschirmung in Bezug auf eine Reaktion mit dem in dem Entladungsgefäß vorhandenen Quecksilber, welche zur Bildung von Amalgamen führt (Hg-Ba, Hg-Sr). Außerdem verhin dert die Verwendung von elektrisch isolierendem Material die Entwicklung von Kurzschlüssen der Poldrähte der Elektrode(n) und/oder in einer Anzahl Windungen der Elektrode(n). Die bekannte Lampe hat eine Elektrodenabschirmung aus einem elektrisch leitenden Material, das außerdem relativ einfach ein Amalgam mit Quecksilber bildet. Der Quecksilberverbrauch der Entladungslampe wird begrenzt, indem das Ausmaß, in dem das Material der die Elektrode(n) umgebenden Abschirmung mit Quecksilber reagiert, wesentlich verringert wird.
Die Elektrodenabschirmung selbst sollte nicht merklich Quecksilber absorbieren. Um dies zu erreichen, enthält das Material der Elektronabschirmung zumindest ein Oxid aus zumindest einem Element der von Magnesium, Aluminium, Titan, Zirkonium, Yttrium und den seltenen Erden gebildeten Reihe. Vorzugsweise ist die Elektrodenabschirmung aus einem Keramikmaterial hergestellt, das Aluminiumoxid umfasst. Besonders geeignete Elektrodenabschirmungen werden aus so genanntem dicht gesinterten Al₂O₃ hergestellt, auch als DGA bezeichnet. Ein zusätzlicher Vorteil der Verwendung von Aluminiumoxid ist, dass eine aus einem solchen Material hergestellte Elektrodenabschirmung gegen relativ hohe Temperaturen beständig ist. Bei solchen relativ hohen Temperaturen besteht ein erhöhtes Risiko, dass die (mechanische) Stärke der Elektrodenabschirmung abnimmt, wodurch die Form der Elektrodenabschirmung nachteilig beeinflusst wird. Wenn ein Metall oder eine Metalllegierung als Elektrodenabschirmung verwendet wird, wie im Fall der bekannten Entladungslampe, darf die Temperatur der Elektrodenabschirmung nicht zu hoch zu sein, um zu verhindern, dass das Metall oder eines der Metalle der Metalllegierung sich zu verformen oder zu verdampfen beginnt, wodurch unerwünschte Schwärzung an der Innenfläche des Elektrodengefäßes auftritt. (Emitter-)Material, das aus der Elektrode oder den Elektroden stammt und auf einer Elektrodenabschirmung aus Aluminiumoxid abgeschieden ist, die eine viel höhere Temperatur hat, kann infolge der genannten hohen Temperatur nicht oder kaum mit dem in der Entladung vorhandenen Quecksilber reagieren, sodass die Bildung von quecksilberhaltigen Amalgamen zumindest nahezu ausgeschlossen wird. Auf diese Weise dient die Verwendung einer erfindungsgemäßen Elektrodenabschirmung einem doppelten Zweck. Einerseits wird wirksam verhindert, dass aus der Elektrode oder den Elektroden stammendes Material auf der Innenfläche der Entladungslampe abgeschieden wird und andererseits wird verhindert, dass (Emitter-)Material, das auf der Elektrodenabschirmung abgeschieden ist, mit dem in der Entladungslampe vorhandenen Quecksilber Amalgame bildet. Zusätzlich können Ba, Sr und Ca mit Al₂O₃ unter Bildung der ent sprechenden Aluminate reagieren, die kein Hg mehr binden. Vorzugsweise ist im Betrieb die Temperatur der Elektrodenabschirmung höher als 250°C. Ein Vorteil einer solchen relativ hohen Temperatur ist, dass insbesondere im Anfangsstadium die Elektrodenabschirmung heißer wird als in der bekannten Lampe, wodurch eventuell an der Elektrodenabschirmung gebundenes Quecksilber schneller und einfacher freigesetzt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine Längsschnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe
2 eine Perspektivansicht eines Details der in 1 gezeigten Entladungslampe;
3 eine alternative Ausführungsform einer Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe mit einer Elektrodenabschirmung gemäß der Erfindung und
4 eine weitere alternative Ausführungsform einer Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe mit einer Elektrodenabschirmung gemäß der Erfindung.
Die Zeichnung ist rein schematisch und nicht maßstabsgetreu. Insbesondere sind der Deutlichkeit halber einige Abmessungen stark übertrieben. In der Zeichnung beziehen sich gleiche Bezugszeichen soweit wie möglich auf gleiche Teile.
1 zeigt eine Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe mit einem Glasentladungsgefäß 10, das um eine Längsachse 2 herum einen röhrenförmigen Abschnitt 11 hat, welches Entladungsgefäß in dem Entladungsgefäß 10 erzeugte Ladung überträgt und mit einem ersten bzw. einem zweiten Endabschnitt 12a; 12b versehen ist. In diesem Beispiel hat der röhrenförmige Teil 11 eine Länge von 115 cm und einen Außendurchmesser von 16 mm. Das Entladungsgefäß 10 umschließt gasdicht einen Entladungsraum 13, der eine Füllung aus weniger als 3 mg Quecksilber und einem Inertgas, beispielsweise Argon enthält. Die Wandung des röhrenförmigen Teils ist im Allgemeinen mit einer Leuchtschicht bedeckt (in 1 nicht abgebildet), die einen Leuchtstoff enthält (beispielsweise ein Fluoreszenzpulver), der das ultraviolette (UV-)Licht, das durch Rückfallen des angeregten Quecksilbers erzeugt worden ist, in (im Allgemeinen) sichtbares Licht umwandelt. Die Endabschnitte 12a; 12b tragen je eine Elektrode 20a; 20b, die im Entladungsraum 13 ange ordnet ist. Die Stromzuführleiter 30a, 30a'; 30b, 30b' der Elektroden 20a bzw. 20b durchlaufen die Endabschnitte 12a; 12b und ragen aus dem Entladungsgefäß 10 heraus. Die Stromzuführleiter 30a, 30a'; 30b, 30b' sind mit Kontaktstiften 31a, 31a'; 31b, 31b' verbunden, die an einem Lampensockel 32a, 32b befestigt sind. Im Allgemeinen ist um jede Elektrode 20a; 20b ein Elektrodenring angeordnet (in 1 nicht abgebildet), auf den eine Glaskapsel zum Dosieren von Quecksilber geklemmt ist. In einer alternativen Ausführungsform ist ein Quecksilber und eine Legierung aus PbBiSn enthaltendes Amalgam in einem Pumprohr (in 2 nicht abgebildet) vorgesehen, das mit dem Entladungsgefäß 10 in Verbindung steht.
In dem Beispiel von 1 ist die Elektrode 20a; 20b von einer Elektrodenabschirmung 22a; 22b umgeben, die erfindungsgemäß von den Stromzuführleitern 30a, 30a'; 30b, 30b' getragen wird. 2 zeigt ein Detail, teilweise perspektivisch, von 1, wobei eine röhrenförmige Elektrodenabschirmung 22a mit einem Spalt 25a versehen ist. Dieser Spalt 25a liegt an der dem Entladungsraum 13 abgewandten Seite der Elektrodenabschirmung 22a. Um die Elektrodenabschirmung 22a während ihrer Nutzlebensdauer an ihrem Platz zu halten, ist sie auf die Stromzuführleiter 30a, 30a' geklemmt.
In 2 sind die Stromzuführleiter 30a, 30a' am ersten Endabschnitt 11a mit einem ersten Segment 31a, 31a' aus Eisendraht mit einer Dicke von 0,6 mm, einem zweiten Segment 32a, 32a' aus NiFeCuMn-Draht mit einer Dicke von 0,35 mm und einem dritten Segment 33a, 33a' aus CuSn-Draht mit einer Dicke von 0,35 mm versehen, wobei die Segmente vorwiegend im Entladungsgefäß 10, einer Wandung 22 bzw. außerhalb des Entladungsgefäßes 10 verlaufen (siehe 2, wobei die zweiten Segmente 32a, 32a' mit gestrichelten Linien dargestellt sind). Die Lampe ist am Endabschnitt 12b entsprechend aufgebaut (in 2 nicht abgebildet).
Die Elektrode 20a; 20b ist eine Wicklung aus Wolfram, die mit einer Elektronen emittierenden Substanz bedeckt ist, in diesem Fall einer Mischung aus Bariumoxid, Calciumoxid und Strontiumoxid. Die Elektrode 20a; 20b umfasst eine Wicklung, die an beiden Enden 21a, 21a' in eine Biegung 36a, 36a' eines jeweiligen Stromzuführleiters 30a, 30a' geklemmt ist.
Bei der Herstellung der in 2 gezeigten Entladungslampe wird zuerst eine Elektrode 20a; 20b auf den Stromzuführleitern 30a, 30a'; 30b, 30b' montiert. Anschließend wird die röhrenförmige Elektrodenabschirmung 22a; 22b über die Stromzuführleiter 30a, 30a'; 30b, 30b' geschoben, sodass der Spalt 25a die Stromzuführleiter 30a, 30a'; 30b, 30b' vorzugsweise eng umgreift. Es ist auch möglich, die Elektrodenabschirmung 22a; 22b vor dem Montieren aufzuheizen, wobei die Größe des Spaltes 25 geringfügig vergrößert wird, wodurch die Elektrodenabschirmung 22a; 22b leicht montiert werden kann. Nach dem Abkühlen drücken die Ränder des Spaltes geringfügig auf die Stromzuführleiter 30a, 30a'; 30b, 30b', sodass die Elektrodenabschirmung 22a; 22b und die Stromzuführleiter 30a, 30a'; 30b, 30b' klemmend miteinander verbunden sind.
3 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe mit einer Elektrodenabschirmung gemäß der Erfindung, wobei die (röhrenförmige) Elektrodenabschirmung 122a am Ort der Stromzuführleiter 30a, 30a' mit einem Einschnitt 135a; 135a' versehen ist. In dem in 3 gezeigten Beispiel ist die Elektrodenabschirmung 122a an einer dem Entladungsraum 13 zugewandten Seite mit einem Spalt 125a versehen.
Bei der Herstellung der in 3 gezeigten Entladungslampe wird zuerst eine Elektrode 20a auf den Stromzuführleitern 30a, 30a' montiert. Anschließend werden die Stromzuführleiter 30a, 30a' nach außen gebogen, wodurch die Elektrode 20a länger wird. Üblicherweise wird die Elektrode 20a anschließend durch Eintauchen in ein geeignetes Bad mit einer Schicht aus Emittermaterial versehen. Danach wird durch Schieben des Spaltes 125a über die Stromzuführleiter 30a, 30a' die Elektrodenabschirmung 122a angebracht. Anschließend wird die Elektrodenabschirmung 122a um 180° um die Elektrode 20a gedreht, wodurch der Spalt 122a zur dem Entladungsraum 13 zugewandten Seite hin positioniert wird. Im letzten Schritt werden die Stromzuführleiter 30a, 30a' wieder zueinander hin gebogen, wodurch die Stromzuführleiter 30a, 30a' in die Einschnitte 135a; 135a' geführt werden. Um eine zufriedenstellende Montage zu erhalten, liegen die Stromleiter 30a, 30a'; 30b, 30b' vorzugsweise eng in die Einschnitte 135a bzw. 135a' eingepasst. Die Größe des Spaltes 125a in der Elektrodenabschirmung 122a braucht die Dicke der Stromzuführleiter 30a, 30a' nicht zu überschreiten und kann daher im Allgemeinen viel kleiner sein als der äußere Durchmesser der Elektrode 20a.
4 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform einer Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe mit einer Elektrodenabschirmung 122a' gemäß der Erfindung. In dem in 4 dargestellten Beispiel ist nur ein Teil der entsprechenden Elektrodenabschirmung 122a von 3 dargestellt. In 4 ist die (röhrenförmige) Elektrodenabschirmung 122a', wie in dem in 3 dargestellten Beispiel, an einer dem Entladungsraum 13 zugewandten Seite mit einem Spalt 125a' versehen. Zur Vereinfachung der Montage der Elektrodenabschirmung 122a' ist der Stromzuführleiter 30a am Ort der montierten Elektrodenabschirmung 122a' mit einem abgeflachten Teil 131a versehen. Hierzu ist der Stromzuführleiter 30a in einer parallel zur Elektrode 20a verlaufenden Ebene abgeflacht. Entsprechende abgeflachte Teile sind in den anderen Stromzuführleitern 30a'; 30b, 30b' angebracht (nicht abgebildet). Der abgeflachte Teil 131a kann in dem Stromzuführleiter 30a beispielsweise mittels mechanischer Verformung angebracht werden. Diese mechanische Verformung kann so ausgeführt sein, dass die Oberfläche des abgeflachten Teils 131a mit einer Struktur versehen ist, die die mechanische Rauheit des abgeflachten Teils 131a vergrößert, beispielsweise durch Anbringen eines Sägezahnmusters. Diese Maßnahmen ermöglichen es, eine Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe zu erhalten, die einfach und wirtschaftlich hergestellt werden kann.
Es wird deutlich sein, dass die Größe des Spaltes 125a' in der Elektrodenabschirmung 122a nicht größer zu sein braucht als die Dicke des abgeflachten Teils 131a in den Stromzuführleitern 30a, 30a' und daher im Allgemeinen viel kleiner sein kann als der äußere Durchmesser der Elektrode 20a. Da der Spalt 125a' in der Elektrodenabschirmung 122a' sehr eng ist, wird der Quecksilberverbrauch der Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe erheblich begrenzt.
Im Allgemeinen braucht der Spalt in der Elektrodenabschirmung nicht größer zu sein als die minimale Spaltbreite, die notwendig ist, damit die Entladung in dem Entladungsraum bis zur spiralförmigen Elektrode reicht.
Die röhrenförmige Elektrodenabschirmung mit dem relativ sehr engen Spalt verringert das Risiko, dass (Emitter-)Material, das aus der Elektrode stammt, auf der inneren Wandung des Entladungsgefäßes abgeschieden wird und unerwünschte Schwärzung verursacht. Wenn eine solche Elektrodenabschirmung aus einem Keramikmaterial hergestellt ist, beispielsweise dicht gesintertem Aluminiumoxid (DGA), wird auch erreicht, dass auf der Keramikelektrodenabschirmung abgeschiedenes (Emitter-)Material beim Betrieb der Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe eine so hohe Temperatur hat, dass das Material keine quecksilberhaltigen Amalgame bilden kann, sodass eine erhebliche Verringerung im Quecksilberverbrauch der Lampe erreicht wird.
Die Elektrodenabschirmung ist vorzugsweise aus einem Keramikmaterial hergestellt, das im Betrieb eine Temperatur von über 250°C, vorzugsweise über 300°C hat. Bei so hohen Temperaturen gibt es nahezu keine stabilen Quecksilberverbindungen. Vorzugsweise ist die Elektrodenabschirmung aus einem Material hergestellt, das nicht e lektrisch leitend ist oder zumindest sehr schwach elektrisch leitend, um Kurzschluss zwischen den Stromzuführleitern zu verhindern.
In Experimenten sind mit einer erfindungsgemäßen Elektrodenabschirmung versehene Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen der Typen TLD/82/36W und F32/T8/83 mit einem so genannten hochfrequenzregelnden (HFR) dimmenden Vorschaltgerät betrieben worden, und der Quecksilberverbrauch im Bereich der Elektrode ist gemessen und mit dem einer mit der bekannten Elektrodenabschirmung versehenen Bezugslampe verglichen worden. Die Entladungslampen sind mit einem dimmenden Vorschaltgerät mit so genanntem langem Schaltzyklus betrieben worden, bei dem die Lampe abwechselnd 165 Minuten brennt und 15 Minuten ausgeschaltet wird. Nach 13.500 Brennstunden wiesen Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampen mit einer Elektrode, die mit einer röhrenförmigen Elektrodenabschirmung aus DGA mit einem dem Entladungsraum zugewandten relativ engen Spalt (Spaltbreite unter 1 mm) versehen war, im Bereich der Elektrode (für jede Elektrode gemessen) einen Quecksilberverbrauch unter 100 μg auf, während die bekannte Lampe im Bereich der Elektrode einen Quecksilberverbrauch von 200–300 μg aufweist. Die Temperatur der erfindungsgemäßen Elektrodenabschirmung lag im Betrieb im Bereich zwischen 350 und 450°C, während die Temperatur der bekannten Elektrodenabschirmung zwischen 200 und 300°C lag. Dieser Vergleich zeigt, dass die bekannten Entladungslampen während ihrer Nutzlebensdauer einen viel größeren Quecksilberverbrauch haben als die mit einer erfindungsgemäßen Elektrodenabschirmung versehenen Entladungslampen.
Es wird deutlich sein, dass im Rahmen der Erfindung für den Fachkundigen viele Varianten möglich sind. Das Entladungsgefäß braucht nicht notwendigerweise länglich und röhrenförmig zu sein, es kann auch andere Formen annehmen, wie z.B. eine schneckenförmige Elektrodenabschirmung. Die Elektrodenabschirmung kann auch aus einer Kombination von Glas und einem Metall hergestellt sein, beispielsweise einem ringförmigen Körper aus Glas, der mit einem Fe₂O₃-Film versehen ist.

Claims

Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe mit einem Entladungsgefäß (10), das einen ersten und einen zweiten Endabschnitt (12a, 12b) aufweist, wobei das Entladungsgefäß (10) einen Entladungsraum (13), der eine Füllung aus Quecksilber und einem Inertgas enthält, gasdicht umschließt, wobei die Endabschnitte (12a, 12b) je eine in dem Entladungsraum (13) angeordnete Elektrode (20a; 20b) tragen, im Wesentlichen quer zur Längsachse des Entladungsgefäßes, wobei die Elektrode verwendet wird, um eine Entladung in dem Entladungsraum (13) zu erzeugen und aufrechtzuerhalten, wobei Stromzuführleiter (30a, 30a'; 30b, 30') der Elektroden (20a; 20b) durch die Endabschnitte (12a, 12b) hindurch verlaufen, sodass sie aus dem Entladungsgefäß (10) herausragen, und wobei eine Elektrodenabschirmung (22a; 22b) zumindest im Wesentlichen zumindest eine der Elektroden (20a; 20b) umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenabschirmung (22a; 22b) auf die Stromzuführleiter (30a, 30a'; 30b, 30b') geklemmt ist.
Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromzuführleiter (30a, 30a'; 30b, 30b') am Ort der montierten Elektrodenabschirmung (22a; 22b), in einer Ebene parallel zu den Elektroden (20a; 20b), abgeflacht sind.
Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenabschirmung (22a; 22b) auf einer dem Entladungsraum (13) abgewandten Seite mit einem Spalt (25a) versehen ist.
Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenabschirmung (122a; 122a') am Ort der Stromzuführleiter (30a, 30a') mit einem Einschnitt (135a; 135a') versehen ist.
Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenabschirmung (122a; 122a') auf einer dem Entladungsraum (13) zugewandten Seite mit einem Spalt (125a; 125a') versehen ist.
Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenabschirmung (22a; 22b; 122a) röhrenförmig ist.
Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenabschirmung (22a; 22b) aus einem Keramikmaterial hergestellt ist.
Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikmaterial Aluminiumoxid umfasst.
Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass, im Betrieb, eine Temperatur der Elektrodenabschirmung (22a; 22b) höher ist als 250°C.