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Elektrische Hochdruckentladungslampe für Netzspannungsbetrieb und
weniger als 200 Watt Leistungsaufnahrne Zusatz zum Zusatzpatent 918 585 Im Zusatzpatent
918 585 ist eine elektrische Hochdruckentladungslampe für Netzspannungsbetrieb und
Leistungsaufnahmen von weniger als Zoo Watt beschrieben, bei der in einem gesockelten
Hüllgefäß ein kleiner Quecksilberhochdruckbrenner und ein ihm vorgeschalteter Glühdraht
untergebracht sind. Der eine Gasgrundfüllung und etwas Quecksilber enthaltende Ouecks,ilb,erhochdruckbrenner
besteht dabei aus einem kugel- oder annähernd kugelförmigen, höchstens 15
mm weitenQuarzentladungsgefäß mit weniger als 5 mm voneinander entfernten Glühelektroden,
wobei dem zwischen den Glühelektroden entwickelten Lichtbogen bei einem Betriebsdruck
von mindestens 5o Atm. eine so große Leistung zugeführt wird, daß die spezifische
Lichtbogenleistungsaufnahme mehr als 300 Watt je Zentimeter Lichtbogenlänge
und die spezifische Wandbelastung des Entladungsgefäßes mehr als 20 Watt/cm2 Innenoberfläche
erreichen. Bei Verwendung eines derart beschaffenen und belasteten Brenners ergibt
sich nach dem Hauptpatent der Vorteil, daß der Vorschaltglühdrahtkürzer als, bisher
üblich, d. h. mit einem kleineren elektrischen Widerstand ausgebildet werden kann,
so daß sein
Spannungsabfall im Betrieb höchstens q.0 % der Netzspannung
beträgt.
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DieVerkürzung desVorschaltglühdrahtes ermöglicht naturgemäß eine Erhöhung
der Lichtbogenbrennspannung und wegen des im Vergleich zum Wirkungsgrad des Glühdrahtes
günstigeren Wirkungsgrades des Hochdrucklichtbogens eine erhebliehe Steigerung der
Lichtausbeute der Lampe.
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Die Verkürzung des Vorschaltglühdrahtes hat aber noch eine weitere,
im Hauptpatent nicht erwähnte vorteilhafte Wirkung. Diese liegt darin, da,ß der
im Vergleich zu den bekannten Hochdruckentladungslampen um etwa ein Drittel oder
sogar um die Hälfte verkürzte Glühdraht in -wesentlich geringerem Mäße eine Schwärzung
der Gefäßwand herbeiführt und infolgedessen diese mit wesentlich geringerer Innenoberfläche
ausgebildet werden darf und jetzt so klein ausgeführt werden kann., daß sich nunmehr,
die Anwendung einer bekanntlich teueren Kryptonfüllung wirtschaftlich rechtfertigt,
die Beinen Betrieb des Vorsehaltglühdr.ahtes mit höherer Betriebstemperatur _ und
damit höherer Lichtausbeute gestattet. Voraussetzung für die praktische Verwirklichung
genügend kleiner Hüllgefäßabmessungen ist natürlich, daß der Brenner selbst nur
wenig Platz beansprucht, was .aber bei den im Hauptpatent beschriebenen Hochdruckbrennern
mit mindestens 5o Atm. Betriebsdruck und 'hoher spezifischer Wandbelastung,der Fall.
isst.
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Demgemäß wird bei einer elektrischen Hochdruckentladungslampe für
Netzspannunigsbetrieb und Leistungsaufnahmen von weniger als Zoo Watt nach dem Patent
gib 585, bei der in einem .gesockelten Hüllgefäß ein kleiner Quecksilberhochdruckbrenner
mit kugelförmigem oder annähernd kugelförmigem, eine Gasgrundfüllung und etwas Quecksilber
enthaltendem Quarzgefäß von, höchstens . 15 mm Innendurchmesser, der
weniger als 5 mm voneinander entfernte Glühelektroden - sowie im Betriebe eine spezifische
Wandbelastung von mehr als 2.o Watt/cm2 Innenoberfläche bei einem Betriebsdruck
von mehr .als 5o Atm. aufweist, und außer dem Quecksilberhochdruckbrenner ein kurzer,
höchstens 40% der Netzspannung aufnehmender Vorschaltglühdraht untergebracht ist,
nunmehr nach der Erfindung das den Brenner und den Vorschaltglühdraht eng umschließende
Hülbgefäß mit Krypton oder einem mindestens 8o °/o Krypton enthaltenden Gasgemisch
gefüllt. Mit Vorteil wird der Druck der Gasfüllung dabei so hoch gewählt, daß im
Betrieb der Lampe ein Gasdruck von mehr als i Atm., -beispielsweise ein Gasdruck
- von 2 bis 5 Atm. auftritt. Die spezifische Leistungsaufnahme des Lichtbogens Je
Zentimeter Lichtbogenlänge kann dabei in einzelnen Fällen ein wenvg kleiner sein
als nach dem Hauptpatent - und Zoo bis 300 Watt/cm betragen; aber auch wie
dort höhere Werte erreichen.
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Bei einer nach der Erfindung ausgebildeten Lampe läßt sich ein hoher
Druck der Gasfüllung des Hüllgefäßes schon bei- Verwendung einer verhältnismäßig
geringen Gasmenge erreichen, weil der eine erhebliche Leistung aufnehmende und eine
erhebliche Wärme erzeugende Hochdruckbrenner eine starke Aufheizung und damit Drucksteigerung
derHüllgefäßfüllung herbeiführt. Es ist dabei zu beachten,, daß der als Heizkörper
wirkende Hochdruckbrenner nicht eine erhöhte Wandschwärzung durch Zerstäubung mit
sich bringt, wie dies bei Verwendung eines Heizglühdrahtes der Fall ist.
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Um eine besonders enge Umschließung des Brenners und des Vorschaltglühdrahtes
zu ermöglichen, kann, das Hüllgefäß aus Harnglas hergestellt sein, so daß dann ohne
Nachteil für das Hüllgefäß im Betrieb Wandtemp.araturen von mehreren ioo° C auftreten
können. Zur Herabsetzung der Blendwirkung der neuen Lampe kann das 'kleine Hüllgefäß
in einem erheblich größeren, lichtstreuend ausgebildeten Kolben untergebracht werden..
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine nach der Erfindung
ausgebildete Mischlichtlampe für eine :Anschlußspannung von 22o Volt und eine Leistungsaufnahme
von etwa i io Watt bei einer Stromstärke von etwa 1/z Amp. schematisch dargestellt.
Das mit einem Schraubsockel i versehene, aus Hartglas bestehende Hüllgefäß 2 enthält
einen kleinen Hochdruckbrenner 3 und einen kurzen Glühdraht q., der als Wolframglühdrahtwendel
ausgebildet und dem Hochdruckbrenner vorgeschaltet ist. Zur Erzielung eines kleinen
Hüllgefäßraumes wird der Einschmelzfuß des Hüllgefäßes möglichst kurz ausgebildet;
gegebenenfalls durch eine Abschlußplatte aus Preßglas oder Keramik ersetzt.
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Der kugelförmige, aus einem hochschmelz,emden Glas, insbesondere Quarzglas
bestehende Hochdruckbrenner 3 weist einen Innendurchmesser von etwa 8 mm auf und
enthält zwei Glühelektroden 5, 6, deren Abstand etwa 3 mm beträgt. Diese Glühelektroden
5, 6 bestehen aus kleinen gesinterten Wolframkörperrn. Zweckmäßig werden mit öffnungen
versehene Wolframhohlkörper verwendet, die im Innern etwas Thoriumoxy d oder auch
Erdalkalioxyde enthalten können. Statt massiver Wolframkörper können auch aus Drahtwendeln
gewickelte Elektroden benutzt werden. Mit Vorteil werden ferner im Entladungsraum
Getterkörper aus Tantal oder Zirkon untergebracht und vorzugsweise am rückwärtigen
Teil der Glühelektroden; befestigt. Neben der Glühelektrode 6 ist eine übliche Zündhilfselektrode
7 angeordnet.
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Die Glühelektrode 5 ist über die Stromzuführung 8 mit dem Sockelbodenkontakt
verbunden, während die Glühelektrode 6 über den Glühdraht q. und die Stromzuführung
g an das Sockelgewinde angeschlossen ist. Die Hilfselektrode 7 ist über den hochohmigen
Vorschaltwiderstand io und die Verbindungsleitung ii an den Stromzuführungsdraht
8 angeschlossen.
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Der Hochdruckbrenner 3 enthält eine Edelgasgrundfüllung zur Erleichterung
der Zündung, etwa Argon von ao mm Druck. Außerdem befindet sich im - Hochdruckbrenner
3 noch etwas Quecksilber, dessen Menge so bemessen ist, daß im Betriebszustand der
Lamper ein untersättigter Dampf von etwa iio Atm. entsteht und die Brennspannung
des
Lichtbogens auf etwa 130 Volt ansteigt. Der zuerst hohe Spannungsabfall
am Vorschaltglühdraht q. geht dabei auf go Volt zurück. Zur Dämpfung des Anlaßüberstromes
wird dem Glühdraht q. zweckmäßig noch ein Anlaßwiderstand vorgeschaltet, z. B. ein
Widerstand mit bei Erwärmung stark abfallendem Widerstandswert, der- also beim Anlaßvorgang
auf einen geringen Wert zurückgeht. Da die Betriebsspannung des Hochdruckbrenners
etwa Co % der Anschlußspannung erreicht und der Glühdraht sehr wirtschaftlich betrieben
wird, ergibt sich trotz der Zuhilfenahme eines Ohmschen Vorschaltwiderstandes eine
sehr hohe Lichtausbeute der Mischlichtlampe. Bei der Entladungsstromstärke von 1/2Amp.
nimmt der Hochdruckbrenner etwa 65 Watt auf, woraus sich eine spezifische
Wandbelastung seiner Innenoberfläche von etwa 32 Watt/crn2 errechnet. Die auf den
Zentimeter Bogenlänge bezogene spezifische Lichtbogenleistungsaufnahme ergibt sich
zu etwa 22o Watt.
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Das den Hochdruckbrenner 3 und den Glühdraht q. äußerst eng umschließende
Hüllgefäß 2 weist eine Gasfüllung aus etwa 85 %. Krypton und 15% Stickstoff auf,
die zweckmäßig unter einem Druck von etwa 5oo bis iooo Torr steht. Das in Höhe des
Hochdruckbrenners 3 etwas erweiterte Hüllgefäß 2 kann zur besseren Aiischmiegung
an den Hochdruckbrenner 3 und Verkleinerung des Hüllgefäßraumes an dieser Stelle
einen ovalen Querschnitt besitzen. Die vordere und rückwärtige Hüllgefäßwandung
können also näher an die Lampenachse herangerückt sein.
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Das Hüllgefäß 2 wird zweckmäßig zur Vermeidung einer Blendung lichtstreuend
ausgebildet. Sofern die beträchtliche Ultraviolettstrahlung des Hochdruckbrenners
3 z. B. für Bestrahlungszwecke ausgenutzt werden soll, wird ein ultraviolettdurchlässiiges
Glas für das Hüllgefäß verwendet.