EP2054923A2 - Niederdruckentladungslampe mit reflektor - Google Patents

Niederdruckentladungslampe mit reflektor

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Publication number
EP2054923A2
EP2054923A2 EP07821428A EP07821428A EP2054923A2 EP 2054923 A2 EP2054923 A2 EP 2054923A2 EP 07821428 A EP07821428 A EP 07821428A EP 07821428 A EP07821428 A EP 07821428A EP 2054923 A2 EP2054923 A2 EP 2054923A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
low
vessel
discharge lamp
pressure discharge
lamp according
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.)
Withdrawn
Application number
EP07821428A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Holger Hein
Paul Lange
Thomas Noll
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.)
Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
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 Osram GmbH filed Critical Osram GmbH
Publication of EP2054923A2 publication Critical patent/EP2054923A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/30—Vessels; Containers
    • H01J61/32—Special longitudinal shape, e.g. for advertising purposes
    • H01J61/327—"Compact"-lamps, i.e. lamps having a folded discharge path
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/52—Cooling arrangements; Heating arrangements; Means for circulating gas or vapour within the discharge space
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Definitions

  • the invention relates to a low-pressure discharge lamp according to claim 1, in particular a low-pressure mercury vapor discharge lamp.
  • the low-pressure discharge lamp according to the invention has a discharge vessel, which is sealed at two ends and is at least partially surrounded by a reflector, and a heat dissipating means, which is outside the sealed ends of the discharge vessel with the Entla ⁇ training vessel in contact.
  • the discharge vessel are and the DAR enclosed in the discharge medium cooled to the Tem ⁇ temperature of the discharge medium and in particular its vapor pressure to maintain during lamp operation in a range that ensures the greatest possible luminous flux without For this the use of an amalgam would be necessary.
  • the heat dissipating means communicates with the reflector or a lamp housing in connection to dissipate the heat through the reflector or the lamp housing to the outside.
  • the heat dissipating means is preferably arranged at the light exit opening of the reflector to a convective cooling with the aid of ambient air allowed ⁇ union.
  • the discharge vessel of the low-pressure discharge lamp according to the invention has a shape for generating a so-called cold spot, that is, a coolest point of the discharge vessel, which determines the vapor pressure of the discharge medium, for example mercury, and at which the excess mercury condenses.
  • the heat dissipating means be found ⁇ advantageously with the cold spot in Kon ⁇ tact to be directly related to the temperature of the coldest spot in the lamp and thus also on the vapor pressure in the discharge influence.
  • the aforementioned shaping of the discharge vessel for generating the Cold- spots is advantageously arranged at a tip of the discharge vessel in the area of the light exit opening to an optimum convective cooling and a mög ⁇ lichst large distance from the sealed ends of the discharge vessel, in which the during lamp operation hot electrode filaments of the low-pressure discharge lamp are arranged to ensure.
  • the heat dissipating means comprises a grid which is preferably made of metal or a heat conductive plastic material ⁇ .
  • the grid conducts the heat through the Re ⁇ Flektor or a lamp housing to the outside and does not cause significant light obscuration.
  • the grid itself can serve as a heat sink, which is cooled by the circulation with the surrounding air.
  • the heat from ⁇ leading means additionally comprises a heat-conducting adhesive or a heat-conductive paste, which produces an adhesive ⁇ connection between the grid and the discharge vessel.
  • the grid is preferably constructed of light reflec ⁇ rend to achieve an additional light directing We ⁇ effect.
  • the mounting of the discharge vessel of the low-pressure discharge lamp according to the invention is advantageously flexible or resilient construction, in order to compensate any tolerances in the dimensions of the discharge vessel and to ensure in each case that the decision discharge vessel discharging the heat medium, insbeson ⁇ particular the at Light exit opening of the reflector arranged grid, despite the aforementioned tolerances can be brought into contact.
  • the low-pressure discharge lamp according to the invention is designed according to the preferred embodiments as a low-pressure mercury vapor discharge lamp, which has a phosphor coating for the conversion of the light generated by the mercury vapor in the discharge ultraviolet radiation.
  • the discharge vessel of the low-pressure discharge lamp according to the invention advantageously consists of a tubular glass vessel which has at least one helically curved vessel section whose turns run parallel to the optical axis or in the optical axis of the reflector.
  • the discharge vessel has two helically curved vessel sections, each ⁇ Weil have at one of the sealed ends of the discharge vessel their starting point and wind in the direction of the light exit opening with opposite sense of winding around the reflector axis, and by a , the dome of the discharge vessel forming, hollow web are connected to ⁇ each other, so that the discharge vessel has a continuous discharge space which extends from one to the other sealed end of the discharge vessel.
  • the turns in the direction of the tip or the light exit opening of the reflector have decreasing Radii, so that the helical vessel sections appear in a projection on a plane perpendicular to the Re ⁇ reflector axis spiral.
  • Figure 1 is a cross-section through a Niederchristentla ⁇ tion lamp according to the preferredariessbei ⁇ game of the invention in a schematic representation
  • Figure 2 is a plan view of the at the Lichtaustrittsöff ⁇ tion of the illustrated in Figure 1 low-pressure discharge lamp grid
  • Figure 4 is a plan view of an alternative embodiment ⁇ form of the grid for the low-pressure discharge lamp shown in Figure 1
  • Figure 6 is a side view of the mounting of the discharge vessel ⁇ the low-pressure discharge lamp shown in Figure 1
  • FIG. 7 shows a side view of an alternative mounting of the discharge vessel of the low-pressure discharge lamp depicted in FIG. 8 shows the relative luminous flux and the power consumption of the low-pressure discharge lamp according to the invention as a function of the ambient temperature of the lamp
  • FIG. 1 shows a cross section through a low-pressure discharge lamp according to the preferred exporting ⁇ approximately example of the invention schematically.
  • a compact low-pressure discharge lamp in particular a compact fluorescent lamp with a power of 7 W, with ei ⁇ nem housing 1 of plastics material, a screw 2, egg ⁇ nem discharge vessel 3, a cover 4, which together with the housing 1 forms a chamber 10 for the components ei ⁇ nes operating device 5 of the lamp, a holder 40 for the discharge vessel 3 and a grid 6, which is arranged at the light exit opening 7 of the designed as a reflector region 12 of the housing 1 of the low-pressure discharge ⁇ lamp and serves to cool the Entladungsgefä ⁇ SLI 3 or of the cold spot 35 of the lamp.
  • the inside of the housing 1 is provided with a light-reflecting metal layer 11, for example, aluminum layer, the light exit opening 7 and the cover plate 4 lying, designed as a reflector portion 12 of the Ge ⁇ housing 1 surrounds the discharge vessel.
  • the housing 1 is rotationally symmetrical ⁇ formed with respect to the longitudinal axis AA of the lamp.
  • the surface of the cover plate 4 facing the light exit opening 7 is preferably designed to reflect light.
  • the discharge vessel 3 consists of a substantially helically bent glass tube which winds around the longitudinal axis AA of the lamp, wherein the radius of the individual turns in the direction of the light exit opening 7 decreases steadily.
  • the two sealed ends 31, 32 of the discharge vessel 3 each form the starting point for a helically bent discharge vessel ⁇ section 33 and 34, the turns in the direction of the light exit opening 7 with opposite winding sense and each steadily decreasing radius about the longitudinal axis AA Wind the lamp or optical axis of the reflector 12.
  • This helically bent Ent ⁇ charge vessel sections 33, 34 are separated by a plane perpendicular to the longitudinal axis, the longitudinal axis intersecting hollow transverse web 30, which forms the top of the Entla ⁇ manure vessel 3, connected to each other, so that a single, continuous inner space or cavity is formed ,
  • the hollow transverse web 30 has on its side facing the Lichtaus ⁇ outlet opening 7 a bump-like or comb-like shape 35, which is the cold spot of the unloading training vessel 3 and the discharge forms.
  • the ends 31, 32 shown very schematically in FIG. 1 likewise form part of the helically bent discharge vessel sections 33 and 34. In this area, the discharge vessel 3 has the largest outside diameter.
  • the two ends 31, 32 of the discharge vessel 3 have the smallest distance to the cover plate 4.
  • the inside of the sealed discharge vessel 3 is equipped with a phosphor coating.
  • In the interior of the discharge vessel 3 are as Entladungsmedi ⁇ to mercury and a noble gas or a noble gas mixture.
  • an electrode electrode 81, 82 is arranged, each with two power supply wires 91, 92, 93, 94 protruding from the discharge vessel 3. Between the heatable electrode coils 81, 82, a low-pressure gas discharge is formed during lamp operation.
  • the power supply wires 91, 92, 93, 94 are guided through slots 401, 402, 403, 404 in the cover plate 4 in the chamber 10 and elec ⁇ trically conductive with components of the operating device 5 ver ⁇ prevented. Facing away from the cover plate 4 and the light exit opening 7 facing crest of the ⁇ discharge vessel 3, the longitudinal axis formed by an intersecting plane extending perpendicularly to the longitudinal axis in a plane AA discharge vessel portion 30th
  • a web 40 For holding the discharge vessel 3 is a web 40, which extends in the longitudinal axis AA of the lamp and at the ⁇ sen free end a staple-like portion 41 is formed. That facing away from the bracket-like portion 41 End of the web 40 is connected to a step-like protruding from the Ab ⁇ cover plate 4 foot 42.
  • the foot 42 is flat and consists of a spring-trained, narrow plastic strip or sheet metal strip, which is connected only at its end faces with the cover plate 4.
  • the web 40 is arranged centrally between the end faces on which the light exit opening 7 facing side of the plastic or sheet metal strip 42.
  • the strength of the spring action of the discharge vessel holder 4, 40, 41, 42 is determined by the material and the length and the thickness of the foot 42.
  • FIGS. 1-10 show details of this discharge vessel holder.
  • the clamp-like portion 41 of the holder surrounds the tip 30 of the discharge vessel 3 with a press fit.
  • the grating 6 arranged on the light exit opening 7 rests on the dome 30 of the discharge vessel 3 or on the formation 35 and dissipates the heat from the cold spot of the lamp located in the dome 30 or formation 35 to the housing 1.
  • Manufacturing tolerances at the height of the discharge vessel 3 are compensated for by means of the resilient foot 42 of the discharge vessel holder 4, 40, 41, 42. That is, by the resilient foot 42 ge ⁇ ensures that the tip 30 of the discharge vessel 3 and the formation 35 is in any case in contact with the grid 6 in order to ermögli ⁇ chen cooling of the cold spot. Details of the grid 6 are shown in FIGS.
  • the grid 6 is formed by three concentric rings 601, 602, 603, which are fixed by means of two crosswise arranged struts 604, 605.
  • the intersection point 606 of the struts 604, 605 is applied to the Aus ⁇ shaping 35 of the dome 30 of the discharge vessel 3 and forms the center of the concentric rings 601, 602, 603.
  • the grid 6 is preferably made of a material of high thermal conductivity, for example of metal.
  • the intersection point 606 of the struts 604, 605 of the grid 6 is connected by a thermally conductive adhesive to the tip 30 of the discharge vessel 3 and to the formation 35.
  • Figures 4 and 5 show an alternative execution form a ⁇ arranged on the light exit opening 7 of the lamp grid 6 '. It is formed by five concentric rings 601 ', 602', 603 ', 604', 605 ', which are held together by two crosswise arranged struts 606', 607 '.
  • the crossing point 608 'of the struts 606', 607 ' is located in the center of the concentric ⁇ 's rings 601', 602 ', 603', 604 ', 605'.
  • the grid 6 ' is made of metal and has a greater height than the grid 6 according to the first embodiment.
  • the grid 6 ' is formed reflecting light.
  • FIG. 7 shows an alternative embodiment of a discharge vessel holder according to the invention.
  • the discharge vessel mount shown in Figure 7 has the advantage over the embodiment shown in Figure 3 discharge vessel holder the advantage that it in addition to the height adjustment also allows alignment of the discharge vessel 3 in Richtun ⁇ gen perpendicular to the lamp longitudinal axis AA.
  • the discharge vessel holder shown in Figure 7 according to the second embodiment of the invention consists of ei ⁇ nem flexible, curved web 40 ', which is anchored in the cover plate 4'. At the end of the web 40 'opposite the cover plate 4', a clip-like section 41 'is arranged, which supports the tip 30 of the discharge nozzle. vessel 3 clasped.
  • the web 40 ' is preferably formed as a plastic strip.
  • He is resiliently understoodbil ⁇ det and can be deformed preferably, so that the position of the discharge vessel 3 in the housing 1 excluded oriented may be, and the height of the discharge vessel 3 via the cover plate 4 'to the tolerances in the dimen ⁇ measurements of the discharge vessel 3 can be adjusted.
  • the flexible and resilient web 40 'allows the tip 30 and the molding 35 to abut in any case at the crossing or center 606 of the grille 6 and to cool the cold spot of the lamp through the grille 6.
  • the cover plate 4 ' has the same radio ⁇ tion as the cover plate 4 according to the first embodiment ⁇ example.
  • the slots 401 ', 402', 403 ', 404' serve to pass the power supply wires 91 to 94 into the chamber 10.
  • the relative luminous flux (curve K) and power (curve K2) are the Niederlichentla pressure discharge lamp according to the depicted in Figure 1 exemplary for example in function of the ambient temperature of the lamp for a suspended operating position of the lamp, that is, with the Orientation shown in Figure 1 shown orientation. It can be seen that the lamp reaches its maximum luminous flux at ambient temperatures in the range of about 5 0 C to 1O 0 C. If this lamp is operated at room temperature (22 0 C), for example in living areas or showrooms, its luminous flux is still more than 90 percent of its maximum luminous flux.
  • the maximum of the light output lies with this lamp due to the course of the curves Kl and K2 in the temperature range of about 1O 0 C to 15 0 C. It also means that, when schematically illustrated in Figure 1. Low-pressure discharge lamp, the temperature of the cold spot during their operation at ambient temperatures in the range of 5 0 C to 1O 0 C in the optimum temperature range of about 4O 0 C to 5O 0 C. The use of the complex amalgam technology is evidently not necessary in order to shift the maximum of the luminous flux of the lamp to sufficiently high ambient temperatures of the lamp.
  • the intensity of the convection cooling of the cold spot 35 is improved during operation of the lamp in a horizontal position, because the outflowing air can then escape without hindrance Be ⁇ upwards. This leads to egg ner further displacement of the maximum of the light output in the direction of higher temperatures, which then zoom even closer to the normal room temperatures ranging from 2O 0 C to 25 0 C.
  • FIG. 10 shows a comparison of the light distribution curve for three different low-pressure discharge lamps.
  • the curve K5 shows the light intensity in depen ⁇ dependence of the emission angle of the light for the one shown in Figure 1 according to the invention the air.
  • the curve K6 shows the light intensity as a function of the Ausstrahlungs ⁇ angle of the light for a low-pressure discharge lamp according to the prior art (with amalgam lamp technology and glass cover).
  • the curve K7 shows the Lichtstär ⁇ ke in function of the emission angle of the light for a low-pressure discharge lamp with the example shown in Figure 1 structure, but without the grating 6 and without the heat conductive adhesive between the grid 6 and the tip 30 of the discharge vessel.
  • the emission angle is measured with respect to the reflector axis AA and defi nes the opening angle of a cone whose rotation axis ⁇ forms the reflector axis AA. It can be seen that the lamp according to the invention generates the highest light intensity in the main emission direction of the light.
  • the ⁇ ses can be seen as advantageous as reflector lamps are typically used to focus the light in a near-axis area.
  • the invention is not limited to the detailed above embodiments, but may recordings to Never ⁇ derdruckentladungslampe with different power and different shaped discharge vessels be applied.
  • the grid 6 or 6 ' differently designed heat dissipating means or heat sinks can also be used.
  • a phosphor layer instead of the light-reflecting metal layer 11, a phosphor layer may be used.

Landscapes

  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Niederdruckentladungslampe mit einem an zwei Enden (31, 32) abgedichteten Entladungsgefäß (3) und einem das Entladungsgefäß (3) zumindest teilweise umgebenden Reflektor (12), wobei ein Wärme abführendes Mittel (6) vorgesehen ist, das sich außerhalb der abgedichteten Enden (31, 32) mit dem Entladungsgefäß (3) in Kontakt befindet.

Description

Niederdruckentladungslampe mit Reflektor
Die Erfindung betrifft eine Niederdruckentladungslampe gemäß dem Anspruch 1, insbesondere eine Quecksilberdampf- Niederdruckentladungslampe .
I. Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine mit einem Reflektor ausgestattete Niederdruckentladungslampe bereitzustellen, bei der die durch den Reflektor bedingte Aufheizung des Entladungsgefäßes und des darin eingeschlossenen Entla¬ dungsmediums reduziert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben .
Die erfindungsgemäße Niederdruckentladungslampe besitzt ein Entladungsgefäß, das an zwei Enden abgedichtet ist und zumindest teilweise von einem Reflektor umgeben ist, und ein Wärme abführendes Mittel, das sich außerhalb der abgedichteten Enden des Entladungsgefäßes mit dem Entla¬ dungsgefäß in Kontakt befindet. Mit Hilfe des Wärme ab¬ führenden Mittels werden das Entladungsgefäß und das dar- in eingeschlossene Entladungsmedium gekühlt, um die Tem¬ peratur des Entladungsmediums und insbesondere seinen Dampfdruck, während des Lampenbetriebs in einem Bereich zu halten, der einen möglichst hohen Lichtstrom gewährleistet, ohne dass hierzu der Einsatz eines Amalgams not- wendig wäre. Vorteilhafterweise steht das Wärme abführende Mittel mit dem Reflektor oder einem Lampengehäuse in Verbindung, um die Wärme über den Reflektor oder das Lampengehäuse nach außen abzuführen.
Das Wärme abführende Mittel ist vorzugsweise an der Lichtaustrittsöffnung des Reflektors angeordnet, um eine konvektive Kühlung mit Hilfe der Umgebungsluft zu ermög¬ lichen .
Vorteilhafterweise besitzt das Entladungsgefäß der erfin- dungsgemäßen Niederdruckentladungslampe eine Ausformung zur Erzeugung eines so genannten Cold-Spots, das heißt, einer kühlsten Stelle des Entladungsgefäßes, die den Dampfdruck des Entladungsmediums, beispielsweise des Quecksilbers, bestimmt und an der das überschüssige Quecksilber kondensiert. Das Wärme abführende Mittel be¬ findet sich vorteilhafterweise mit dem Cold-Spot in Kon¬ takt, um unmittelbar auf die Temperatur der kältesten Stelle in der Lampe und damit auch auf den Dampfdruck in der Entladung Einfluss nehmen zu können. Die vorgenannte Ausformung des Entladungsgefäßes zur Erzeugung des Cold- Spots ist vorteilhafterweise an einer Kuppe des Entla¬ dungsgefäß im Bereich der Lichtaustrittsöffnung angeordnet, um eine optimale konvektive Kühlung und einen mög¬ lichst großen Abstand zu den abgedichteten Enden des Ent- ladungsgefäßes, in denen die während des Lampenbetriebs heißen Elektrodenwendeln der Niederdruckentladungslampe angeordnet sind, zu gewährleisten.
Gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung umfasst das Wärme abführende Mittel ein Gitter, das vor- zugsweise aus Metall oder einem Wärme leitenden Kunst¬ stoff besteht. Das Gitter leitet die Wärme über den Re¬ flektor oder über ein Lampengehäuse nach außen ab und verursacht keine nennenswerte Lichtabschattung. Außerdem kann das Gitter selbst als Wärmesenke dienen, die durch das Umströmen mit der umgebenden Luft gekühlt wird. Um eine gute thermische Kopplung zwischen dem Gitter und dem Entladungsgefäß zu gewährleisten, umfasst das Wärme ab¬ führende Mittel zusätzlich einen Wärme leitenden Kleber oder eine Wärme leitende Paste, der bzw. die eine Klebe¬ verbindung zwischen dem Gitter und dem Entladungsgefäß herstellt. Das Gitter ist vorzugsweise Licht reflektie¬ rend ausgebildet, um eine zusätzliche Licht lenkende Wir¬ kung zu erzielen.
Die Halterung des Entladungsgefäßes der erfindungsgemäßen Niederdruckentladungslampe ist vorteilhafterweise biegsam oder federnd ausgebildet, um etwaige Toleranzen bei den Abmessungen des Entladungsgefäßes ausgleichen zu können und in jedem Fall gewährleisten zu können, dass das Ent- ladungsgefäß mit dem Wärme abführenden Mittel, insbeson¬ dere dem an der Lichtaustrittsöffnung des Reflektors angeordneten Gitter, trotz der vorgenannten Toleranzen in Kontakt gebracht werden kann.
Die erfindungsgemäße Niederdruckentladungslampe ist gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen als Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe ausgebildet, die eine Leuchtstoffbeschichtung zur Konversion der von dem Quecksilberdampf in der Entladung generierten ultravioletten Strahlung in Licht besitzt. Durch das Wärme abführende Mittel kann bei der erfindungsgemäßen Niederdruckentla- - A -
dungslampe auf die Verwendung der aufwändigen Amalgamtechnologie zur Einstellung eines optimalen Dampfdrucks in der Quecksilberdampfentladung verzichtet werden.
Das Entladungsgefäß der erfindungsgemäßen Niederdruckent- ladungslampe besteht vorteilhafterweise aus einem rohr- förmigen Glasgefäß, das mindestens einen schraubenlinienartig gebogenen Gefäßabschnitt aufweist, dessen Windungen parallel zur optischen Achse oder in der optischen Achse des Reflektors verläuft. Dadurch kann eine Reflektorlampe mit geringen Außenabmessungen und einer ausreichend langen Entladungsstrecke erreicht werden. Insbesondere kann dadurch gewährleistet werden, dass der Quotient aus der Länge der Entladungsstrecke und der Nennleistung der Nie¬ derdruckentladungslampe in dem für die Erzielung einer hohen Lichtausbeute optimalen Bereich von 15 mm/W bis 30 mm/W liegt. Gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispie¬ len der Erfindung besitzt das Entladungsgefäß zwei schraubenlinienartig gebogene Gefäßabschnitte, die je¬ weils an einem der abgedichteten Enden des Entladungsge- fäßes ihren Ausgangspunkt haben und sich in Richtung der Lichtaustrittsöffnung mit entgegen gesetztem Wicklungssinn um die Reflektorachse winden, und durch einen, die Kuppe des Entladungsgefäßes bildenden, hohlen Steg mit¬ einander verbunden sind, so dass das Entladungsgefäß ei- nen durchgängigen Entladungsraum besitzt, der sich von einem zum anderen abgedichteten Ende des Entladungsgefäßes erstreckt. Um eine gegenseitige Lichtabschattung der Windungen der schraubenlinienartigen Gefäßabschnitte zu vermeiden, besitzen die Windungen in Richtung der Kuppe bzw. der Lichtaustrittsöffnung des Reflektors abnehmende Radien, so dass die schraubenlinienartigen Gefäßabschnitte in einer Projektion auf eine Ebene senkrecht zur Re¬ flektorachse spiralförmig erscheinen.
II. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 Eine Querschnitt durch eine Niederdruckentla¬ dungslampe gemäß dem bevorzugten Ausführungsbei¬ spiel der Erfindung in schematischer Darstellung
Figur 2 Eine Draufsicht auf das an der Lichtaustrittsöff¬ nung der in Figur 1 abgebildeten Niederdruckentladungslampe angeordnete Gitter
Figur 3 Einen Querschnitt durch das in Figur 2 abgebilde¬ te Gitter
Figur 4 Eine Draufsicht auf eine alternative Ausführungs¬ form des Gitters für die in Figur 1 dargestellte Niederdruckentladungslampe
Figur 5 Einen Querschnitt durch das in Figur 4 abgebilde¬ te Gitter
Figur 6 Eine Seitenansicht der Halterung des Entladungs¬ gefäßes der in Figur 1 abgebildeten Niederdruckentladungslampe
Figur 7 Eine Seitenansicht einer alternativen Halterung des Entladungsgefäßes der in Figur 1 abgebildeten Niederdruckentladungslampe Figur 8 Den relativen Lichtstrom und die Leistungsaufnahme der erfindungsgemäßen Niederdruckentladungs¬ lampe in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur der Lampe
Figur 9 Den relativen Lichtstrom und die Leistungsaufnahme einer Niederdruckentladungslampe ohne die Wär¬ me abführenden Mittel in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur der Lampe
Figur 10 Die Lichtstärke in Abhängigkeit vom Ausstrahlwin- kel für die erfindungsgemäße Niederdruckentla¬ dungslampe, eine Niederdruckentladungslampe mit Amalgamtechnologie und eine Niederdruckentla¬ dungslampe ohne Wärme abführende Mittel und ohne Amalgamtechnologie
In Figur 1 ist schematisch ein Querschnitt durch eine Niederdruckentladungslampe gemäß dem bevorzugten Ausfüh¬ rungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Bei dieser Nie¬ derdruckentladungslampe handelt es sich um eine kompakte Niederdruckentladungslampe, insbesondere eine kompakte Leuchtstofflampe mit einer Nennleistung von 7 W, mit ei¬ nem Gehäuse 1 aus Kunststoff, einem Schraubsockel 2, ei¬ nem Entladungsgefäß 3, einer Abdeckplatte 4, die zusammen mit dem Gehäuse 1 eine Kammer 10 für die Komponenten ei¬ nes Betriebsgerätes 5 der Lampe bildet, einer Halterung 40 für das Entladungsgefäß 3 und einem Gitter 6, das an der Lichtaustrittsöffnung 7 des als Reflektor ausgebildeten Bereichs 12 des Gehäuses 1 der Niederdruckentladungs¬ lampe angeordnet ist und zur Kühlung des Entladungsgefä¬ ßes 3 bzw. des Cold-Spots 35 der Lampe dient. Der zwi- schen der Lichtaustrittsöffnung 7 und der Abdeckplatte 4 liegende, als Reflektor ausgebildete Abschnitt 12 des Ge¬ häuses 1 umschließt das Entladungsgefäß 3. In diesem Ab¬ schnitt 12 ist die Innenseite des Gehäuses 1 mit einer Licht reflektierenden Metallschicht 11, beispielsweise Aluminiumschicht, versehen. Das Gehäuse 1 ist rotations¬ symmetrisch bezüglich der Längsachse A-A der Lampe ausgebildet. Die der Lichtaustrittsöffnung 7 zugewandte Oberfläche der Abdeckplatte 4 ist vorzugsweise Licht reflek- tierend ausgebildet.
Das Entladungsgefäß 3 besteht aus einem im Wesentlichen schraubenlinienartig gebogen Glasrohr, das sich um die Längsachse A-A der Lampe windet, wobei der Radius der einzelnen Windungen in Richtung der Lichtaustrittsöffnung 7 stetig abnimmt. Die beiden abgedichteten Enden 31, 32 des Entladungsgefäßes 3 bilden jeweils den Ausgangspunkt für einen schraubenlinienartig gebogenen Entladungsgefä߬ abschnitt 33 bzw. 34, deren Windungen sich in Richtung der Lichtaustrittsöffnung 7 mit entgegen gesetztem Wick- lungssinn und jeweils stetig abnehmendem Radius um die Längsachse A-A der Lampe bzw. optischen Achse des Reflektors 12 winden. Diese schraubenlinienartig gebogenen Ent¬ ladungsgefäßabschnitte 33, 34 sind durch einen senkrecht zur Längsachse A-A verlaufenden, die Längsachse A-A schneidenden hohlen Quersteg 30, der die Kuppe des Entla¬ dungsgefäßes 3 bildet, miteinander verbunden, so dass ein einziger, durchgängiger Innenraum bzw. Hohlraum entsteht. Der hohle Quersteg 30 besitzt auf seiner der Lichtaus¬ trittsöffnung 7 zugewandten Seite eine beulenartige oder kammartige Ausformung 35, die den Cold-Spot des Entla- dungsgefäßes 3 bzw. der Entladung bildet. Die in Figur 1 stark schematisch dargestellten Enden 31, 32 bilden ebenfalls einen Teil der schraubenlinienartig gebogenen Ent¬ ladungsgefäßabschnitte 33 bzw. 34. In diesem Bereich be- sitzt das Entladungsgefäß 3 den größten Außendurchmesser. Die beiden Enden 31, 32 des Entladungsgefäßes 3 besitzen den geringsten Abstand zur Abdeckplatte 4. Sie sind nur wenige Millimeter über der Abdeckplatte 4 angeordnet. Die Innenseite des abgedichteten Entladungsgefäßes 3 ist mit einer Leuchtstoffbeschichtung ausgestattet. Im Innenraum des Entladungsgefäßes 3 befinden sich als Entladungsmedi¬ um Quecksilber und ein Edelgas oder eine Edelgasmischung. In jedem Ende 31, 32 des Entladungsgefäßes 3 ist eine E- lektrodenwendel 81, 82 mit jeweils zwei aus dem Entla- dungsgefäß 3 herausragenden Stromzuführungsdrähten 91, 92, 93, 94 angeordnet. Zwischen den heizbaren Elektrodenwendeln 81, 82 bildet sich während des Lampenbetriebs ei¬ ne Niederdruckgasentladung aus. Die Stromzuführungsdrähte 91 ,92, 93, 94 sind durch Schlitze 401, 402, 403, 404 in der Abdeckplatte 4 in die Kammer 10 geführt und elekt¬ risch leitend mit Komponenten des Betriebsgerätes 5 ver¬ bunden. Die von der Abdeckplatte 4 abgewandte und der Lichtaustrittsöffnung 7 zugewandte Kuppe des Entladungs¬ gefäßes 3 wird von einem die Längsachse A-A schneidenden, in einer Ebene senkrecht zur Längsachse A-A verlaufenden Entladungsgefäßabschnitt 30 gebildet.
Zur Halterung des Entladungsgefäßes 3 dient ein Steg 40, der in der Längsachse A-A der Lampe verläuft und an des¬ sen freies Ende ein klammerartiger Abschnitt 41 angeformt ist. Das von dem klammerartigen Abschnitt 41 abgewandte Ende des Stegs 40 ist mit einer stufenartig aus der Ab¬ deckplatte 4 herausragenden Fuß 42 verbunden. Der Fuß 42 ist eben und besteht aus einem federnd ausgebildeten, schmalen Kunststoffstreifen oder Metallblechstreifen, der nur an seinen Stirnseiten mit der Abdeckplatte 4 verbunden ist. Der Steg 40 ist mittig zwischen den Stirnseiten, auf der der Lichtaustrittsöffnung 7 zugewandten Seite des Kunststoff- oder Metallblechstreifens 42 angeordnet. Die Stärke der Federwirkung der Entladungsgefäßhalterung 4, 40, 41, 42 wird durch das Material und die Länge sowie die Dicke des Fußes 42 bestimmt. In Figur 6 sind Details dieser Entladungsgefäßhalterung abgebildet. Der klammerartige Abschnitt 41 der Halterung umgreift die Kuppe 30 des Entladungsgefäßes 3 mit Klemmsitz. Das an der Licht- austrittsöffnung 7 angeordnete Gitter 6 liegt auf der Kuppe 30 des Entladungsgefäßes 3 bzw. auf der Ausformung 35 auf und führt die Wärme von dem in der Kuppe 30 bzw. Ausformung 35 liegenden Cold-Spot der Lampe zum Gehäuse 1 ab. Fertigungstoleranzen bei der Höhe des Entladungsgefä- ßes 3 werden mittels des federnd ausgebildeten Fußes 42 der Entladungsgefäßhalterung 4, 40, 41, 42 ausgeglichen. Das heißt, durch den federnd ausgebildeten Fuß 42 ist ge¬ währleistet, dass die Kuppe 30 des Entladungsgefäßes 3 bzw. die Ausformung 35 in jedem Fall mit dem Gitter 6 in Kontakt steht, um eine Kühlung des Cold-Spots zu ermögli¬ chen. Details des Gitters 6 sind in den Figuren 2 und 3 dargestellt. Das Gitter 6 wird von drei konzentrischen Ringen 601, 602, 603 gebildet, die mittels zweier kreuz¬ förmig angeordneter Streben 604, 605 fixiert sind. Der Kreuzungspunkt 606 der Streben 604, 605 liegt an der Aus¬ formung 35 der Kuppe 30 des Entladungsgefäßes 3 an und bildet den Mittelpunkt der konzentrischen Ringe 601, 602, 603. Das Gitter 6 besteht vorzugsweise aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise aus Metall. Der Kreuzungspunkt 606 der Streben 604, 605 des Gitters 6 ist durch einen wärmeleitfähigen Kleber mit der Kuppe 30 des Entladungsgefäßes 3 bzw. mit der Ausformung 35 verbunden.
Die Figuren 4 und 5 zeigen eine alternative Ausführungs¬ form eines an der Lichtaustrittsöffnung 7 der Lampe angeordneten Gitters 6' . Es wird von fünf konzentrischen Rin- gen 601', 602', 603', 604', 605' gebildet, die von zwei kreuzförmig angeordneten Streben 606', 607' zusammengehalten werden. Der Kreuzungspunkt 608' der Streben 606', 607' befindet sich im Mittelpunkt der konzentri¬ schen Ringe 601', 602', 603', 604', 605'. Das Gitter 6' besteht aus Metall und besitzt eine größere Höhe als das Gitter 6 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Das Gitter 6' ist Licht reflektierend ausgebildet.
Die Figur 7 zeigt eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Entladungsgefäßhalterung. Die in Figur 7 abgebildete Entladungsgefäßhalterung hat gegenüber der in Figur 3 dargestellten Entladungsgefäßhalterung den Vorteil, dass sie zusätzlich zur Höhenverstellbarkeit auch eine Ausrichtung des Entladungsgefäßes 3 in Richtun¬ gen senkrecht zur Lampenlängsachse A-A ermöglicht. Die in Figur 7 dargestellte Entladungsgefäßhalterung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht aus ei¬ nem biegsamen, gebogenen Steg 40', der in der Abdeckplatte 4' verankert ist. An dem der Abdeckplatte 4' entgegen gesetzten Ende des Stegs 40' ist ein klammerartiger Ab- schnitt 41' angeordnet, der die Kuppe 30 des Entladungs- gefäßes 3 umklammert. Der Steg 40' ist vorzugsweise als Kunststoffstreifen ausgebildet. Er ist federnd ausgebil¬ det und kann vorzugsweise auch verformt werden, so dass die Lage des Entladungsgefäßes 3 in dem Gehäuse 1 ausge- richtet werden kann und die Höhe des Entladungsgefäßes 3 über der Abdeckplatte 4' an die Toleranzen bei den Abmes¬ sungen des Entladungsgefäßes 3 angepasst werden kann. Insbesondere ermöglicht der biegsame und federnde Steg 40', dass die Kuppe 30 bzw. die Ausformung 35 in jedem Fall an dem Kreuzungs- bzw. Mittelpunkt 606 des Gitters 6 anliegt und der Cold-Spot der Lampe durch das Gitter 6 gekühlt wird. Die Abdeckplatte 4' besitzt dieselbe Funk¬ tion wie die Abdeckplatte 4 gemäß dem ersten Ausführungs¬ beispiel. Die Schlitze 401', 402', 403', 404' dienen zur Durchführung der Stromzuführungsdrähte 91 bis 94 in die Kammer 10.
In Figur 8 sind der relative Lichtstrom (Kurve Kl) und die Leistungsaufnahme (Kurve K2) der Niederdruckentla¬ dungslampe gemäß dem in Figur 1 abgebildeten Ausführungs- beispiel in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur der Lampe für eine hängende Betriebslage der Lampe, das heißt, mit der Orientierung in Figur 1 abgebildeten Ausrichtung, dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Lampe ihren maximalen Lichtstrom bei Umgebungstemperaturen im Bereich von ca. 50C bis 1O0C erreicht. Wird diese Lampe bei Raumtemperatur (220C) betrieben, beispielsweise im Wohnbereich oder Ausstellungsräumen, so beträgt ihr Lichtstrom immer noch mehr als 90 Prozent ihres maximalen Lichtstroms. Das Maximum der Lichtausbeute (Quotient aus Lichtstrom und Leistungsaufnahme) liegt bei dieser Lampe aufgrund des Verlaufs der Kurven Kl und K2 im Temperaturbereich von ca. 1O0C bis 150C. Das heißt auch, dass bei der in Figur 1 schematisch dargestellten Niederdruckentladungslampe die Temperatur des Cold-Spots während ihres Betriebs bei Umgebungstemperaturen im Bereich von 50C bis 1O0C im optimalen Temperaturbereich von ca. 4O0C bis 5O0C liegt. Die Verwendung der aufwändigen Amalgamtechnologie ist offenbar nicht erforderlich, um das Maximum des Lichtstroms der Lampe zu ausreichend hohen Umgebungstem- peraturen der Lampe zu verschieben. Es ist anzumerken, dass beim Betrieb der Lampe in horizontaler Lage die Intensität der Konvektionskühlung des Cold-Spots 35 noch verbessert wird, weil die ausströmende Luft dann ohne Be¬ hinderung nach oben entweichen kann. Dieses führt zu ei- ner weiteren Verschiebung des Maximums der Lichtausbeute in Richtung höherer Temperaturen, welches dann noch näher an die üblichen Raumtemperaturen im Bereich von 2O0C bis 250C heranrückt.
Im Vergleich dazu sind in Figur 9 der relative Lichtstrom (Kurve K3) und die Leistungsaufnahme (Kurve K4) in Abhän¬ gigkeit von der Umgebungstemperatur der Lampe für eine Niederdruckentladungslampe dargestellt, die den in Figur 1 abgebildeten Aufbau besitzt, allerdings ohne das Gitter 6 und ohne den Wärme leitenden Kleber zwischen dem Gitter 6 und der Kuppe 30 des Entladungsgefäßes 3. Es ist deut¬ lich zu erkennen, dass das Maximum des Lichtstroms in diesem Fall bei Umgebungstemperaturen unterhalb von minus 1O0C liegt. Bei Raumtemperatur erzeugt diese Lampe einen Lichtstrom, der nur noch ca. 77 Prozent ihres maximalen Lichtstroms beträgt. Durch die thermische Ankopplung des Gitters 6 an die Kuppe 30 des Entladungsgefäßes 3 wird das Maximum des Lichtstroms der Lampe zu Umgebungstempe¬ raturen der Lampe verschoben, die um mehr als 150C höher sind als ohne die vorgenannten Wärmeabführungsmittel.
In Figur 10 ist ein Vergleich der Lichtverteilungskurve für drei unterschiedliche Niederdruckentladungslampen dargestellt. Die Kurve K5 zeigt die Lichtstärke in Abhän¬ gigkeit des Ausstrahlungswinkels des Lichts für die in Figur 1 abgebildete erfindungsgemäße Lampe. Die Kurve K6 zeigt die Lichtstärke in Abhängigkeit des Ausstrahlungs¬ winkels des Lichts für eine Niederdruckentladungslampe gemäß dem Stand der Technik (Lampe mit Amalgamtechnologie und Glasabdeckscheibe) . Die Kurve K7 zeigt die Lichtstär¬ ke in Abhängigkeit des Ausstrahlungswinkels des Lichts für eine Niederdruckentladungslampe mit dem in Figur 1 dargestellten Aufbau, aber ohne das Gitter 6 und ohne den Wärme leitenden Kleber zwischen dem Gitter 6 und der Kuppe 30 des Entladungsgefäßes. Der Ausstrahlungswinkel wird in Bezug auf die Reflektorachse A-A gemessen und defi- niert den Öffnungswinkels eines Kegels, dessen Rotations¬ achse die Reflektorachse A-A bildet. Es ist zu erkennen, dass die erfindungsgemäße Lampe in der Hauptabstrahlungs- richtung des Lichts die höchste Lichtstärke erzeugt. Die¬ ses ist als Vorteil zu werten, da Reflektorlampen in der Regel dazu dienen, das Licht in einem achsennahen Bereich zu konzentrieren.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben näher erläuterten Ausführungsbeispiele, sondern kann auf Nie¬ derdruckentladungslampe mit unterschiedlichen Leistungs- aufnahmen und unterschiedlich geformten Entladungsgefäßen angewandt werden. Anstelle des Gitters 6 bzw. 6' können auch anders gestaltete Wärmeabführungsmittel oder Wärme¬ senken verwendet werden. Außerdem kann anstelle der Licht reflektierenden Metallschicht 11 eine LeuchtstoffSchicht verwendet werden.

Claims

Ansprüche
1. Niederdruckentladungslampe mit einem an zwei Enden
(31, 32) abgedichteten Entladungsgefäß (3) und ei¬ nem das Entladungsgefäß (3) zumindest teilweise um¬ gebenden Reflektor (12), wobei ein Wärme abführen- des Mittel (6) vorgesehen ist, das sich außerhalb der abgedichteten Enden (31, 32) mit dem Entladungsgefäß (3) in Kontakt befindet.
2. Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 1, wobei das Wärme abführende Mittel mit dem Reflektor oder einem Lampengehäuse in Verbindung steht.
3. Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 2, wobei das Wärme abführende Mittel (6) an der Lichtaus¬ trittsöffnung (7) des Reflektors (12) angeordnet ist .
4. Niederdruckentladungslampe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Entladungsgefäß (3) eine Ausformung (35) zur Erzeugung eines CoId- Spots besitzt.
5. Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 4, wobei die Ausformung (35) an einer Kuppe (30) des Entla¬ dungsgefäßes (3) im Bereich der Lichtaustrittsöff¬ nung (7) des Reflektors (12) angeordnet ist.
6. Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 4 oder 5, wobei sich das Wärme abführenden Mittel (6) mit dem Cold-Spot in Kontakt befindet.
7. Niederdruckentladungslampe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Wärme abführende Mittel ein Gitter (6) umfasst.
8. Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 7, wobei das Gitter (6) aus Metall besteht.
9. Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 7, wobei das Gitter (6) aus einem Wärme leitenden Kunststoff besteht .
10. Niederdruckentladungslampe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Gitter (6) Licht reflektierend ausgebildet ist.
11. Niederdruckentladungslampe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine biegsame oder federnde Halterung (40, 41, 42) für das Entladungs- gefäß (3) vorgesehen ist.
12. Niederdruckentladungslampe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, ausgebildet als Quecksil¬ berdampf-Niederdruckentladungslampe .
13. Niederdruckentladungslampe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Entladungsgefäß
(3) ein rohrförmiges Glasgefäß mit mindestens einem schraubenlinienartig gebogenen Gefäßabschnitt (33, 34) aufweist, dessen Windungsachse parallel zur op¬ tischen Achse (A-A) des Reflektors (12) oder in der optischen Achse (A-A) des Reflektors (12) verläuft.
14. Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 13, wobei das Entladungsgefäß (3) zwei schraubenlinienartig gebogene Gefäßabschnitte (33, 34) aufweist, die je¬ weils an einem abgedichteten Ende (31, 32) des Ent- ladungsgefäßes (3) ihren Ausgangspunkt haben und sich in Richtung der Lichtaustrittsöffnung (7) mit entgegen gesetztem Wicklungssinn um die Reflektorachse (A-A) winden, und wobei die Kuppe (30) des Entladungsgefäßes (3) von einem hohlen Steg gebil- det wird, der beide schraubenlinienartig gebogenen Gefäßabschnitte (33, 34) miteinander verbindet, so dass das Entladungsgefäß (3) einen durchgängigen Entladungsraum besitzt, der sich von einem (33) zum anderen abgedichteten Ende (34) des Entladungsgefä- ßes (3) erstreckt.
15. Niederdruckentladungslampe nach Anspruch 14, wobei die Windungen der schraubenlinienartig gebogenen Gefäßabschnitte (33, 34) in Richtung der Kuppe (30) einen abnehmenden Radius besitzen.
16. Quecksilberdampf-Niederdruckentladungslampe gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15.
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