DE691735C

DE691735C - Procedure for shortening the restart time of el

Info

Publication number: DE691735C
Application number: DE1937P0076385
Authority: DE
Inventors: Victor James Francis; Dr Kurt Larche
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1936-12-09
Filing date: 1937-12-10
Publication date: 1940-06-04
Also published as: GB484732A; US2177704A

Description

Ein Nachteil der elektrischen 'Hochdruckmetalldampf entladungslampen liegt bekanntlich darin, daß sie nach ihrem Abschalten oder nach -dem Erlöschen des Lichtbogens infolge eines kurzzeitigen Absinken« der Netzspannung nicht sofort wieder gezündet werden können. Es muß erst mehrere Minuten ■gewartet werden, bis sich das Lampengefäß beträchtlich abgekühlt hat und damit der Druck der Dampffüllung so sitark gesunken ist, daß die vom Füllungsdruck abhängige Zündspannung der Lampe unterhalb der Netzspannung liegt.A disadvantage of electric 'high pressure metal vapor Discharge lamps is known to be the fact that after they have been switched off or after the arc has been extinguished cannot be re-ignited immediately as a result of a brief drop in the mains voltage can. You have to wait several minutes until the lamp vessel is has cooled down considerably and thus the pressure of the steam filling has dropped so significantly is that the ignition voltage of the lamp, which is dependent on the filling pressure, is below the mains voltage lies.

In dem Bestreben, die Wiederzündzeit dieser Lampen abzukürzen, hat man bereits vorgeschlagen, die Lampen durch einen in ihrer Nähe aufgestellten, genügend großen Ventilator zu kühlen, der erst nach dem Erlöschen des Lichtbogens eingeschaltet wird.In an effort to shorten the re-ignition time of these lamps, it has already been proposed that to cool the lamps by means of a sufficiently large ventilator set up nearby, which only works after it has gone out of the arc is switched on.

ao Für viele Verwendungszwecke kommt es jedoch nicht nur darauf an, daß die Lampe bald wieder zündet, sondern auch wesentlich darauf, daß die Lampe nach erfolgter Zündung möglichst bald wieder ihren Betriebszustand, also ihren vollen Dampfdruck, und damit ihre volle Lichtleistung erreicht.ao For many purposes it is not only important that the lamp soon ignites again, but also essentially that the lamp after ignition has taken place As soon as possible back to their operating state, i.e. their full vapor pressure, and thus their full light output.

Die Erfindung geht von der Erkenntnisi aus, daß zu einer raschen Wiederzündung der Hochdrucklampe nicht das ganze Lampengefäß abgekühlt und die verhältnismäßig große Wärmemenge desselben abgeführt zu werden braucht. Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abkürzen der Wiederzündzeit einer elektrischen HochdruckmetaHdampfentladungslampe mittels einer erst -nach dem Erlöschen des Lichtbogens wirksam werdenden Kühlvorrichtung und besteht darin, daß nach dem Erlöschen des. Lichtbogens nur eine eng umgrenzte kleine Stelle des heißen Entladungsgefäßes bis zurThe invention is based on the knowledge that a rapid reignition the high pressure lamp does not cool the whole lamp vessel and the proportionately large amount of heat of the same needs to be dissipated. Accordingly, the invention relates a method for shortening the reignition time of an electric high pressure metal vapor discharge lamp by means of one only after the arc has been extinguished effective cooling device and consists in that after the extinction of the. Arc only a narrowly delimited small point of the hot discharge vessel up to

Wiederzündung des Lichtbogens kräftig ge-• kühlt wird, und zwar zweckmäßig mittels einer kurzzeitig eingeschalteten Kühlflüssig^ . keit oder durch vorübergehende, gut wärme> S leitende Verbindung mit einem festen," Hp Nähe des Lampengefäßes angeordneten KühJ> körper. Es ergibt sich dann der große Vorteil, daß die Lampe nach erfolgter Wiederzündung in äußerst kurzer Zeit wieder ihren ίο Betriebsdruck annimmt, weil das Lampengefäß mit Ausnahme der Kühlstelle heiß geblieben ist und nicht erst aufgeheizt werden muß.Reignition of the arc is strongly • cooled, specifically by means of a briefly switched on coolant ^. or by temporary, good warmth> S Conductive connection with a fixed cooler located near the lamp vessel body. There is then the great advantage that the lamp returns to its position in an extremely short time after it has been re-ignited ίο Assumes operating pressure because the lamp vessel, with the exception of the cooling point, is hot has remained and does not have to be heated up first.

Vielfach wird es sich empfehlen, das Entladungsgefäß mit einem besonderen, nach außen vortretenden kurzen Rohrstutzen zu versehen und diesen dann während der Abkühlzeit bis zur Wiederzündung der Lampe zu kühlen. Es kann aber auch ein Meiner Wandungsteil des Entladungsgefäßes doppelwandig ausgebildet sein und während der Abkühlzeit durch den Zwischenraum der Doppelwand Kühlwasser hindurchgeleitet oder in diesen aus einem Vorratsbehälter eingefüllt werden. In einzelnen Fällen genügt ein aus Metall bestehendes, an die Lampe herangestelltes Kühlwasserrohr, das an einem Wandungsteil des Lampengefäßes dicht anliegt bzw. mit diesem in Berührung gebracht und kurzzeitig mit Kühlwasser gespeist wird.In many cases it will be advisable to use the discharge vessel with a special, outwardly protruding short pipe socket and then this during the cooling period until the lamp is reignited to cool. However, a part of the wall of the discharge vessel can also be double-walled be formed and during the cooling time through the space between the double wall Cooling water passed through or filled into this from a storage container. In some cases, an is sufficient Metal existing cooling water pipe attached to the lamp, which is attached to a wall part of the lamp vessel rests tightly or is brought into contact with it and briefly fed with cooling water.

Eine besonders kräftige Wärmeableitung vom Entladungsraum nach außen wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dann erzielt, wenn in die Entladungsgefäßwand ein metallischer, in. den Entladungsraum ragender Kühlstift eingeschmolzen ist, dessen äußerer — zweckmäßig vergrößerter — Endteil während der Abkühlzeit der Lampe geikühlt wird. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die Entladungslampe nach dem Erlöschen des Lichtbogens derart gedreht oder gekippt werden, daß der aus dem Entladungsgefäß herausragende Endteil des Küihlstiftes in einen Kühlwasserbehälter eintaucht. Eine in vielen Fällen ausreichende KüWwirkung ergibt sich bereits dann, wenn mit dem äußeren Endteil des Metallstiftes ein Zimmertemperatur aufweisender Metallkörper in Verbindung gebracht wird. Man kann ferner von der beträchtlichen Verdampfungswärme einer Flüssigkeit nutzbringend Gebrauch machen, indem man beispielsweise auf den eine Metallscheibe tragenden Kühlstift einige Tropfen einer Kühlflüssigkeit mit niedriger Verdampfungstemperatur, etwa Wasiser, auffallen läßt.A particularly strong heat dissipation from the discharge space to the outside is achieved A further feature of the invention then achieved when a discharge vessel wall metallic, in. The discharge space protruding cooling pin is melted, whose outer - expediently enlarged - end part cooled during the cooling time of the lamp will. For this purpose, for example, the discharge lamp after it has gone out of the arc are rotated or tilted in such a way that the discharge from the discharge vessel protruding end part of the cooling pin is immersed in a cooling water tank. One in many cases sufficient cooling effect results already when a room temperature with the outer end part of the metal pin having metal body is brought into connection. One can also makes good use of the considerable heat of vaporization of a liquid make, for example, by placing a few on the cooling pin carrying a metal disc Drops of a coolant with a low evaporation temperature, such as Wasiser, are noticeable leaves.

Bei der Ausführung des neuen Verfahrens muß selbstverständlich darauf geachtet werden, daß durch die starke, stellenweise bzw. punktförmige Abkühlung des Lampengefäßes dieses keinen Schaden nimmt; es muß also das Entladungsgefäß bzw. der abzukühlende Wandungsteil aus einem Glas mit möglichst .^niedrigem Ausdehnungskoeffizienten, z. B. aus 'Quarzglas, bestehen. Bei Verwendung eines ■Kühlstiftes wird dieser zweckmäßig mittels " der bekannten Übergangsgläser in die Entladungsgefäßwandung eingeschmolzen. An die Stelle eines Kühlstiftes kann gegebenenfalls auch einer der zu den Glühelektroden des Entladungsgefäßes· führenden Stromzuführungsdrähte treten, also dessen außerhalb des Entladungsgefäßes liegender Teil gekühlt werden. Selbstverständlich muß der Querschnitt des Stromzuführungsdrahtes so groß sein, daß er innerhalb der erforderlichen Zeit die abzuführende Wärme weiterzuleiten vermag. When carrying out the new process, care must of course be taken: that by the strong, local or punctiform cooling of the lamp vessel this is not damaged; So it must be the discharge vessel or the one to be cooled Wall part made of a glass with the lowest possible expansion coefficient, z. B. off 'Quartz glass, consist. When using a ■ cooling pin, it is expedient to use "of the known transition glasses melted into the discharge vessel wall. An The place of a cooling pin can optionally also be one of the glow electrodes the power supply wires leading to the discharge vessel occur, that is to say outside of it of the discharge vessel lying part are cooled. Of course, the cross-section must of the power supply wire must be so large that it can be reached within the required time able to pass on the heat to be dissipated.

Die Kühlvorrichtung kann nach dem Erlöschen des Lichtbogens entweder von Hand ein- und nach erfolgter Wiederzündung abgeschaltet werden oder aber auch selbsttätig gesteuert. sein, beispielsweise durch ein vom EntladungsstiOm durchflossenes Relais, einen Bimetallschalter, einen von der Netzschalterstellung und der Netzspannung abhängigen Zeitschalter oder eine Photozelle, die beim Erlöschen der Lampe stromlos wird.After the arc has been extinguished, the cooling device can either be operated manually can be switched on and switched off after re-ignition or automatically controlled. be, for example, by a relay through which the discharge pulse flows Bimetal switch, one that depends on the mains switch position and the mains voltage Time switch or a photocell that is de-energized when the lamp goes out.

Auf der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiele zwei Quecksilberhochdruckdampf- lampen mit nach der Erfindung ausgebildeten Kühleinrichtungen zur Abkürzung der Wiederzündzeit dargestellt.The drawing shows two high-pressure mercury vapor as exemplary embodiments Lamps with cooling devices designed according to the invention to shorten the re-ignition time shown.

Bei der Hochdrucklampe nach Abb. 1 ist das aus Quarzglas bestehende Lampengefäß ι auf das der Lampengefäßwandung angeschmiegte Kühlwasserrohr 2 aufgesetzt, durch das nur während der Abkühlzeit Kühlwasser geleitet wird. Mit 3 sind die Betriebselektroden und mit 4 die mit aktivieren- «oo den Stoffen versehenen Zündelektroden der Lampe bezeichnet. In den beiden Einschmelznippeln 5 sind Molybdänfolien 6 eingeschmolzen. Die Lampe enthält in bekannter Weise eine Zündgasgrundfüllung sowie einen zweck- «05 mäßig im Betrieb der Lampe völlig verdampfenden Q uecksilberbodenfcörper.In the case of the high-pressure lamp according to Fig. 1, the lamp vessel made of quartz glass is ι placed on the cooling water pipe 2 nestled against the lamp vessel wall, through which cooling water is only passed during the cooling period. With 3 are the operating electrodes and with 4 the ignition electrodes provided with activating substances Labeled lamp. Molybdenum foils 6 are melted into the two melt-in nipples 5. In a known manner, the lamp contains a basic ignition gas filling and a functional «05 Mercury base body which evaporates moderately when the lamp is in operation.

In Abb. 2 ist eine einsockelige Hochdruckdampflampe für etwa 30 Atmosphären Dampfdruck dargestellt, bei der im kugelförmigen n« Quarzgefäß 7 die beiden Elektroden 4 senkrecht übereinander stehen. Im domartigen Kuppenteil der Lampe ist in bekannter Weise ein mit D urchtrittslöchern für die Konvektionsströme versehener Auffangschirm 8 un- "5 tergebracht, auf den sich im Betrieb der Lampe die Zerstäubungsprodukte der Elektroden ablagern. In die Spitze der Lampenkuppe, die im Betrieb besonders kräftig erhitzt wird, ist ferner ein etwa aus Wolfram bestehender Kühlstift 9 eingeschmolzen, der außen eine Metallscheibe 10 trägt und wäh-In Fig. 2 is a single-base high pressure vapor lamp for about 30 atmospheres vapor pressure shown in the spherical n «quartz vessel 7, the two electrodes 4 perpendicular stand on top of each other. In the dome-like dome part of the lamp is in a known manner one with through holes for the convection currents provided collecting screen 8 accommodated "5, on which the operation of the Lamp deposit the sputtering products of the electrodes. In the tip of the lamp cap, which heats up particularly vigorously during operation is, a cooling pin 9 made of tungsten is also melted down, the outside carries a metal disc 10 and

rend der Abkühlzeit beispielsweise dadurch gekühlt wird, daß man die Lampe kippt und die Metallscheibe io für einige Sekunden in einen Kühlwasserbehälter taucht. Auf den in das Innere des Lampengefäßes 7 hineinragenden Endteil des Kühlstiftes 9 schlägt sich dann sofort der kondensierende Quecksilberdampf nieder und der Druck der Lampenfüllung sinkt sofort so stark ab, daß die Lampe bereits wenige Sekunden nach dem Erlöschen des Lichtbogens wieder gezündet werden kann. Nach erfolgter Wiederzündung und Aufhören der Kühlwirkung bewirkt der Wärmefluß vom heißen Lampengefäß "zu dem nur eine geringe Wärmekapazität aufweisenden Kühlstift zusammen mit der Heizwirkung des Lichtbogens in wenigen Sekunden 'die Wiederaufheizung des Metallstiftes und die Wiederverdampfung seines Quecksilberbe-Schlages und damit die Wiederherstellung des Betriebstustandes der Lampe.rend the cooling time is cooled, for example, by tilting the lamp and immerses the metal disk io in a cooling water tank for a few seconds. On the The end part of the cooling pin 9 protruding into the interior of the lamp vessel 7 strikes The condensing mercury vapor and the pressure of the lamp filling then immediately settle immediately drops so much that the lamp switches off just a few seconds after the Extinction of the arc can be re-ignited. After re-ignition and the cessation of the cooling effect is caused by the flow of heat from the hot lamp vessel "to the only a low heat capacity having cooling pin together with the heating effect of the arc in a few seconds' the Reheating of the metal pin and the re-evaporation of its mercury strike and thus the restoration of the operating condition of the lamp.

Man hat zwar bereits bei Niederdruckentladungslamipen am Lampengefäß eine Kühlvorrichtung angebracht, die nur auf eine Stelle des Lampengefäßes wirkt, beispielsweise Kühlrippen auf den Mittelteil einer langen Entladungsröhre aufgesetzt, damit der Metalldampf stets am Mittelteil der Röhre kondensiert und sich nicht hinter die Elektroden verkriecht. Es findet dort aber kein kurzzeitiges Abkühlen einer Stelle des auf hohe Temperatur aufgeheizten Lampengefäßes einer Hochdruckdampflampe statt, und es dient dort -.die örtliche Abkühlung nicht zu dem Zweck, nach dem Erlöschen der Lampe möglichst rasch die Wiederzündung und den Hochdruckbetriebszustand der Lampe herbeizuführen.One already has with low-pressure discharge lamps a cooling device is attached to the lamp vessel and acts only on one point of the lamp vessel, for example cooling fins on the central part of a long discharge tube so that the metal vapor is always on the middle part of the tube condenses and does not hide behind the electrodes. But there is none there Brief cooling of one point on the lamp vessel heated to a high temperature instead of a high-pressure vapor lamp, and it is not used for local cooling for the purpose of re-ignition and the high-pressure operating state of the lamp as soon as possible after the lamp has gone out bring about.

Claims

Patent claims:

ι. Method for shortening the re-ignition time of high-pressure metal vapor discharge electric lamps by means of a cooling device that only becomes effective after the arc has been extinguished, characterized in that that after the arc has been extinguished only a narrowly delimited small area of the hot discharge vessel until the arc is re-ignited, it is cooled down vigorously, expediently by means of a briefly switched on Cooling liquid or by temporary, good heat-conducting connection with a solid, close to the Lamp vessel arranged heat sink.

2: High pressure metal vapor discharge lamp for carrying out the method according to Claim 1, characterized in that the discharge vessel has a special, has outwardly protruding pipe socket on which the coolant acts.

3. High pressure metal vapor discharge lamp to carry out the method according to Claim 1, characterized in that a wall part of the discharge vessel rests against a cooling water pipe or is designed as a cooling water channel and only cooling water is passed through after the lamp has gone out.

4. High pressure metal vapor discharge lamp for carrying out the method according to claim 1, characterized in that in the wall of the discharge vessel a cooling pin protruding into the discharge space is melted, the outer, expediently enlarged end part after extinguishing the lamp is being cooled.

1 sheet of drawings