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Vorrichtung mit mindestens einer Höchstdruckquecksilberdampflampe
Es sind in der letzten Zeit .Quecksilberdampfentladungslampien bekanntgeworden,
die im Betriebe sehr hohe Quecksilberdampfdrucke aufweisen. Diese zum Aussenden
von infraroten sichtbaren oder ultravioletten Strahlen geeigneten sog. Höchstdruckquecksilberdampflampen
weisen neben einer hohen Lichtausbeute eine große Oberflächenhelligkeit auf, besonders
dann, wenn sie künstlich, z. B. mit Hilfe von fließendem Wasser, gekühlt werden.
In diesem Falle kann die Belastung der Lampen sehr hoch getrieben werden, so daß
diese Lampen eine intensive Lichtquelle großer Oberflächenhelligkeit bilden. Sie
sind daher sehr geeignet für Projektionszwecke, für Verwendung in Scheinwerferanlagen
u. dgl. Vorrichtungen.
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Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung, die mindestens eine
Höchstdruckquecksilberdampflampe enthält. Unter dieser Lampenart werden hier Quecksilberdampflampen
verstanden, deren Dampfdruck beim Betrieb wesentlich höher ist als der in den schon
früher bekannten Hochdruckentladungslampen herrschende Quecksilberdampfdruck, der
ungefähr i Atm. betrug. Der Dampfdruck der in. der Vorrichtung gemäß der Erfindung
benutzten Höchstdrucklampen ist in der Regel erheblich höher als q. Atm. und kann
leicht höher als i o Atm. gemacht werden. Besonders bei den künstlich gekühlten
Lampen kann man mit dem Quecksilberdampfdruck sehr hoch gehen. Dieser kann dann
Werbe von einigen hunderten Atmosphären erreichen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine der Höchstdruckquecksilberdampflampe
zugeordnete Strahlungsquelle auf, deren Strahlen die Höchstdrucklampe treffen; dabei
befindet sich zwischen dieser Lampe und der zweiten auch ultraviolette Strahlen
,aussendenden Strahlungsquelle ein Medium, das ultraviolette Strahlen absorbiert.
Es ist z. B. möglich, daß in der Vorrichtung neben der Höchstdruckl.
ampe
eine zweite Lampe derselben Art angeordnet wird. Dies kann der Fall sein, wenn eine
Höchstdrucklampe eine zu schmale Lichtquelle bildet. Bekanntlich ist die Entladung
einer Höchstdrucklampe stark eingeschnürt und zeigt in radialer Richtung nur kleine
Abmessungen. Es kann für bestimmte Zwecke daher empfehlenswert -sein, zwei oder
mehrere solcher Lampen. ;nebeneinander anzuordnen, wodurch man z. B. mit Hilfe eines
geeigneten optischen Systems imstande ist, eine rechteckige Oberfläche mit nahezu
gleicher Beleuchtungsdicke zu beleuchten.
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Auch ist es möglich, der Höchstdrucklampe eine zweite Strahlungsquelle
zuzuordnen, ium die Oberflächenhelligkeit dieser Lampe zu erhöhen. In diesem Falle
werden die von der zugeordneten Strahlungsquelle ausgehenden Strahlen ,absichtlich
auf der Entladungs: bahn der Höchstdrucklampe konzentriert. Wird diese Strahlung
zwar auf der Lampe, aber neben der eingeschnürten Entladung konzentriert, so wird
eine scheinbare Verbreitung der Entladung :erreicht.
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Die der Höchstdrucklampe zugeordnete Strahlungsquelle braucht nicht
immer eine primäre Strahlungsquelle zu sein, d. h. sie braucht die Strahlen, welche
sie auf die Höchstdruckl:ampe wirft, nicht selbst zu erzeugen,. Sie kann diese Strahlen
auch von irgendeiner anderen Quelle empfangen wnd z. B. durch Refl:ektion auf die
Höchstdrucklampe werfen. Dies ist z. B. der Fall, wenn der Höchstdrucklampe ein
Reflektor zugeordnet ist, der ,einen Teil der von dieser Lampe selbst @ausgesandten
Strahlen auf die Lampe zurückwirft. In diesem Fall wird das absqrbierende Medium
zwischen der Höchstdrucklampe und dem Reflektor angeordnet. Den Reflektor kann man
zweckmäßig aus .einem reflektierenden Belag bestehen lassen, der auf der von der
Höchstdrucklampe abgewendeten Seite eines das absorbierende Medium bildenden Glaskörpers
angeordnet ist.
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In all diesen Fällen wird der Höchstdrucklampe von den sie treffenden
Strahlen, die von der zugeordneten Strahlungsquelle ausgehen, eine gewisse Menge
Energie zugeführt; gegebenenfalls könnte daher die Belastung dieser Lampen niedriger
gewählt werden, so daß .am Strom gespart würde. Es wurde jedoch gefunden, daß die
Lebensdauer der Höchstdrucklämpe verringert wird. Es hat sich herausgestellt, daß
die Lebensdauer wieder vergrößert wird, wenn dafür Sorge getragen wird, daß die
Höchstdrucklampe nicht durch ultraviolette Strahlen der zugeordneten Strahlungsquelle
getroffen wird. Deswegen ist zwischen der Höchstdrucklampe und dieser Strahlwzgsquelle
ein Medium angebracht; das diese Strahlen stark absorbiert. Je vollständiger die
ultravioletten Strahlen absorbiert werden, um so bessere Ergebnisse werden erreicht.
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Vorzugsweise wird das Medium derart gewählt, daß auch sichtbare Strahlen,
und zwar die kürzeren Strahlen, des Spektrums (violett: und blaue Strahlen) nicht
durchgelassen werden. Zweckmäßig wird ein Medium benutzt, das Strahlen mit einer
Wellenlänge kleiner als 4500 Ä stark absorbiert. Es wurde nämlich gefunden, daß
auch die kurzwelligen sichtbaren Strahlen einen ungünstigen Einfluß auf die Lebensdauer
der Höchstdrucllampen ausüben und daß deren Lebensdauer gesteigert wird, wenn diese
Strahlen, daran gehindert werden, ,auf die Höchstdrucklampe aufzutreffen.
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Das zwischen der Höchstdrucklampe und der zugeordneten Strahlungsquelle
angeordnete Medium kamt zweckmäßig aus einem Glaskörper- bestehen. Will man nur
das Auftreffen von ultravioletten Strahlen auf die Höchstdrucklampe verhindern,
so kann dieser Körper aus gewöhnlichen, ultraviolette Strahlen nicht durchlassendem
Glas hergestellt werden. Falls man auch die kürzeren sichtbaren Strahlen zurückhalten
will, kann man gefärbtes Glas, das .auch diese Strahlen absorbiert, benutzen. Es
kann z. B. ein Glas verwendet werden, das bei durchfallendem Licht gelb ist.
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Falls die Höchstdrucklampe mit einer Flüssigkeit gekühlt wird, kann
man eine Kühlflüssigkeit benutzen, welche die schädlichen Strahlen'nicht durchläßt
und somit das Medium bildet.
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Die Zeichnung stellt beispielsweise zwei Ausführungen der Erfindung
.dar.
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Die Fig. z und 2 geben in senkrecht zueinander stehenden Schnitten
eine Ausführung wieder, zn. der drei Höchstdrucklampen vorhanden sind.
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Die Fig. 3 und 4 stellen eine .andere Ausführung in Ansicht bzw. in
Querschnitt gemäß ,der Linie III-III dar.
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Die Vorrichtung nach den Fig. i und 2 enthält drei Höchstdrucklampen
i, 2 und 3, die in. seinem Gefäß angeordnet sind, das von der Grundplatte 4, dem
Deckel 5 und der schalenförmigen Linse 6 gebildet wird. Der Deckel 5 ist mit Hilfe
der Schrauben 7 und unter Zwischenlegung eines elastisch-en Ringes 8 ,an der Grundplatte
4 befestigt. Zwischen der Glaslinse 6 und .dem Deckel 5 befindet sich ein .aus elastischem
Material bestehender Ring g. Die Linse wird von der Mutter io festgehalten.
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. Die Entladungslampen i, 2 und 3 bestehen aus Quarzröhrchen mit innerem
bzw. äußerem Durchmesser von i bzw. 3 mm; sie sind je mit zwei Wolframelektroden
versehen, die nur
wenig ,aus einer sie umgebenden Quecksilbermenge
herausragen. Auch enthalten die Röhrchen: Argon unter ein:eni Druck (bei Zimmertemperatur)
von 5o mm Quecksilbersäule. Der normale Betriebsstrom dieser Lampen beträgt 1,5
Amp., die Belastung je Zentimeter der Entladungsb.alin ist 80o Watt, während im
Betriebe der Dampfdruck ungefähr 12o Atm. beträgt. Die Lampen sind einerseits mit
einem gemeinsamen Stromleiter i r, anderseits mit getrennten Leitern 12, 13 verbunden,
die alle durch die Grundplatte 4 geführt sind.
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Zwischen den Lampen und der Glaslinse 6 befindet sich eine gewölbte
Glasplatte 14, die zur Führung des Kühlwasserstromes dient. Das Kühlwasser wird
durch das Rohr 15 w-und durch die Rohre 16, 17 abgeführt.
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Zwischen den Lampen 2 und 3 ist eine 1,5 mm dicke Glasplatte 18 angeordnet,
die die gewölbte, gleich dicke Glasplatte i9 trägt, welche sich zwischen. der Lampe
i und den Lampen 2 und 3 befindet. Die Glaskörper 18 und i9 bestehen aus einem durch
einen kleinen Zusatz, z. B. 0,5 0/0, von Bleichromat gelb ,gefärbten. Glas folgender
Z.usammensetzung 64,4 % Si O., 13,9 0/0 `a- O, o, 15 0/ö Pb O, 2,3 0;'o Zn. O, 4,3
0;ö Ba 0.
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Dieses gefärbte Glas läßt praktisch keine ultravioletten Strahlen
durch und zeigt auch eine starke Absorption der kurzwelligen sichtbaren Strahlen.
Bei der erwähnten Dicke von .1,5 mm beträgt die Absorption, von Strahlen mit einer
Wellenlänge von 4ioo A etwa 82 %, von. Strahlen mit seiner Wellenlänge von 420o
A etwa 57 %.
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Die Ausführung nach den Abb.3 und 4 enthält seine nicht künstlich
gekühlte Höchstdrucklampe 2o, die aus einem Quarzröhrchen mit innerem bzw. äußerem
Durchmesser vorn 5 bzw. 7,5 mm besteht, jedoch eine geringere Quecksilbermenge enthält
und eine, kleinere Belastung aufweist ,als die Lampen der in dien Fig. i und 2 dargestellten
Vorrichtung. Die Belastung kann z. B. 3 5 Watt j e Zentimeter Länge der Entladungsbahn
sein. Der Quecksilberdampfdruck bieträgt ungefähr 2o Atm. Die Glühelektroden. dieser
Lampe sind finit Erdalkaliotyd versehen. Die Lampe 2o ist innerhalb des Glaskolbens
21 angeordnet und mittels der Stromleiter 22 und 23 .an der Quetschstelle 24 dieses
Kolbens befestigt. Der Kolbenei kann evakuiert oder mit Beinger Gasfüllung, z. B.
Stickstoff, versehen .sein.
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Innerhalb des Kolbens ist ein Reflektor angeordnet, der aus einem
Metallbelag 25 besteht, der sich .auf der konvexen Seite der gewölbten Glasplatte
26 befindet. Diese Glasplatte ist so ;geformt, daß der reflektlerende Belag 25 seinen
Teil der Oberfläche eines Kreiszylinders bildet, deren Achse. mit der Achse der
Lampe 20 zus.ammenfällt. Die Glasplatte 26 besteht aus Glas, das ultraviolette Strahlen
absorbiert, so d;aß die von der Lampe 20 .ausgesandten ultravioletten Strahlen nicht
von, dem reflektierenden Belag 25 auf die Lampe zurückgeworfen. werden. Die sichtbaren,
,auf dem Reflektor auftreffenden Strahlen. -werden dagegen wohl auf die Lampe zurückgeworfen..