DE69109101T2 - Metallhalogenidentladungslampe mit bestimmtem schaftlastfaktor. - Google Patents

Metallhalogenidentladungslampe mit bestimmtem schaftlastfaktor.

Info

Publication number
DE69109101T2
DE69109101T2 DE69109101T DE69109101T DE69109101T2 DE 69109101 T2 DE69109101 T2 DE 69109101T2 DE 69109101 T DE69109101 T DE 69109101T DE 69109101 T DE69109101 T DE 69109101T DE 69109101 T2 DE69109101 T2 DE 69109101T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
watts
chamber
metal halide
discharge lamp
length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69109101T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69109101D1 (de
Inventor
Michael Skaneateles Falls Ny 13152 Advenko
Daniel C. Camillus Ny 13031 Briggs
Brian J. Phoenix Ny 13135 Thomas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Welch Allyn Inc
Original Assignee
Welch Allyn Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Welch Allyn Inc filed Critical Welch Allyn Inc
Publication of DE69109101D1 publication Critical patent/DE69109101D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69109101T2 publication Critical patent/DE69109101T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/36Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
    • H01J61/366Seals for leading-in conductors
    • H01J61/368Pinched seals or analogous seals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/82Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
    • H01J61/827Metal halide arc lamps

Landscapes

  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Discharge Lamp (AREA)

Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Metall-Halogenid-Dampf- Entladungslampen und bezieht sich speziell auf Lampen mit einer Leistungsfähigkeit von mehr als 35 Lumen pro Watt, in einigen Fällen über 100 Lumen pro Watt, die jedoch bei niedriger bis mittlerer Leistung arbeiten, d.h. unterhalb von 30 Watt, in einigen Fällen bis zu 40 Watt. Die vorliegende Erfindung betrifft speziell eine Geometrie von Quarzrohren, die es in Kombination mit der Elektrodenstruktur, dem Quecksilber, dem Metall-Halogenid und der Edelgasfüllung möglich macht, diese hohe Leistungsfähigkeit zu erreichen.
  • Metall-Halogenid-Entladungslampen weisen üblicherweise ein Quarzrohr auf, das einen Kolben oder Gehäuse bildet und eine abgeschlossene Bogenkammer definiert, sowie ein Paar von Elektroden, bspw. eine Anode und eine Kathode, die in die Bogenkammer innerhalb des Gehäuses eintauchen, sowie eine geeignete Menge von Quecksilber und ein oder mehrere Metall-Halogenid-Salze, bspw. Nal oder ScI&sub3;, die ebenfalls im Gehäuse enthalten sind. Der Dampfdruck der Metall-Halogenid-Salze und des Quecksilbers beeinflussen sowohl die Farbtemperatur wie auch die Leistungsfähigkeit. Diese wiederum werden von der Geometrie des Quarzgehäuses, der Einführungstiefe der Anode und der Kathode, der Größe der Bogenstrecke und dem Volumen der Bogenkammer beeinflußt. Natürlich führen höhere Betriebstemperaturen zu höheren Dampfdrücken des Quecksilbers und des Metall-Halogenids, sie können aber auch die Lebensdauer der Lampe reduzieren, indem die Entglasung des Quarzes beschleunigt wird und ein Verlust an Wolframmetall von den Elektroden auftritt. Auf der anderen Seite können niedrigere Betriebstemperaturen, insbesondere in der Nähe der Wandung des Kolbens dazu führen, daß Salzdämpfe kondensieren und an den Wänden des Gehäuses auskristallisieren, was wiederum dazu führt, daß unerwünschte Flecken auf den Objekten auftreten, die von der Lampe beleuchtet werden.
  • Es sind bereits viele Metall-Halogenid-Entladungslampen unterschiedlicher Art und Leistungsbereiche vorgeschlagen und für unterschiedliche Anwendungen konstruiert worden, die den Fachleuten auf dem Gebiet der Lampentechnik bekannt sind. Lampen dieser Art sind z. B. in den US-Patentschriften 4 161 672, 4 808 876, 3 324 332, 2 272 647, 2 545 884 und 3 379 868 beschrieben. Diese sind allgemein für Hochleistungsanwendungen bestimmt, d.h. es handelt sich um Anordnungen für die Beleuchtung großer Flächen oder um Projektionslampen. Es ist bislang noch nicht möglich gewesen, eine kleine Lainpe hoher Leistungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen, die als medizinische Untersuchungslampe oder für andere Anwendungen bei einer Leistung von unterhalb 40 Watt eingesetzt werden könnte. Bislang hat noch niemand beim Bau von Lampen einen Ansatz gewählt unter Berücksichtigung der Prinzipien des Wärmemanagements, um eine Lampe zu erzeugen, die bei niedriger Leistung und hoher Leistungsfähigkeit arbeitet, andererseits aber ausreichende Dampfdrücke für das Quecksilber und das Metall-Halogenid in der Bogenkammer erzeugt, ohne daß eine Entglasung und damit Aufweichung des Gehäuses des Quarzrohres eintritt, und ohne eine Beschädigung der Wolframelektroden zu verursachen.
  • Aufgaben und Zusammenfassung der Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Metall-Halogenid-Entladungslampe von niedriger Leistung und hoher Leistungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile derartiger Lampen des Standes der Technik vermeidet.
  • Eine weitere spezielle Aufgabe besteht darin, eine Metall- Halogenid-Entladungslampe zur Verfügung zu stellen, die sich einer brauchbar langen Lebensdauer erfreut und dabei Licht in einem Bereich der Leistungsfähigkeit erzeugt, der 35 Lumen pro Watt übersteigt.
  • Eine weitere, noch speziellere Aufgabe besteht darin, eine Kolbengeometrie zur Verfügung zu stellen, die ein wirksames Management des Wärmeflusses von der Bogenkammer gestattet, sowie eine Abführung von den Schäften der Lampe und auf diese Weise eine Hochleistungsbeleuchtung bei kleiner Leistungsaufnahme fördert.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Metall-Halogenid- Entladungslampe gemäß dem Patentanspruch 1.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Lampe ein Rohrgehäuse von einer Bauart mit zwei Enden auf, mit einem ersten Hals an einem Ende und mit einem zweiten Hals am gegenüberliegenden Ende des Kolbens. Geeignete Mengen von Quecksilber und Metall-Halogenid-Salz oder Salzen befinden sich in dem Kolben. Die Kolbenwände definieren einen Hohlraum oder eine Bogenkammer, die sich von Hals zu Hals erstreckt und die Metall-Halogenid-Salzdämpfe sowie den Quecksilberdampf während des Betriebes aufnehmen. Erste und zweite langestreckte Elektroden, die aus einem hochtemperaturbeständigen Metall, d.h. Wolframdraht, hergestellt sind, erstrecken sich durch die jeweiligen Hälse in die Bogenkammer. Diese Elektroden fluchten miteinander axial, so daß ihre Spitzen zwischen sich eine Bogenstrecke von geeigneter Bogenlänge definieren.
  • Die Dicke der Kolbenwand steigt stetig von einer Ebene in der Mitte der Kammer, d.h. von einer Ebene auf halbem Wege zwischen den beiden Hälsen, zu den jeweiligen Hälsen an. Die Wand ist in einer geeigneten Dicke ausgeführt, entsprechend der Nennleistung oder der Nenn-Wattzahl der Lampe.
  • Die Hälse sind etwa eingeschnürt, um eine optimale Wärmestrom- Rate in die Schäfte zu erreichen, so daß eine hohe Leistungsfähigkeit erreicht werden kann.
  • Die Schäfte weisen jeweils ein Schaftsegment auf, das durch denjenigen Teil des Schaftes definiert wird, der vom jeweiligen Hals über eine Strecke reicht, die der Bogenkammerlänge entspricht. Über diese Schaftsegmente wird thermische Energie (überwiegend durch Leitung und Konvexion) an die Umgebung abgeleitet, die aus den Hälsen der Lampe herausgeleitet wird. Die Schaftsegmente sind so dimensioniert, daß ihre Oberflächenbereiche in bezug auf die Nennleistung der Lampe begrenzt sind, so daß eine Belastung des Schaftabschnittes innerhalb eines gewünschten Zielbereiches vorliegt. Der Schaftsegment-Lastfaktor ist gleich der Nennleistung der Lampe dividiert durch die Summe der Oberflächenbereiche des ersten und des zweiten Schaftsegmentes, und der Faktor sollte im Bereich von ungefähr 16 bis 36 Watt pro Quadratzentimeter liegen. Wenn die Schaftsegment-Last zu niedrig ist, wird zuviel Wärme durch die Schäfte nach außen abgeleitet, und wenn sie zu hoch ist, kann dies zu einer Beschädigung der Kolbenwand und der Wolframelektroden führen. Im Fall einer Lampe mit sehr niedriger Wattzahl kann es schwierig sein, die Hälse erheblich einzuschnüren, da die Abmessungen des Kolbens klein sind. Es kann daher eine Schaftsegment-Last mit Schäften erreicht werden, die an den Hälsen weniger eingeschnürt sind, sich aber im Durchmesser stetig aufweiten, und zwar über die gewünschte axiale Länge oder darüber hinaus. Bei Hochleistungslampen muß man darauf achten, daß ein genügend großer Oberflächenabschnitt zur Verfügung steht, um eine angemessene Wärmeableitung zu ermöglichen.
  • Lampen von dieser Bauart können bei sehr niedriger Leistung (2 bis 5 Watt), niedriger Leistung (5 bis 14 Watt) oder mittlerer Leistung (14 bis 30 Watt) betrieben werden, abhängig vom beabsichtigten Anwendungsfall, jedoch in jedem Fall mit hoher Leistungsfähigkeit. Die Leistungsfähigkeit kann in einigen Fällen 100 Lumen pro Watt übersteigen.
  • Die schmale Ausbildung des Zuführdraht-Abschnittes der Elektrode verhindert eine thermomechanische Belastung des Quarzes des Halses, der einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der sich erheblich von demjenigen von Wolfram unterscheidet.
  • Vorzugsweise weist die Kammer sich aufweitende Bereiche auf, in denen die Hälse in den Kolben übergehen, so daß an dieser Stelle ein aufgeweiteter Bereich mit sehr kleinem Volumen entsteht, indem die Zuführdrähte nicht im direkten Kontakt mit dem Quarz (oder einem gleichwertigen Material) stehen, wie dies bei der Elektrode der Fall ist. Dieses Merkmal erleichtert das Kondensieren von Salzreservoirs an dem Hals hinter der einen oder der anderen Elektrode und erleichtert ferner eine Regelung des Wärmeflusses von den heißen Elektroden hinaus in die Schäfte der Lampe.
  • Die vorstehenden und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich in noch größerem Umfange aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ausgewählter bevorzugter Ausführungsbeispiele, die in Zusammenhang mit der Zeichnung zu betrachten sind.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Quarz-Metall-Halogenid-Entladungslampe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 2 und 3 sind Seitenansichten von anderen Lampen, in denen die Erfindung verwirklicht ist.
  • Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels:
  • Unter Bezug auf die Zeichnung und zunächst auf Fig. 1 umfaßt eine 22-Watt-Lampe 10 ein beidendig verschmolzenes Quarzrohr 12, das durch automatische Glasblastechniken ausgebildet ist. Das Rohr umfaßt in einem mittleren Bereich einen dünnwandigen Kolben 14, der in sich einen Hohlraum oder eine Kammer 16 definiert. Im vorliegenden Fall hat die Kammer ungefähr die Form einer Zitrone oder eine Gauss'sche Form, mit einem mittleren konvexen Abschnitt 18 und sich konisch erweiternden Endabschnitten 20, in denen der Kolben 14 in den ersten Hals 22 bzw. den zweiten Hals 24 übergeht. Wie dargestellt, sind die Hälse 22 und 24 jeweils verengt oder eingeschnürt, wodurch der Wärmestrom hinaus in einen ersten Schaft 26 bzw. einen zweiten Schaft 28 begrenzt wird.
  • Ferner sind eine erste Elektrode 30 und eine zweite Elektrode 32 vorgesehen, die jeweils in einem der Hälse 22, 24 gelagert sind. Im vorliegenden Fall bestehen die Elektroden aus einem hochtemperaturbeständigen Metall, bspw. Wolfram, und sind in strukturierter Formgebung ausgeführt, d.h. mehr oder weniger in Form einer Keule.
  • Die erste Elektrode 30, die als Anode dient, weist einen Zuführ- Drahtschaft 34 aus Wolfram auf, der im Hals 22 gelagert ist und sich etwas in die Kammer 16 hinein erstreckt, wo ein Stababschnitt 36 aus Wolfram mit ihm stumpf verschweißt ist. Der Zuführdraht hat ein verhältnismäßig kleines Maß, typischerweise 0,18 mm (0.007 Zoll), der Stababschnitt ist jedoch von etwas größerem Durchmesser, typischerweise 0,30 mm (0.012 Zoll). Der Stababschnitt 36 hat ein konisches Ende, das eine zentrische Spitze mit einem Kegelwinkel im Bereich zwischen 60 Grad und 120 Grad bildet.
  • Der Zuführdraht 34 aus Wolfram erstreckt sich durch den Quarzschaft 26 hinaus zu einer Foliendichtung aus Molybdän, die eine Verbindung zu einem Zuführdraht aus Molybdän herstellt, der wiederum eine elektrische Verbindung zum positiven Anschluß einer geeigneten Last (nicht dargestellt) herstellt.
  • In entsprechender Weise weist die Kathodenelektrode 32 einen Zuführdraht 44 aus Wolfram auf, der sich im Schaft 28 erstreckt und im Hals 24 gelagert ist. Der Draht 44 erstreckt sich etwas in die Kammer 16 hinein und ein Stababschnitt 46 ist mit ihm stumpf verschweißt. Der Kathoden-Stababschnitt 46 hat ein spitzes, konisches Ende mit einem Kegelwinkel in der Größenordnung zwischen 30 und 45 Grad. In diesem Fall hat der Draht 44 typischerweise einen Durchmesser von 0,18 mm (0.007 Zoll), wohingegen der Stababschnitt einen Durchmesser von bspw. 0, 3 mm (0.012 Zoll) aufweisen kann. Der Zuführdraht 44 erstreckt sich zu einer Foliendichtung aus Molybdän, der eine Verbindung zu einem Verbindungsdraht herstellt.
  • Die Stababschnitte 36 und 46 der Anode und der Kathode sind so gehalten, daß sie keine Berührung mit den Hälsen 22 und 24 haben und auch keine Berührung mit den Wänden des Kolbens 14.
  • Die Anode 30 und die Kathode 32 sind axial miteinander fluchtend angeordnet und ihre Enden definieren zwischen sich eine Bogenstrecke im zentrischen Teil der Kammer 16.
  • Die Stababschnitte haben einen verhältnismäßig großen Oberflächenbereich, der in Kontakt mit den Dämpfen des Quecksilbers und des Metall-Halogenids in der Lampe steht, so daß die von den spitzen Enden abgeführte Wärme größtenteils in die Dämpfe in der Kammer übertragen wird.
  • Obwohl in dieser Ansicht nicht sichtbar, enthält die Lampe 10 darüber hinaus eine geeignete Füllung mit einer geringfügigen Menge eines Edelgases, bspw. Argon oder Quecksilber und eines oder mehrerer Metall-Halogenid-Salze, bspw. Natriumiodid. Die jeweilige Auswahl der Metallsalze und ihre jeweiligen Anteile hängen von den optischen Entladungseigenschaften der Metallionen relativ zu gewünschten Wellenlänge-Verteilung der Lampe ab.
  • Die Zuführdrähte für die Elektroden, die aus Wolfram bestehen, haben einen ungefähr 90 bis 96 mal so großen Wärmeleitungskoeffizienten wie das Quarzmaterial des Rohres 12. Es ist daher wünschenswert, die Zuführdrähte 34, 44 so klein wie möglich im Durchmesser zu halten. Die mit kleinerem Durchmesser ausgeführten Zuführdraht-Abschnitte der Elektroden erfahren nur eine relativ geringfügige thermische Ausdehnung während der Aufheizung des Wolframdrahtes. Dies geschieht aus zwei Gründen: Der mit kleinerem Durchmesser ausgeführte Draht leitet nicht näherungsweise soviel Wärme zu dem jeweiligen Hals wie Elektroden, bei denen die Größe der Stababschnitte sich bis zu den Hälsen fortsetzen würde. Zweitens ist das Ausmaß der thermischen Ausdehnung proportional zur gesamten Größe, so daß, da die Größe klein gehalten wird, die Spannungen infolge thermischer Ausdehnung ebenfalls klein gehalten werden. Aus diesen Gründen führen die hier angewandten Konstruktionsprinzipien zu einem verminderten Risiko einer Rißbildung des verschmolzenen Quarzes infolge eines Unterschiedes der thermischen Ausdehnung im Quarz und im Wolfram.
  • Wie ebenfalls in Fig. 1 dargestellt, vergrößert sich die Dicke der Wandung des Kolbens 14 stetig von einer zentrischen oder mittleren Ebene, die sich rechtwinklig zur Lampenachse erstreckt und sich in halber Entfernung zwischen den beiden Hälsen 22 und 24 befindet. Die Wanddicke wird innerhalb von Grenzwerten eingestellt, die von der Wattzahl der Lampe und den Abmessungen des Kolbens abhängen, um auf diese Weise einen wärmeleitenden Wärmestrom entlang der Kolbenwand aus Quarz einzustellen, und zwar von der Zone in der Nähe der Bogenstrecke hin zu dem ersten und dem zweiten Schaft 26 und 28.
  • Wie ebenfalls in Fig. 1 gezeigt, sind die Hälse 22, 24 in einer Position eingeschnürt, die der Ebene entspricht, in der die jeweiligen Elektroden 30, 32 den Hals verlassen und in die Kammer 16 eintreten. Die Hälse definieren einen Bereich verminderten Querschnittes des Quarzrohres 12.
  • Wie in Fig. 1 dargestellt, weist der Kolben 14 eine Kammerlänge 50 auf, die gleich dem Abstand in der Lampe von ersten Hals 22 in axialer Richtung zum zweiten Hals 24 ist. Der erste und der zweite Schaft 26 und 28 weisen jeweils ein Schaftsegment 52 und 54 auf, das definiert ist als der Anteil des Schaftes, der sich axial nach außen vom jeweiligen Hals 22, 24 über einen Weg erstreckt, der gleich der Kammerlänge 50 ist. Wegen der Einschnürungen an den Hälsen haben die Schaftsegmente 52 und 54 Oberf lächen, die etwas kleiner sind als die entsprechenden Oberflächen des zylindrischen Rohres ohne die Einschnürung (d.h. wie im Stand der Technik). Die Abmessungen der Schaftsegmente 52, 54 werden während der Herstellung der Lampe 50 überwacht, so daß die Schaftsegmente einen gewünschten Oberflächenbereich aufweisen, der in Relation zur Nennleistung der Lampe ausgewählt wird. Die Lampen gemäß der vorliegenden Erfindung haben einen Schaftsegment-Lastfaktor, der definiert ist als die Nennleistung der Lampe dividiert durch die Summe der Oberflächenbereiche der beiden Schaftsegmente, und dieser sollte im Bereich zwischen 12 und 36 Watt pro Quadratzentimeter liegen. Im Falle des dargestellten Ausführungsbeispiels, das eine 22-Watt-Lampe ist, beträgt der Schaftsegment-Lastfaktor ungefähr 24 Watt pro Quadratzentimeter.
  • Fig. 2 zeigt eine weitere Lampe 110 gemäß der vorliegenden Erfindung, im vorliegenden Fall von mittlerer Leistung, d.h. zwischen ungefähr 5 und 15 Watt. Dieselben Überlegungen, die weiter oben erörtert wurden, sind bei dem Entwurf und der Konstruktion dieser Lampe berücksichtigt worden, und Elemente, die Elementen im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel entsprechen, sind mit Bezugszeichen versehen, die gegenüber den bislang verwendeten Bezugszeichen um 100 erhöht sind.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Lampe 110 ein beidendig verschmolzenes Quarzrohr 112 auf, mit einem Kolben 114, dessen Wand eine Bogenkammer 116 definiert, die eine Füllung aus Quecksilber, einem Halogenid-Salz und einer kleinen Menge an Edelgas enthält. Ein erster und ein zweiter eingeschnürter Hals 122 und 124 sind vorgesehen, durch die hindurch eine erste und eine zweite Elektrode 130 und 132 in die Kammer 116 eintreten. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind ein erster Schaft 126 und eine zweiter Schaft 128 vorgesehen. Erste und zweite Schaftsegmente 152 und 154 erstrecken sich von dem jeweiligen Hals über eine Strecke, die gleich der Kammerlänge 150 ist. Der Schaftsegment-Lastfaktor wird so, wie oben beschrieben, bestimmt und zwar aus der Nennleistung der Lampe und den 0berflächenbereichen der Schaftsegmente 152 und 154.
  • Der Schaftsegment-Lastfaktor sollte innerhalb eines Bereiches von 12 bis 36 Watt pro Quadratzentimeter gehalten werden. Bei dem Ausführungsbeispiel, das eine 12-Watt-Lampe ist, beträgt der Lastfaktor ungefähr 18 Watt pro Quadratzentimeter.
  • Eine Lampe 210 sehr niedriger Leistung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt, wobei die Lampe eine Nennleistung von unter 5 Watt hat. Hier werden dieselben Entwurfsüberlegungen eingesetzt wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, und eine höhere Leistungsfähigkeit von 40 Lumen pro Watt oder höher wird erreicht. Elemente, die denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei die Bezugszeichen jedoch um 200 erhöht wurden. Dieses Ausführungsbeispiel weist ein verschmolzenes Quarzrohr 212 auf, in dem ein entsprechend kleinerer Kolben 214 ausgebildet ist, dessen Wand eine Bogenkammer 216 mit einer Kammerlänge 250 definiert und in der sich eine geeignete Befüllung aus Quecksilber, Salz und einem Edelgas befindet. Durch erste und zweite eingeschnürte Hälse 222 und 224 an beiden Enden des Kolbens stehen erste und zweite Wolfram- Drahtelektroden 230 und 232 vor. Diese definieren eine kleine Bogenstrecke innerhalb der Kammer 216. Die Elektroden 230, 232 haben einen gleichförmigen Drahtdurchmesser anstelle der gegliederten Ausführung, wie sie bei den Lampen gemäß den Fig. 1 und 2 verwendet wurde. Erste und zweite Schäfte 226 und 228 weisen jeweils ein Schaftsegment 252 und 254 auf, das dadurch definiert wird, daß es sich vom jeweiligen Hals über eine kurze Strecke erstreckt, die gleich der Kammerlänge 250 ist. In diesem Falle ist es aufgrund der sehr kleinen Abmessungen des Kolbens 214 schwierig, die beiden Hälse 222, 224 einzuziehen, um Einschnürungen von ähnlicher Gestalt zu erzeugen, wie sie den anderen Ausführungsbeispielen entsprechen.
  • Stattdessen wird eine Charakteristik mit verminderten Wärmeverlusten dadurch erreicht, daß die Durchmesser der Schäfte 226 und 228 reduziert werden, und zwar über eine erhebliche Strecke von den Hälsen 222 und 224. Auf diese Weise erhält man einen stetigen Kegel entlang des gesamten Schaftsegmentes, wobei man auf einen Schaftsegmentoberflächen-Lastfaktor in einem gewünschten Bereich von 12 bis 36 Watt pro Quadratzentimeter abzielt. Die dargestellte Lampe, die eine Nennleistung von ungefähr 2,5 Watt aufweist, hat einen Schaftsegment-Lastfaktor von ungefähr 24 Watt pro Quadratzentimeter. Eine Kontrolle der Schaftsegmentoberflächen-Last ist bei dieser kleinen Lampe besonders zweckmäßig und kann dadurch erreicht werden, daß man den Kegelwinkel des Schaftes oder Stieles kontrolliert.
  • Bei allen größeren Lampen (15 bis 40 Watt), mittleren Lampen (5 bis 14 Watt) und kleineren Lampen (unter 5 Watt) werden Grundsätze des Wärmemanagements eingesetzt, um den Wärmestrom entlang der Quarzwand und aus den Hälsen heraus auf große strahlende Oberflächen zu den Schäften zu begrenzen und zugleich die Größe dieser Oberflächen zu begrenzen. Heiße verwirbelte Gase in den Zonen zwischen den Elektrodenenden, d.h. in der Nähe des bogenerzeugenden Plasmas, bewirken den größten Anteil des Wärmeüberganges im zentralen Bereich der Kammer. Da die Hitze sich jedoch in axialer Richtung zu den Hälsen hin ausbreitet, spielt die Leitfähigkeit in der aus Quarz bestehenden Kolbenwand und in den Schäften eine größere Rolle. Die Rate der Wärmeverluste sollte innerhalb eines gewünschten Bereiches gehalten werden, so daß die Temperatur hoch genug bleibt, um die Drücke des Quecksilbers und des Salzdampfes hoch genug zu halten. Ein geringfügiger Wärmeverlust ist jedoch notwendig, um zu verhindern, daß die hohen Temperaturen die Kolbenwand aus geschmolzenem Quarz entglasen. Ferner sollte überschüssiges Salz, d.h. in einem Salzreservoir, in einem Bereich kondensieren, der weit vom zentralen Bereich der Kolbenwand entfernt ist. Bei der vorliegenden Erfindung ist der kälteste Teil der Kammer bei im Betrieb befindlicher Lampe an einem der Hälse hinter der Elektrode, so daß sich das Salzreservoir dort ausbildet. Aufgrunddessen bilden sich keine Flecken von kondensiertem Salz auf dem konvexen Abschnitt 18 der Kolbenwand und damit im Lichtweg aus.
  • Die Hälse, die Kolbenseitenwände und die Schäfte des Quarzrohres müssen dick genug sein, um selbsttragend zu sein und um genügend Wärme zu übertragen, um eine Entglasung zu verhindern, während sie andererseits dünn genug bemessen werden müssen, um Wärme zurückzuhalten, die hohe Dampfdrücke erzeugt, die wiederum zu einer höheren Leistungsfähigkeit der Lampe führen und zu gewünschten Farbtemperaturen bei niedrigen Nennleistungen.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung im Detail unter Bezug auf ausgewählte und bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, versteht sich, daß die Erfindung nicht auf diese speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Vielmehr bieten sich zahlreiche Abwandlungen und Änderungen dem Fachmann an, ohne den Schutzbereich der Patentansprüche zu verlassen.

Claims (7)

1. Metall-Halogenid-Entladungslampe, die ein Rohrgehäuse von einer Bauart mit zwei Enden umf aßt, mit einem ersten Hals und mit einem zweiten Hals, die axial an gegenüberliegenden Enden eines Kolbens angeordnet sind, wobei die Hälse einen ersten bzw. einen zweiten Schaft mit dem Kolben verbinden, der eine Kolbenwand aufweist, die eine Bogenkammer definiert, die eine durch den Abstand zwischen den Hälsen definierte Kammerlänge aufweist, wobei sich vorbestimmte Mengen von Quecksilber und einem Metall-Halogenid-Salz in der Kammer befinden sowie eine erste und eine zweite langgestreckte Elektrode aus einem hochtemperaturbeständigen Metall, die sich beide in axialer Richtung durch jeweils einen Schaft erstrecken und an jeweils einem der Hälse in die Bogenkammer austreten, wobei ferner die Elektroden axiale und voneinander beabstandete Spitzen aufweisen, die eine Bogenstrecke zwischen sich definieren, wobei die Lampe für eine Nennleistung von ungefähr 40 Watt oder darunter ausgelegt ist, was von dem Kammervolumen, den Mengen von Quecksilber und Salz in der Kammer und der Bogenstrecke abhängt; und wobei weiterhin die Schäfte jeweils einen sich über jeweils ein Segment des Schaftes erstreckenden Schaftsegment-Oberflächenbereich aufweisen, der vom jeweiligen Hals über eine Strecke reicht, die der Länge der Bogenkammer entspricht, wobei die Lampe für einen Schaftsegment-Lastfaktor ausgelegt ist, der gleich der Nennleistung der Lampe dividiert durch die Summe des ersten und des zweiten Schaftsegment-Bereiches ist, wobei schließlich der Schaftsegment-Lastfaktor im Bereich von 12 bis 36 Watt pro Quadratzentimeter liegt.
2. Metall-Halogenid-Entladungslampe nach Anspruch 1, bei der die Nennleistung zwischen 2 Watt und 5 Watt liegt.
3. Metall-Halogenid-Entladungslampe nach Anspruch 2, bei der sich die Schaftsegmente stetig vom jeweiligen Hals axial nach außen über diejenige Länge aufweiten, die der Bogenkammer-Länge entspricht.
4. Metall-Halogenid-Entladungslampe nach Anspruch 1, bei der Nennleistung zwischen 5 Watt und 30 Watt liegt.
5. Metall-Halogenid-Entladungslampe nach Anspruch 4, bei der die Schaftsegmente sich im Durchmesser stetig von dem jeweiligen Hals axial nach außen aufweiten, und zwar über einen wesentlichen Abschnitt derjenigen Länge, die der Länge der Bogenkaminer entspricht.
6. Metall-Halogenid-Entladungslampe nach Anspruch 5, bei der die Nennleistung zwischen 15 Watt und 30 Watt liegt.
7. Quarz-Halogenlampe nach Anspruch 5, bei der die Nennleistung zwischen 5 Watt und 14 Watt liegt.
DE69109101T 1990-12-31 1991-12-30 Metallhalogenidentladungslampe mit bestimmtem schaftlastfaktor. Expired - Fee Related DE69109101T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/636,742 US5117154A (en) 1990-12-31 1990-12-31 Metal halide discharge lamp with improved shank loading factor
PCT/US1991/009781 WO1992012532A1 (en) 1990-12-31 1991-12-30 Metal halide discharge lamp with defined shank loading factor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69109101D1 DE69109101D1 (de) 1995-05-24
DE69109101T2 true DE69109101T2 (de) 1995-08-31

Family

ID=24553141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69109101T Expired - Fee Related DE69109101T2 (de) 1990-12-31 1991-12-30 Metallhalogenidentladungslampe mit bestimmtem schaftlastfaktor.

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5117154A (de)
EP (1) EP0517898B1 (de)
JP (1) JP2802683B2 (de)
AU (1) AU9167391A (de)
BR (1) BR9106358A (de)
CA (1) CA2076638C (de)
DE (1) DE69109101T2 (de)
WO (1) WO1992012532A1 (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5331950A (en) * 1991-10-22 1994-07-26 Welch Allyn, Inc. Video laparoscope with high-illuminance low-wattage light source
US5486737A (en) * 1994-04-12 1996-01-23 Osram Sylvania Inc. Heavily loaded double-ended arc lamp
US5539273A (en) * 1994-06-29 1996-07-23 Welch Allyn, Inc. Etched electrode for metal halide discharge lamps
US6432046B1 (en) 1996-07-15 2002-08-13 Universal Technologies International, Inc. Hand-held, portable camera for producing video images of an object
US6554765B1 (en) 1996-07-15 2003-04-29 East Giant Limited Hand held, portable camera with adaptable lens system
US5879289A (en) * 1996-07-15 1999-03-09 Universal Technologies International, Inc. Hand-held portable endoscopic camera
US6559600B1 (en) * 1998-11-17 2003-05-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Discharge lamp, light source and projecting display unit
JP2003242933A (ja) * 2002-02-15 2003-08-29 Toshiba Lighting & Technology Corp メタルハライドランプおよび自動車用前照灯装置
WO2006043184A2 (en) * 2004-10-20 2006-04-27 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh High-pressure gas discharge lamp
US20060170361A1 (en) * 2005-01-31 2006-08-03 Osram Sylvania Inc. Single-ended Arc Discharge Vessel with a Divider Wall
US20060175973A1 (en) * 2005-02-07 2006-08-10 Lisitsyn Igor V Xenon lamp
KR101507818B1 (ko) * 2012-08-08 2015-04-07 주식회사 씨티씨바이오 수용성 만난아제 조성물 및 이의 제조 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3305289A (en) * 1963-05-09 1967-02-21 Gen Electric Electric lamp manufacture
US3263852A (en) * 1963-05-09 1966-08-02 Gen Electric Method of glass bulb manufacture and glass bulb
US3636341A (en) * 1969-11-14 1972-01-18 Gen Electric Lamp and housing assembly
US3714493A (en) * 1970-04-06 1973-01-30 Gen Electric Compact metal halide arc lamp containing primarily mercury iodide
US4136298A (en) * 1977-08-15 1979-01-23 General Electric Company Electrode-inlead for miniature discharge lamps
US4202999A (en) * 1978-04-11 1980-05-13 General Electric Company Fused silica lamp envelope and seal
JPS5851457A (ja) * 1981-09-22 1983-03-26 Toshiba Corp 小形メタルハライドランプ
JPS60200455A (ja) * 1984-03-24 1985-10-09 Toshiba Corp 小形メタルハライドランプ
JPH0762993B2 (ja) * 1987-09-21 1995-07-05 東芝ライテック株式会社 メタルハライドランプ
US4968916A (en) * 1989-09-08 1990-11-06 General Electric Company Xenon-metal halide lamp particularly suited for automotive applications having an improved electrode structure

Also Published As

Publication number Publication date
DE69109101D1 (de) 1995-05-24
JP2802683B2 (ja) 1998-09-24
BR9106358A (pt) 1993-04-27
CA2076638C (en) 2002-08-13
EP0517898A1 (de) 1992-12-16
AU9167391A (en) 1992-08-17
US5117154A (en) 1992-05-26
WO1992012532A1 (en) 1992-07-23
EP0517898B1 (de) 1995-04-19
JPH05505277A (ja) 1993-08-05
CA2076638A1 (en) 1992-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69111799T2 (de) Kolbengeometrie für metallhalogenidentladungslampe mit geringer leistung.
EP0314732B1 (de) Xenon-kurzbogen-entlandungslampe
DE69102791T2 (de) Niederleistungsmetallhalogenidlampe.
DE69125272T2 (de) Verbesserte elektrode für metallhalogenidentladungslampe
DE3133642C2 (de)
DE60318764T2 (de) Entladungslampe
DE69109101T2 (de) Metallhalogenidentladungslampe mit bestimmtem schaftlastfaktor.
DE9112690U1 (de) Hochdruckentladungslampe
DE2951966C2 (de) Hochdruck-Metalldampfentladungslampe
EP0479087A1 (de) Hochdruckentladungslampe
EP0086479B1 (de) Hochdruckentladungslampe
DE19727430A1 (de) Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß
EP0451647A2 (de) Hochdruckentladungslampe und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE1170542B (de) Gasentladungslampe, insbesondere hoch belastbare Hochdrucklampe
DE19729219B4 (de) Hochdruckentladungslampe mit gekühlter Elektrode sowie entsprechende Elektrode
DE69204517T2 (de) Hochdruckentladungslampe.
DE69107572T2 (de) Metallhalogenidlampe.
EP1481417A1 (de) Quecksilber-kurzbogenlampe mit lanthanoxid-haltiger kathode
EP0825636B1 (de) Hochdruckentladungslampe
DE2131887C3 (de) Blitzentladungslampe
DD259281A5 (de) Eine kompakte niederdruck-quecksilberdampfentladungslampe
DE2102112C3 (de) Hochdruck-Entladungslampe
DE3200699C2 (de) Entladungsgefäß für Hochdruck-Natriumdampflampen
DE69011145T2 (de) Einseitig gequetschte Metalldampfentladungslampe.
DE687086C (de) UEberdruckdampfentladungslampe mit festen Glueheleals 20 Atmosphaeren

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee