EP0516967A2 - Hochdruckentladungslampe - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1.
- Fully electronic circuits are increasingly used as ballasts for such high-pressure discharge lamps with metal halide fillings, which supply the lamps with a rectangular current. This enables flicker-free operation of the high-pressure discharge lamps.
- such an electronic ballast has a much lower weight than a conventional ballast with choke.
- the metal halide high-pressure discharge lamps with a low-frequency square-wave current results in sound emissions in the listening area, which can reach levels above 40 dBA.
- the sound waves are generated by resonances in the usually cylindrical, spherical or ellipsoidal interior of the discharge vessel, which arise when the harmonics of the rectangular current interact with the plasma in the discharge vessel.
- the object of the invention is to reduce these disturbing sound emissions by means of constructional measures in order to ensure universal use of such lamps.
- the diameter of the interior in the area of the circular cylinder must be such that the inner wall is at approximately 950 ° C. when the lamp is in operation. If the diameter is larger, the color temperature increases; if the diameter is smaller, so there is premature devitrification and the metal halide high-pressure discharge lamp fails. Approximately the arc length can be assumed as a guideline for the length of the circular cylindrical middle part.
- the interior of the discharge vessel 2 has a circular-cylindrical central region 11 and - toward the shafts 3, 4 - each has a transition region 12, 13, which has the shape of a circular cone.
- the internal dimensions of the discharge vessel for a 2500 W and a 4000 W metal halide high-pressure discharge lamp, as shown in FIG. 1, are summarized in the following table: Power consumption of the lamp 2500 W. 4000 W Length l 1 of the cylindrical central region 11 18 mm 35.5 mm Length l2 of the conical transition regions 12, 13 12 mm 15 mm Inner diameter d 1 of the cylindrical central region 11 27 mm 28 mm Transition angle ⁇ from the cylindrical central region 11 to respective conical transition region 12, 13 145 ° 145 ° Electrode gap 14 mm 34 mm Total length of the lamp 355 mm 405 mm
Landscapes
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Als Vorschaltgeräte für solche Hochdruckentladungslampen mit Metallhalogenidfüllungen werden in zunehmendem Maß vollelektronische Schaltungen verwendet, die die Lampen mit einem Rechteckstrom versorgen. Dies ermöglicht einen flickerfreien Betrieb der Hochdruckentladungslampen. Außerdem weist ein solches elektronisches Vorschaltgerät ein weit geringeres Gewicht als ein konventionelles Vorschaltgerät mit Drossel auf.
- Bei Betrieb der Metallhalogenidhochdruckentladungslampen mit einem niederfrequenten Rechteckstrom kommt es zu Schallemissionen im Hörbereich, die Pegelwerte über 40 dBA erreichen können. Die Schallwellen werden durch Resonanzen im üblicherweise zylinder-, kugel- oder ellipsoidförmigen Innenraum des Entladungsgefäßes, die bei der Wechselwirkung der Oberwellen des Rechteckstroms mit dem Plasma im Entladungsgefäß entstehen, erzeugt.
- Aufgabe der Erfindung ist es, durch konstruktive Maßnahmen diese störenden Schallemissionen zu reduzieren, um einen universellen Einsatz solcher Lampen zu gewährleisten.
- Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist dem Unteranspruch zu entnehmen.
- Ausgehend von den oben aufgeführten bekannten Formen für den Entladungsgefäß-Innenraum werden ganz unterschiedliche Gefäßformen untersucht. Dabei zeigte sich, daß die Schallemissionen stark reduziert werden können, wenn das Entladungsgefäß im Innern eine Gestalt besitzt, die im Mittelbereich der Mantelfläche eines Kreiszylinders und im Übergangsbereich zum jeweiligen Gefäßschaft der Mantelfläche eines geraden Kreiskegels entspricht, wobei die Bodenfläche des gedachten Kegels der Mitte des Gefäßes zugewandt ist. Optimale Ergebnisse werden erhalten, wenn der Übergangswinkel an der Innenwand vom kreiszylindrischen Mittelbereich zum jeweiligen kegelförmigen Übergangsbereich zwischen 120 und 160° liegt. Übersteigt der Winkel den Höchstwert, so ergeben sich sehr tiefe Toträume hinter den Elektroden, die zu einer Herabsetzung der "Cold-Spot"-Temperatur führen, und die Farbtemperatur des von der Lampe abgegebenen Lichts ansteigen lassen.
- Der Durchmesser des Innenraums im Bereich des Kreiszylinders muß so bemessen sein, daß an der Innenwand bei Betrieb der Lampe ca. 950 °C herrschen. Ist der Durchmesser größer, so steigt die Farbtemperatur; ist der Durchmesser kleiner, so kommt es zu einer vorzeitigen Entglasung und damit zu einem Ausfall der Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe. Als Richtwert für die Länge des kreiszylindrischen Mittelteils kann ungefähr die Bogenlänge angenommen werden.
- Die Erfindung ist anhand der nachfolgenden Figuren näher veranschaulicht.
- Figur 1
- zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe
- Figur 2
- zeigt in einem Diagramm die Schallemission im Bereich zwischen 6 und 20 kHz bei einer herkömmlichen und einer neuen erfindungsgemäßen Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe
- Das Innere des Entladungsgefäßes 2 weist einen kreiszylindrischen Mittelbereich 11 und - zu den Schäften 3, 4 hin - jeweils einen Übergangsbereich 12, 13 auf, der die Gestalt eines Kreiskegels besitzt.
- In der folgenden Tabelle sind die inneren Abmessungen des Entladungsgefäßes für eine 2500 W- und eine 4000 W-Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe, wie sie in Figur 1 wiedergegeben ist, zusammengestellt:
Leistungsaufnahme der Lampe 2500 W 4000 W Länge l₁ des zylinderförmigen Mittelbereichs 11 18 mm 35,5 mm Länge l₂ der kegelförmigen Übergangsbereiche 12, 13 12 mm 15 mm Innendurchmesser d₁ des zylinderförmigen Mittelbereichs 11 27 mm 28 mm Übergangswinkel α vom zylinderförmigen Mittelbereich 11 zum jeweiligen kegelförmigen Übergangsbereich 12, 13 145° 145° Elektrodenabstand 14 mm 34 mm Gesamtlänge der Lampe 355 mm 405 mm - In Figur 2 ist der Schallpegel in dB für die im Entladungsgefäß erzeugten Schallemissionen im Frequenzbereich zwischen 6 und 20 kHz bei einer herkömmlichen Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe von 2500 W Leistungsaufnahme mit ellipsoidförmigem Entladungsgefäß-Innenraum (Kurve I) und einer erfindungsgemäßen Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe (Kurve II) von ebenfalls 2500 W Leistungsaufnahme, wie in Figur 1 dargestellt, aufgezeigt. Beide Lampen wurden dabei mit einem Rechteckstrom von 100 Hz betrieben. Die Schallemissionen bei der neuen Lampe liegen im Bereich zwischen 8 und 20 kHz um durchschnittlich 6 bis 7 dB unter denen der herkömmlichen Lampe.
Claims (2)
- Hochdruckentladungslampe (1) mit einem rotationssymmetrischen Entladungsgefäß (2) aus Quarzglas, an dessen beiden in der Rotationsachse liegenden Enden jeweils ein Gefäßschaft (3, 4) aus Quarzglas angesetzt ist, in den mittels einer Dichtungsfolie (5, 6) eine Elektrode (7, 8) gasdicht eingeschmolzen ist, und das Entladungsgefäß (2) eine Füllung aus zumindest einem Metallhalogenid, einem Edelgas und Quecksilber enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung von Schallemissionen im Entladungsgefäß (2) bei Betrieb der Lampe (1) mit einem niederfrequenten Rechteckstrom im Bereich zwischen 50 Hz und 1 kHz die Innenwand des Entladungsgefäßes (2) eine Gestalt besitzt, die im Mittelbereich (11) der Mantelfläche eines Kreiszylinders und im Übergangsbereich (12, 13) zum jeweiligen Gefäßschaft (3, 4) der Mantelfläche eines geraden Kreiskegels entspricht, wobei die Bodenfläche des Kreiskegels dem Mittelbereich (11) zugewandt ist.
- Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangswinkel an der Innenwand vom kreiszylindrischen Mittelbereich (11) zum jeweiligen kegelförmigen Übergangsbereich (12, 13) zwischen 120 und 160° liegt.
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