DE749714C

DE749714C - High-pressure mercury lamp with quartz glass vessel and a luminous layer made of a mixture of luminescent materials and arranged in the beam path of the lamp

Info

Publication number: DE749714C
Application number: DEP75112D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ernst Guenth Andresen; Dr Hermann Krefft; Hermann Kummer
Priority date: 1937-04-22
Filing date: 1937-04-22
Publication date: 1944-12-02

Description

Quecksilberhochdrucklampe mit Quarzglasgefäß und einer im Strahlengang der Lampe angeordneten, aus einem Leuchtstoffgemisch bestehenden Leuchtschicht Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Ouscksilberhochdruckdampflalnpen mitOuarzgefäß und einem 5 Atmosphären übersteigenden Betriebsdampfdruck und bezweckt, das für viele Verwendungszwecke, insbesondere für Allgemeinbeleuchtung, ungenügend ausgefüllte Lichtspektrum der Hochdrucklichtbogenstrahlung zu verbessern, die zwar eine kräftige Emission im gelben, grünen und violetten Bereich zeigt, aber einen Mangel an Blau und insbesondere Rot aufweist. Gleichzeitig soll möglichst auch eine Steigerung der Lichtausbeute der Hochdrucklampen erzielt werden.High pressure mercury lamp with quartz glass vessel and one in the beam path the lamp arranged, consisting of a phosphor mixture luminescent layer Die Invention relates to electric high-pressure silver oyster lamps with ouarz vessel and an operating vapor pressure exceeding 5 atmospheres and aims that for many uses, especially for general lighting, insufficiently filled To improve the light spectrum of the high-pressure arc radiation, which although a powerful Emission in the yellow, green and purple region shows but a lack of blue and in particular has red. At the same time, if possible, there should also be an increase the light output of high pressure lamps can be achieved.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden in an sich bekannter Weise Leuchtstoffe zu Hilfe genommen, die durch die unsichtbare kurzwellige Strahlung des Lichtbogens angeregt werden und der Lichtstrahlung des Hochdruc%bogens das fehlende Farblicht zumischen.To achieve this object, phosphors are used in a manner known per se the help of the invisible short-wave radiation of the arc are excited and the light radiation of the high pressure arc the missing colored light to mix.

Sowohl in Verbindung mit Niederdruckentladungslampen als auch im Zusammenhang mit Hochdruckentladungslampen wurden schon die verschiedensten Leuchtstoffe zu diesem Zweck vorgeschlagen, u. a. auch Sulfide, Wolframate und Silicate. Die mit solchen Leuchtstoffen durchgeführten Versuche haben gezeigt, daß für die besonders wünschenswerte Rotergänzung bei Niederdruckentladungslampen Silicate, bei Hochdruckentladungslampen dagegen Sulfide die besten Ergebnisse liefern.Both in connection with low-pressure discharge lamps and in connection with high pressure discharge lamps the most varied of luminescent substances became this Proposed purpose, inter alia. also sulfides, tungstates and silicates. The ones with such Experiments carried out on phosphors have shown that for the particularly desirable Red addition for low-pressure discharge lamps silicate, for high-pressure discharge lamps on the other hand sulfides give the best results.

Bekannt ist auch der Gedanke, bei Niederdruckentladungslampen und auch bei Hochdruckentladungslampen zum gleichzeitigen Zufügen von Strahlungen verschiedener Farbe gleichzeitig zwei oder mehrere verschiedenartige Leuchtstoffe zu benutzen, beispielsweise einen Leuchtstoff, der Rotstrahlung, und einen zweiten Leuchtstoff, der Blaustrahlung liefert.The idea of low-pressure discharge lamps and also with high pressure discharge lamps at the same time Adding Radiations of different colors at the same time two or more different types To use phosphors, for example a phosphor, the red radiation, and a second phosphor that emits blue radiation.

Trotz Verwendung eines nach den neuesten Herstellungsverfahren auf beste Rotstrahlung gezüchtetenLeuchtstoffes ist man jedoch bisher über einen gewissen Grenzwert des Rotgehaltes des erzielten Mischlichtes nicht hinausgekommen. Man ist daher bestrebt, noch besser rotleuchtende Stoffe aufzufinden, oder man hilft sich damit, die ungenügende Rotstrahlung durch zusätzliche Verwendung von Glühlampenlicht auszugleichen.Despite using one made according to the latest manufacturing processes the best red radiation cultivated fluorescent substance is, however, so far above a certain level Limit value of the red content of the achieved mixed light did not get beyond. One is therefore endeavor to find even better red glowing substances, or you can help yourself thus, the insufficient red radiation due to the additional use of incandescent light balance.

Die Erfindung schlägt einen anderen Weg ein und geht von der bekannten Tatsache aus, daß der die Leuchtstoffe anregende Wellenbereich der kurzwelligen Strahlung bei den einzelnen Leuchtstoffen verschieden ist, und daß einzelne rotleuchtende Stoffe vorwiegend oder ausschließlich das kurzwellige Ultraviolett, die anderen dagegen vorwiegend das langwellige Ultraviolett in Rotstrahlung umformen.The invention takes a different approach and is based on the known one The fact that the wavelength range which excites the phosphors is the short-wave Radiation is different for the individual phosphors, and that individual fluorescent red Substances predominantly or exclusively the short-wave ultraviolet, the others on the other hand, it is predominantly the long-wave ultraviolet that is transformed into red radiation.

Während nun bei Niederdruckentladungslampen fast ausschließlich nur im kurzwelligen Ultraviolett eine kräftige Linie, und zwar die Linie 2537, vorhanden ist, treten in der Hochdrucklichtbogenstrahlung außer dieser kurzwelligen Strahlung 2537 noch besonders kräftige Linien im langwelligen Ultraviolett, insbesondere die Linien 3126 und 365o, auf, und ferner erscheinen sowohl im kurzwelligen als auch im langwelligen Ultraviolett beachtliche kontinuierliche Strahlungen.While a strong line, namely line 2537, is almost exclusively present in low-pressure discharge lamps in the short-wave ultraviolet, in addition to this short-wave radiation 2537 there are particularly strong lines in the long-wave ultraviolet, in particular lines 3126 and 365o, and furthermore, considerable continuous radiations appear both in the short-wave and in the long-wave ultraviolet.

In Auswertung dieser an sich bekannten Tatsachen wird in neuartiger `'eise vorgeschlagen, bei einer Hochdruckentladungslampe nicht nur wie bisher-den für die Hochdruckentladung als besten erkannten rotleuchtenden Stoff zu benutzen, sondern daneben auch noch einen weiteren rotleuchtenden Stoff vorzusehen, der aber den vom erstgenannten Leuchtstoff nicht ausgenutzten Bereich der kurzwelligen Strahlung zusätzlich zur weiteren Ergänzung einer Rotstrahlung mitverwertet und der ferner zur Vermeidung einer ungünstigen selektiven Absorption eine weiße Körperfarbe besitzt und Blaustrahlung nicht oder nur wenig absorbiert. Letzteres ist von großer praktischer Bedeutung, weil sich nämlich gezeigt hat, daß die bisher bei Hochdrucklampen praktisch nur benutzten rotleuchtenden Zink-Cadiniumsulfide infolge ihrer gelben Körperfarbe im Blauteil des Spektrums beträchtlich absorbieren und einen so wesentlichen Teil der Linie 4358 verschlucken, daß das ausgestrahlte Licht sich in äußerst störender Weise nach grün verfärbt. Durch die zusätzliche Verwendung der auf das kurzwellige L L" ansprechenden, eine weiße Ilörpertarbe aufweisenden Rotleuchtstoffe, insbesondere weißer Silicate, erhält man nun ein Leuchtstoffgemisch von mehr weißer Körperfarbe und wesentlich geringerer Blauabsorption.In evaluating these facts, known per se, a novel `` '' It is also suggested not only for a high-pressure discharge lamp as before to use as the best recognized fluorescent red substance for high pressure discharge, but also to provide another glowing red material next to it, but that the range of short-wave radiation not used by the first-mentioned phosphor in addition to the further addition of a red radiation, and the further has a white body color to avoid unfavorable selective absorption and blue radiation is not or only slightly absorbed. The latter is of great practicality Significance because it has been shown that this is practical with high pressure lamps only used glowing red zinc cadinium sulfide due to their yellow body color absorbing considerably in the blue part of the spectrum and such an essential part the line 4358 swallowed that the emitted light is in extremely disturbing Way discolored to green. Through the additional use of the short-wave L L "appealing red fluorescent substances exhibiting a white body color, in particular white silicates, a mixture of luminescent substances with a more white body color is obtained and much lower blue absorption.

Es werden also' bei der Hochdruckdampflumpe nach der Erfindung zwei rotstrahlende Leuchtstoffe verwendet, und zwar ein Roxleuchtstoff, der, wie z. B. Zink-Cadiniumsulfid, durch den Wellenlängenbereich von .:1000 bis 3000 A. angeregt wird, und ein weiterer Ratleuchtstoft, der, wie z. B. Cadiniumsilicat oder Zink-Berylliuinsilicat, durch den Wellenlängenbereich von 3ooo bis 2oooÄ zur Rotstrahlung angeregt wird und der ferner eine weiße Körperfarbe besitzt.So there are 'two in the high pressure steam pump according to the invention red-emitting phosphors used, namely a Rox fluorescent, such. B. Zinc cadinium sulfide, stimulated by the wavelength range from.: 1000 to 3000 A. will, and another advice fluorescent, such as. B. cadinium silicate or zinc berylliuinsilicate, is excited to red radiation by the wavelength range from 3ooo to 2oooÄ and who also has a white body color.

Die Herabsetzung der Blauabsorption ist besonders dann wichtig, wenn neben den beiden Rotleuchtstoffen noch ein an sich bekannter Blauleuchtstoff, z.B. Magnesiumwolframat, Verwendung findet. Eine solche Hochdrucklampe zeigt bei weißem Lichteindruck eine hervorragend gute Farbwiedergabe und «eist infolge der bestmöglichen Ausnutzung des gesamten primär anregenden Ultraviolettbereiches zur i-'%-usfüllung der Farblücken der Primärlichtbogenstrahlung eine ausgezeichnete Lichtausbeute auf.The reduction in blue absorption is particularly important when In addition to the two red fluorescent substances, another known blue fluorescent substance, e.g. Magnesium tungstate, is used. Such a high pressure lamp shows in white The light impression has excellent color rendering and is therefore the best possible Utilization of the entire primarily stimulating ultraviolet range for i - '% - filling the color gaps in the primary arc radiation have excellent luminous efficacy.

Mit Vorteil wird bei der Quecksilberhochdruckdampflampe ein Leuchtstoffgemisch verwendet, das aus 25 bis 5o"/, Zink-Cadiniunisulfid, 25 bis 5o0/, Cadmiumsilicat und/oder Zink-Berylliumsilicat und a5 bis 5o0/0 Zinksulfid und/oder Calciumwolframat besteht.A phosphor mixture is advantageously used in the high-pressure mercury vapor lamp used, that of 25 to 5o "/, zinc cadinium sulfide, 25 to 50 /, cadmium silicate and / or zinc beryllium silicate and a5 to 50/0 zinc sulfide and / or calcium tungstate consists.

Das Zink-Cadmiumsulfid wird, damit es beim Aufleuchten einen genügenden Rotgehalt aufweist, vorzugsweise mit Kupfer aktiviert und besitzt einen Cadiniumgehalt zwischen 20 bis 40 %.The zinc cadmium sulfide is sufficient to give it a sufficient Has red content, preferably activated with copper and has a cadinium content between 20 to 40%.

Das rot aufleuchtende Cadmiunisilicat soll möglichst mit o,8 bis 1,2 °/o Mangan und Glas ebenfalls rot aufleuchtende Zink-Berylliumsilicat mit r bis 2,5 °/p Mangan aktiviert sein.The cadmium unisilicate that lights up red should, if possible, be 0.8 to 1.2 ° / o manganese and glass also glowing red zinc beryllium silicate with r bis 2.5 ° / p manganese must be activated.

Das blau aufleuchtende Zinksulfid kann entweder durch einen Silberzusatz aktiviert sein, oder es kann in der Mischkristallforin (Blende-Wurzit) verwendet werden. Das blau aufleuchtende Calciumwolframat wird vorzugsweise mit 2 bis q. % Blei aktiviert.The zinc sulphide, which lights up blue, can either be activated by adding silver, or it can be used in the mixed crystal form (Blende-Wurzit). The calcium tungstate, which lights up blue, is preferably used with 2 to q. % Lead activated.

Die im Strahlengang der Quecksilberhochdruckdampflampe angeordnete Leuchtschicht kann, wenn ein das Quarzlampetigefäß unischließendes Schutzgefäß aus ultraviolettdurchlässigem Glase oder besser Quarz besteht, auch außen auf diesem angebracht werden. Des weiteren ist es auch möglich, die Leuchtstoffschicht auf einem beliebig gestalteten, im Strahlengang der Lampe angeordneten Schirm anzubringen. Vorteilhaft wird jedoch die Leuchtstoffschicht auf der Innenwand eines das Entladungsgefäß umhüllenden Außengefäßes aus Glas angebracht, wobei dann der Raum zwischen Innen- und Außengefäß mit Sauerstoff oder Helium oder einem Gemisch dieser beiden Gase gefüllt wird. Diese Maßnahme hat sich als besonders günstig deswegen erwiesen, weil hierdurch einer chemischen Veränderung des L euchtstoffgemisches während des Betriebes und einem damit verbundenen Nachlassen des Lumineszenzverrhögens wirkungsvoll begegnet wird. Dem beim Betriebe der Lampe zur Verdampfung kommenden Quecksilber kann gegebenenfalls in bekannter Weise noch etwas Cadmium und/oder Zink zur weiteren Farbverbesserung beigefügt sein.The one arranged in the beam path of the high-pressure mercury vapor lamp Luminous layer can if a protective vessel which does not close the quartz lamp vessel is off Ultraviolet-permeable glass, or better quartz, is also made on this outside be attached. Furthermore, it is also possible to apply the phosphor layer an arbitrarily designed, arranged in the beam path of the lamp umbrella to attach. However, the phosphor layer on the inner wall of a is advantageous attached to the outer vessel enveloping the discharge vessel made of glass, in which case the Space between the inner and outer vessel with oxygen or helium or a mixture of these two gases is filled. This measure has proven to be particularly favorable because of this proven because it causes a chemical change in the mixture of fluorescent substances during operation and an associated decrease in the luminescence level is effectively dealt with. That which comes to evaporation when operating the lamp Mercury may contain some cadmium and / or zinc in a known manner to be included for further color improvement.

Claims

PATZNT CLAIMS: i.High-pressure mercury vapor lamp with quartz glass vessel, an operating vapor pressure exceeding 5 atmospheres and a luminescent layer made of a mixture of luminescent materials arranged in the beam path of the lamp B. zinc cadmium sulfide, through the wavelength range from 4ooo to 3000 A, and another red fluorescent substance, which, such. B. cadmium silicate or zinc beryllium silicate, is excited by the wavelength range from 3000 to 2ooo A to red radiation and which also has a white body color.

2. High pressure mercury vapor lamp according to claim 1, characterized in that in addition to the two red-emitting phosphors In addition, a substance that lights up blue when excited by ultraviolet, such as B. Zinc sulfide or calcium tungstate is used.

3. High pressure mercury vapor lamp according to claims 1 and 2, characterized in that the phosphor mixture of 25 up to 50% zinc cadmium sulfide, 25 to 50% cadmium silicate and / or zinc beryllium silicate and 25 to 50% of zinc sulfide and / or calcium tungstate.

High pressure mercury vapor lamp according to claim 1 to 3, characterized in that the zinc-cadmium sulfide with copper is activated and the cadmium content is between 2o to 40 0/0.

5. High pressure mercury vapor lamp according to claims i to 3, characterized in that the cadmium silicate used is activated with up to 2.5% manganese.

6. High-pressure mercury vapor lamp according to claim i to 3, characterized in that the blue glowing zinc sulfide either activated by the addition of silver or in the mixed crystal form (Blende-Wurzit) is used.

7. high-pressure mercury vapor lamp according to claim i to 3, characterized because the calcium tungstate used is activated with 2 to 4% lead is. B. Double-walled mercury vapor lamp according to claim i to 7 with on the inner wall The fluorescent layer attached to the outer vessel, characterized in that the Space between inner vessel and outer vessel with oxygen or helium or a mixture of these two gases is filled. To distinguish the subject of the registration from the stand technology, the following publications are taken into account in the granting procedure has been: British Patents ... Nos. 45.:1,459, 453 3I0 and 401 846; Vienna-Harms, Handbuch der Experimentalphysik, Volume XXIII, i. Part; Magazine: »Das Licht« from Years 1934, booklet i, p. 4; Pole, The Quartz Lamp, igo6, p.8 / 9 and p. 11; R. Sewig, Lighting technology manual.