EP2201594A1 - Direct-current discharge lamp - Google Patents

Direct-current discharge lamp

Info

Publication number
EP2201594A1
EP2201594A1 EP07820462A EP07820462A EP2201594A1 EP 2201594 A1 EP2201594 A1 EP 2201594A1 EP 07820462 A EP07820462 A EP 07820462A EP 07820462 A EP07820462 A EP 07820462A EP 2201594 A1 EP2201594 A1 EP 2201594A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
anode
discharge lamp
cathode
facing
current discharge
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.)
Ceased
Application number
EP07820462A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Swen-Uwe Baacke
Stephan Berndanner
Gerhard Löffler
Dirk Rosenthal
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 EP2201594A1 publication Critical patent/EP2201594A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
    • H01J61/06—Main electrodes
    • H01J61/073—Main electrodes for high-pressure discharge lamps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/84—Lamps with discharge constricted by high pressure
    • H01J61/86—Lamps with discharge constricted by high pressure with discharge additionally constricted by close spacing of electrodes, e.g. for optical projection

Definitions

  • the invention relates to a DC discharge lamp specified in the preamble of claim 1. Art.
  • Such a direct current discharge lamp can be seen already from the prior art as known and vice holds an anode and a cathode in a predetermined distance opposite to each other within a net angeord ⁇ bef ⁇ llten with a filling gas discharge vessel.
  • an electric performance is processing can be applied to the anode and the cathode, causing the formation of a gas discharge in the region of a light ⁇ arc.
  • a disadvantage of the known DC discharge lamps is the circumstance that their service life is essentially limited by a blackening of the discharge vessel. This blackening is due to geometric variations of the cathode facing surface of the anode in the hot state during operation of the DC discharge lamp. This leads to the formation of local growth, which leads to a concentration of the approach of the arc. At this Ansatzstel ⁇ len occur very high temperatures, which lead to increased evaporation of the material of the anode. The vaporized anode material then beats off on the inside of the discharge vessel and leads to the aforementioned blackening. Presentation of the invention
  • the object of the present invention is therefore to provide a DC discharge lamp of the type mentioned, which has a reduced density of the discharge vessel and thus an increased life.
  • a DC discharge lamp, WEL che a reduced blackening of the discharge vessel, and thus an increased service life, characterized maraf ⁇ fen, that at least the distance between the anode and the cathode, the electric power, and a geometry of the anode are adapted to one another such that In the hot state of the DC discharge lamp, a region of a surface of the anode facing the cathode is able to flow.
  • At least the said parameter is selectively generates a f adoptedfahiger state of the material of the anode in the region of the cathode supplied ⁇ facing surface during operation of the direct current discharge lamp through adjustment so that occur during the operation surface deformations are automatically compensated for by subsequent flow of the material and a uniform anode plateau is guaranteed.
  • This reliably prevents the formation of local growths with the associated high temperatures, so that there is a significant reduction in the evaporation of the Anodenmate ⁇ als. Due to the self-healing ability of the anode, the DC discharge lamp has de a significantly lower density of Entladungsge ⁇ fäßes and has a correspondingly increased Le ⁇ service life.
  • the electric power and the Geomet ⁇ rie the anode are adapted to one another such that facing in the hot state of the direct current discharge lamp of the Katho ⁇ de region of the surface of the anode a fluidically dtician exceeding ICT 6 mPas and preferably from Hoechsmann ⁇ ICT least 8 mPas possesses.
  • Such a limitation of the fluidity ensures that the material of the anode during operation of the DC discharge lamp has a sufficiently high viscosity and does not macroscopically deform even under increased or frequent force effects.
  • the DC discharge lamp can thus be used, for example, also for lighting devices of motor vehicles or the like.
  • the anode facing at least in the region of the surface Ka ⁇ Thode of doped and / or undoped tungsten Due to the high evaporation temperature and the chemical resistance of tungsten, the life of the DC discharge lamp can be additionally increased.
  • tungsten In depen ⁇ dependence of the desired luminous characteristic of the direct current discharge lamp ⁇ tungsten can be provided doped and / or undo ⁇ pending. It may further be provided that in addition to the parameters of electrode spacing, electrical power and geometry of the A- node also the characteristic properties of jewei ⁇ age material of the anode are taken into account.
  • the anode it has furthermore proven to be advantageous for the anode to be rotationally symmetrical at least along a long region facing the cathode. This allows during the hot state of Gleichstromentla tion lamp, the formation of a large-scale and permanently ⁇ stably stable "melt lake" on the surface of the anode. Thus the occurrence of operating tempera tures ⁇ is above the respective vaporization temperature of the anode material is reliably avoided by the large-area and uniform approach of the arc.
  • the anode has, starting from the side facing the cathode surface of a length of at least 5 mm.
  • the anode in H concertzu ⁇ stand acts as a thermal heat storage, whereby a mog- lichte gleichschreibige temperature of the cathode facing surface is ensured.
  • A denotes the volume of the anode in mm 3 on the first 5 mm long, starting from the wall of the cathode supplied ⁇ th surface.
  • FIG. 1 is a schematic and partially sectioned soan ⁇ view of a DC discharge lamp according to an embodiment
  • Fig. 2 is a schematic diagram of a relationship between an arc temperature and a tempera ⁇ tur an anode of the DC discharge lamp shown in Fig. 1.
  • Fig. 1 shows a schematic and partially sectioned Be ⁇ tenansicht a direct current discharge lamp in the present case formed as a xenon short-arc lamp according to a ⁇ ⁇ exporting approximately example.
  • the direct current discharge lamp comprises as ⁇ with an anode 10 and a cathode 12, which within a bef ⁇ llten with xenon discharge vessel 14 in a predetermined distance r facing each other are arranged ⁇ assigned .
  • the anode 10 has a length 1 which, for example, can be selected between 15 mm and 50 mm depending on the wattage number of the DC discharge lamp.
  • connection elements 16a, 16b which are guided by gas-tight sealed shaft tubes 18a, 18b of the DC discharge lamp, with korres ⁇ ponding socket elements 20a, 20b.
  • an electrical power P can be applied to the anode 10 and the cathode 12 via the base elements 20a, 20b.
  • Both the anode 10 and the cathode 12 are rotationally symmetrical and both consist in the present embodiment of tungsten.
  • the distance r between the anode 10 and the cathode 12, the electric power P and the geometry of the anode 10 are adapted to one another in such a way that in the hot state the DC discharge lamp, a cathode 22 facing portion 22 of a surface 24 of the anode 10 is flowable.
  • the direct current discharge lamp can be designed in accordance with a predetermined electric power P off the geometric design in order ⁇ target the desired fluidity to it.
  • an optimum distance r and an optimal geometric configuration of the anode 10 and optionally the cathode 12 can be ensured taking into account the desired luminous characteristic of the DC discharge lamp.
  • An additional coating of the anode 10 or a forced lowering of the electrical power P is thus not required in contrast to the prior art.
  • the embodiment shown as a xenon short-arc lamp it is also possible to provide alternative design variants of the DC discharge lamp which are familiar to the person skilled in the art.
  • Fig. 2 shows a schematic diagram of a combination ⁇ hangs between an arc temperature and a thermal behavior of the anode 10 of the direct current discharge lamp shown in FIG. 1.
  • the corresponding to the power supply of the direct current discharge lamp arc Tempe ⁇ temperature is characterized by a quotient Q [W / mm] of the electric power P m W and the distance r in mm between the anode 10 and the cathode 12 in the hot state of the direct current discharge lamp.
  • the temperature behavior of the anode corres ⁇ ponding with the energy losses of the DC discharge lamp is by the amount of material in the region 22 of the surface 24 and thus by the volume A [mm 3 ] of the anode 10 to the first 5 mm length (1/2), starting from the Cathode 12 added turned surface 24 characterized.
  • the drawing is ⁇ th symbols, diamonds, squares and triangles correspond to the parameters Q, A different real lamps.
  • an appropriate parameter range is bounded by the two polynomial fit curves IIa and IIb in ⁇ nerraum which an optimum temperature of the surface 24 with the desired flowability of the area 22 and the associated low blackening of Entladungsge barrel 14 is ensured.
  • the upper compensation curve IIb is given by the formula:

Abstract

The invention relates to a direct-current discharge lamp comprising an anode (10) and a cathode (12) disposed across from one another at a predetermined distance (r) inside a discharge vessel (14) filled with a filling gas, wherein electrical power (P) may be applied to the anode (10) and cathode (12) in order to produce a gas discharge, wherein at least the distance (r) between the anode (10) and cathode (12), the electrical power (P), and a geometry of the anode (10) are adapted to one another such that, in the heated state of the direct-current discharge lamp, a region (22) of a surface (24) of the anode (10) facing the cathode (12) is free flowing.

Description

Be s ehr e ibung Hospitality
GleichstromentladungslampeDC discharge lamp
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft eine Gleichstromentladungslampe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a DC discharge lamp specified in the preamble of claim 1. Art.
Stand der TechnikState of the art
Eine derartige Gleichstromentladungslampe ist bereits aus dem Stand der Technik als bekannt zu entnehmen und um- fasst eine Anode und eine Kathode, welche innerhalb eines mit einem Füllgas befύllten Entladungsgefäßes in einem vorbestimmten Abstand einander gegenüberstehend angeord¬ net sind. Zur Lichterzeugung ist eine elektrische Leis- tung an die Anode und die Kathode anlegbar, wodurch es zur Ausbildung einer Gasentladung im Bereich eines Licht¬ bogens kommt .Such a direct current discharge lamp can be seen already from the prior art as known and vice holds an anode and a cathode in a predetermined distance opposite to each other within a net angeord ¬ befύllten with a filling gas discharge vessel. For generating light, an electric performance is processing can be applied to the anode and the cathode, causing the formation of a gas discharge in the region of a light ¬ arc.
Als nachteilig an den bekannten Gleichstromentladungslam- pen ist dabei der Umstand anzusehen, dass deren Nutzungs- dauer wesentlich durch eine Schwärzung des Entladungsgefäßes begrenzt wird. Diese Schwärzung entsteht aufgrund geometrischer Veränderungen der der Kathode zugewandten Oberflache der Anode im Heißzustand während des Betriebs der Gleichstromentladungslampe. Dabei kommt es zur Aus- bildung lokaler Aufwachsungen, die zu einer Konzentration des Ansatzes des Lichtbogens führt. An diesen Ansatzstel¬ len treten sehr hohe Temperaturen auf, die zu einer erhöhten Verdampfung des Materials der Anode führen. Das verdampfte Anodenmateπal schlagt sich dann auf der In- nenseite des Entladungsgefäßes ab und führt zur genannten Schwärzung. Darstellung der ErfindungA disadvantage of the known DC discharge lamps is the circumstance that their service life is essentially limited by a blackening of the discharge vessel. This blackening is due to geometric variations of the cathode facing surface of the anode in the hot state during operation of the DC discharge lamp. This leads to the formation of local growth, which leads to a concentration of the approach of the arc. At this Ansatzstel ¬ len occur very high temperatures, which lead to increased evaporation of the material of the anode. The vaporized anode material then beats off on the inside of the discharge vessel and leads to the aforementioned blackening. Presentation of the invention
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Gleichstromentladungslampe der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine verringerte Schwärzung des Entla- dungsgefaßes und damit eine erhöhte Lebensdauer aufweist.The object of the present invention is therefore to provide a DC discharge lamp of the type mentioned, which has a reduced density of the discharge vessel and thus an increased life.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Gleich¬ stromentladungslampe mit den Merkmalen des Patentan¬ spruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich m den abhangigen Ansprüchen.This object is inventively achieved by a direct current discharge lamp ¬ with the features of patent applica ¬ claim 1. Particularly advantageous embodiments can be found in the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist eine Gleichstromentladungslampe, wel- che eine verringerte Schwärzung des Entladungsgefäßes und damit eine erhöhte Lebensdauer aufweist, dadurch geschaf¬ fen, dass zumindest der Abstand zwischen der Anode und der Kathode, die elektrische Leistung und eine Geometrie der Anode derart aneinander angepasst sind, dass im Heiß- zustand der Gleichstromentladungslampe ein der Kathode zugewandter Bereich einer Oberfläche der Anode fließfähig ist. Mit anderen Worten wird wahrend des Betriebs der Gleichstromentladungslampe durch Anpassung zumindest der genannten Parameter gezielt ein fließfahiger Zustand des Materials der Anode im Bereich ihrer der Kathode zuge¬ wandten Oberfläche erzeugt, so dass während des Betriebs entstehende Verformungen der Oberfläche durch Nachfließen des Materials automatisch ausgeglichen werden und ein gleichmäßiges Anodenplateau gewährleistet ist. Dadurch wird zuverlässig das Entstehen lokaler Aufwachsungen mit den damit verbundenen hohen Temperaturen verhindert, so dass es zu einer erheblichen Reduzierung der Verdampfung des Anodenmateπals kommt. Die Gleichstromentladungslampe weist somit aufgrund der Selbstheilungsfähigkeit der Ano- de eine erheblich geringere Schwärzung des Entladungsge¬ fäßes auf und besitzt eine entsprechend gesteigerte Le¬ bensdauer .According to the invention, a DC discharge lamp, WEL che a reduced blackening of the discharge vessel, and thus an increased service life, characterized geschaf ¬ fen, that at least the distance between the anode and the cathode, the electric power, and a geometry of the anode are adapted to one another such that In the hot state of the DC discharge lamp, a region of a surface of the anode facing the cathode is able to flow. In other words, at least the said parameter is selectively generates a fließfahiger state of the material of the anode in the region of the cathode supplied ¬ facing surface during operation of the direct current discharge lamp through adjustment so that occur during the operation surface deformations are automatically compensated for by subsequent flow of the material and a uniform anode plateau is guaranteed. This reliably prevents the formation of local growths with the associated high temperatures, so that there is a significant reduction in the evaporation of the Anodenmateπals. Due to the self-healing ability of the anode, the DC discharge lamp has de a significantly lower density of Entladungsge ¬ fäßes and has a correspondingly increased Le ¬ service life.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest der Abstand zwischen der Anode und der Kathode, die elektrische Leistung und die Geomet¬ rie der Anode derart aneinander angepasst sind, dass im Heißzustand der Gleichstromentladungslampe der der Katho¬ de zugewandte Bereich der Oberfläche der Anode eine Flui- dität von höchstens ICT6 mPas und vorzugsweise von höchs¬ tens ICT8 mPas besitzt. Durch eine derartige Begrenzung der Fluidität ist sichergestellt, dass das Materials der Anode während des Betriebs der Gleichstromentladungslampe eine ausreichend hohe Viskosität besitzt und sich auch unter erhöhten oder häufigen Krafteinwirkungen nicht makroskopisch verformt. Die Gleichstromentladungslampe kann somit beispielsweise auch für Beleuchtungseinrichtungen von Kraftfahrzeugen oder dergleichen verwendet werden .In an advantageous embodiment of the invention it is provided that at least the distance between the anode and the cathode, the electric power and the Geomet ¬ rie the anode are adapted to one another such that facing in the hot state of the direct current discharge lamp of the Katho ¬ de region of the surface of the anode a fluidically dität exceeding ICT 6 mPas and preferably from Hoechsmann ¬ ICT least 8 mPas possesses. Such a limitation of the fluidity ensures that the material of the anode during operation of the DC discharge lamp has a sufficiently high viscosity and does not macroscopically deform even under increased or frequent force effects. The DC discharge lamp can thus be used, for example, also for lighting devices of motor vehicles or the like.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin¬ dung ist vorgesehen, dass die Anode zumindest im der Ka¬ thode zugewandten Bereich der Oberfläche aus dotiertem und/oder undotiertem Wolfram besteht. Aufgrund der hohen Verdampfungstemperatur und der chemischen Widerstandsfä- higkeit von Wolfram kann die Lebensdauer der Gleichstromentladungslampe zusätzlich gesteigert werden. In Abhän¬ gigkeit der gewünschten Leuchtcharakteristik der Gleich¬ stromentladungslampe kann dabei dotiertes und/oder undo¬ tiertes Wolfram vorgesehen sein. Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, dass zusätzlich zu den Parametern Elektrodenabstand, elektrischer Leistung und Geometrie der A- node auch die charakteristischen Eigenschaften des jewei¬ ligen Materials der Anode berücksichtigt werden.In a further advantageous embodiment of the dung OF INVENTION ¬ it is provided that the anode facing at least in the region of the surface Ka ¬ Thode of doped and / or undoped tungsten. Due to the high evaporation temperature and the chemical resistance of tungsten, the life of the DC discharge lamp can be additionally increased. In depen ¬ dependence of the desired luminous characteristic of the direct current discharge lamp ¬ tungsten can be provided doped and / or undo ¬ pending. It may further be provided that in addition to the parameters of electrode spacing, electrical power and geometry of the A- node also the characteristic properties of jewei ¬ age material of the anode are taken into account.
Dabei hat es sich weiterhin als vorteilhaft gezeigt, dass die Anode zumindest entlang eines der Kathode zugewandten Langenbereichs rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Dies erlaub wahrend des Heißzustands der Gleichstromentla dungslampe die Ausbildung eines großflächigen und dauer¬ haft stabilen "Schmelzsees" auf der Oberflache der Anode. Durch den großflächigen und gleichmäßigen Ansatz des Lichtbogens wird damit das Auftreten von Betriebstempera¬ turen oberhalb der jeweiligen Verdampfungstemperatur des Anodenmaterials zuverlässig vermieden.In this case, it has furthermore proven to be advantageous for the anode to be rotationally symmetrical at least along a long region facing the cathode. This allows during the hot state of Gleichstromentla tion lamp, the formation of a large-scale and permanently ¬ stably stable "melt lake" on the surface of the anode. Thus the occurrence of operating tempera tures ¬ is above the respective vaporization temperature of the anode material is reliably avoided by the large-area and uniform approach of the arc.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin¬ dung ist vorgesehen, dass die Anode ausgehend von der der Kathode zugewandten Oberflache eine Lange von zumindest 5 mm besitzt. Auf diese Weise wirkt die Anode im Heißzu¬ stand als thermischer Warmespeicher, wodurch eine mog- Iicht gleichmaßige Temperatur der der Kathode zugewandten Oberflache sichergestellt ist.In a further advantageous embodiment of the dung OF INVENTION ¬ it is provided that the anode has, starting from the side facing the cathode surface of a length of at least 5 mm. In this way, the anode in Heißzu ¬ stand acts as a thermal heat storage, whereby a mog- lichte gleichmaßige temperature of the cathode facing surface is ensured.
Dabei hat es sich weiterhin als vorteilhaft gezeigt, dass ein Quotient Q der elektrischen Leistung in W und des Abstands zwischen der Anode und der Kathode in mm im Hei߬ zustand der Gleichstromentladungslampe durch die RelationIt has further been shown to be advantageous that a quotient Q of the electrical power in W and the distance between the anode and the cathode in mm in the hot ¬ state of the DC discharge lamp by the relation
ai*Az+a2*A+a3 < Q < bi*Az+b2*A+b3 mit: 7 ; a2= 0 , 42 W*mm 4 ; a3= 687 W*mm ι ; bi=- 0 , 0 003 W*mm 7 ; b2= 0 , 8 967 W*mm 4 ; und b3=88 W*mm λ gegeben ist, wobei A das Volumen der Anode in mm3 auf den ersten 5 mm Lange ausgehend von der der Kathode zugewand¬ ten Oberfläche bezeichnet. Dies stellt einen Betrieb der Gleichstromentladungslampe in einem Bereich sicher, in welchem bei Gasentladungslampen mit ausreichend langen Anoden einerseits die erforderliche Fließfahigkeit und andererseits eine zuverlässige Reduzierung der Verdamp¬ fung des Materials der Anode im Bereich der Oberfläche erzielt wird.ai * A z + a 2 * A + a 3 <Q <bi * A z + b 2 * A + b 3 with: 7 ; a 2 = 0, 42 W * mm 4 ; a 3 = 687 W * mm ι ; bi = - 0, 0 003 W * mm 7 ; b 2 = 0, 8 967 W * mm 4 ; and b = 88 mm W * λ is given 3, wherein A denotes the volume of the anode in mm 3 on the first 5 mm long, starting from the wall of the cathode supplied ¬ th surface. This ensures operation of the DC discharge lamp in a range in which gas discharge lamps with sufficiently long anodes on the one hand the required flowability and on the other hand, a reliable reduction of Verdamp ¬ tion of the material of the anode in the region of the surface is achieved.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungs- beispiels naher erläutert werden. Die Figuren zeigen:In the following, the invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. The figures show:
Fig. 1 eine schematische und teilgeschnittene Seitenan¬ sicht einer Gleichstromentladungslampe gemäß einem Ausführungsbeispiel; und1 is a schematic and partially sectioned Seitenan ¬ view of a DC discharge lamp according to an embodiment; and
Fig. 2 ein schematisches Diagramm eines Zusammenhangs zwischen einer Bogentemperatur und einem Tempera¬ turverhalten einer Anode der in Fig. 1 gezeigten Gleichstromentladungslampe .Fig. 2 is a schematic diagram of a relationship between an arc temperature and a tempera ¬ turverhalten an anode of the DC discharge lamp shown in Fig. 1.
Ausführungsbeispiel der ErfindungEmbodiment of the invention
Fig. 1 zeigt eine schematische und teilgeschnittene Sei¬ tenansicht einer vorliegend als Xenon-Kurzbogenlampe aus¬ gebildeten Gleichstromentladungslampe gemäß einem Ausfüh¬ rungsbeispiel. Die Gleichstromentladungslampe umfasst da¬ bei eine Anode 10 und eine Kathode 12, welche innerhalb eines mit Xenon befύllten Entladungsgefäßes 14 in einem vorbestimmten Abstand r einander gegenüberstehend ange¬ ordnet sind. Die Anode 10 besitzt dabei eine Länge 1, welche beispielsweise in Abhängigkeit der Watt-Zahl der Gleichstromentladungslampe zwischen 15 mm und 50 mm ge- wählt werden kann. Die Anode 10 und die Kathode 12 sind weiterhin über zugeordnete Anschlusselemente 16a, 16b, welche durch gasdicht verschlossene Schaftrohre 18a, 18b der Gleichstromentladungslampe geführt sind, mit korres¬ pondierenden Sockelelementen 20a, 20b gekoppelt. Zur Er- zeugung einer Gasentladung bzw. zur Ausbildung eines Lichtbogens ist über die Sockelelemente 20a, 20b eine e- lektπsche Leistung P an die Anode 10 und die Kathode 12 anlegbar. Sowohl die Anode 10 als auch die Kathode 12 sind rotationssymmetrisch ausgebildet und bestehen beide im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Wolfram. Um wahrend des Betriebs der Gleichstromentladungslampe eine verringerte Schwärzung des Entladungsgefäßes 14 und zugleich eine erhöhte Lebensdauer zu gewährleisten, sind der Abstand r zwischen der Anode 10 und der Kathode 12, die elektrische Leistung P und die Geometrie der Anode 10 derart aneinander angepasst, dass im Heißzustand der Gleichstromentladungslampe ein der Kathode 12 zugewandter Bereich 22 einer Oberfläche 24 der Anode 10 fließfähig ist. Dadurch werden sich während des Betriebs ausbildende Unebenheiten der Oberflache 24 aufgrund des Nachfließens des Materials der Anode 10 selbststandig wieder ausgegli¬ chen, wodurch das Auftreten von Temperaturspitzen und das damit verbundene Abdampfen des Materials der Anode 10 signifikant verringert wird. Dabei kann wahlweise vorge- sehen sein, dass bei gegebener geometrischer Ausgestaltung der Gleichstromentladungslampe, insbesondere des Ab¬ stands r sowie der Geometrie der Anode 10, die elektπ- sehe Leistung P entsprechend angepasst bzw. geregelt wird, um gezielt die gewünschte Fließfähigkeit des Be¬ reichs 22 sicherzustellen. Umgekehrt kann bei einer vorgegebenen elektrischen Leistung P die geometrischer Aus- gestaltung der Gleichstromentladungslampe entsprechend ausgelegt werden, um die gewünschte Fließfähigkeit zu er¬ zielen. Dadurch kann jeweils ein optimaler Abstand r sowie eine optimale geometrische Ausgestaltung der Anode 10 und gegebenenfalls der Kathode 12 unter Berücksichtigung der gewünschten Leuchtcharakteristik der Gleichstromentladungslampe sichergestellt werden. Eine zusätzliche Be- schichtung der Anode 10 oder eine erzwungene Senkung der elektrischen Leistung P ist damit im Gegensatz zum Stand der Technik nicht erforderlich. Anstelle der gezeigten Ausgestaltung als Xenon-Kurzbogenlampe können jedoch auch alternative, dem Fachmann geläufige Ausgestaltungsvaπan- ten der Gleichstromentladungslampe vorgesehen sein.Fig. 1 shows a schematic and partially sectioned Be ¬ tenansicht a direct current discharge lamp in the present case formed as a xenon short-arc lamp according to a ¬ ¬ exporting approximately example. The direct current discharge lamp comprises as ¬ with an anode 10 and a cathode 12, which within a befύllten with xenon discharge vessel 14 in a predetermined distance r facing each other are arranged ¬ assigned . In this case, the anode 10 has a length 1 which, for example, can be selected between 15 mm and 50 mm depending on the wattage number of the DC discharge lamp. The anode 10 and the cathode 12 are further coupled via associated connection elements 16a, 16b, which are guided by gas-tight sealed shaft tubes 18a, 18b of the DC discharge lamp, with korres ¬ ponding socket elements 20a, 20b. To generate a gas discharge or to form an arc, an electrical power P can be applied to the anode 10 and the cathode 12 via the base elements 20a, 20b. Both the anode 10 and the cathode 12 are rotationally symmetrical and both consist in the present embodiment of tungsten. In order to ensure a reduced blackening of the discharge vessel 14 and at the same time an increased service life during the operation of the DC discharge lamp, the distance r between the anode 10 and the cathode 12, the electric power P and the geometry of the anode 10 are adapted to one another in such a way that in the hot state the DC discharge lamp, a cathode 22 facing portion 22 of a surface 24 of the anode 10 is flowable. Thereby, which forms during operation irregularities of the surface 24 due to the Nachfließens the material of the anode 10 selbststandig again ausgegli ¬ Chen, whereby the occurrence of temperature peaks and the associated evaporation of the material of the anode 10 is significantly reduced. It can optionally be superiors see that for a given geometrical configuration of the DC discharge lamp, especially the ex ¬ r stands as well as the geometry of anode 10, the elektπ- see performance P is adjusted or regulated in order to ensure targeted the desired flowability of Be ¬ rich 22. Conversely, the direct current discharge lamp can be designed in accordance with a predetermined electric power P off the geometric design in order ¬ target the desired fluidity to it. As a result, in each case an optimum distance r and an optimal geometric configuration of the anode 10 and optionally the cathode 12 can be ensured taking into account the desired luminous characteristic of the DC discharge lamp. An additional coating of the anode 10 or a forced lowering of the electrical power P is thus not required in contrast to the prior art. Instead of the embodiment shown as a xenon short-arc lamp, however, it is also possible to provide alternative design variants of the DC discharge lamp which are familiar to the person skilled in the art.
Fig. 2 zeigt ein schematisches Diagramm eines Zusammen¬ hangs zwischen einer Bogentemperatur und einem Tempera- turverhalten der Anode 10 der in Fig. 1 gezeigten Gleichstromentladungslampe. Die mit der Energiezufuhr der Gleichstromentladungslampe korrespondierende Bogentempe¬ ratur ist dabei durch einen Quotient Q [W/mm] der elektrischen Leistung P m W und des Abstands r in mm zwischen der Anode 10 und der Kathode 12 im Heißzustand der Gleichstromentladungslampe charakterisiert. Das mit den Energieverlusten der Gleichstromentladungslampe korres¬ pondierende Temperaturverhalten der Anode ist durch die Materialmenge im Bereich 22 der Oberflache 24 und damit durch das Volumen A [mm3] der Anode 10 auf den ersten 5 mm Länge (1/2) ausgehend von der der Kathode 12 zuge- wandten Oberflache 24 charakterisiert. Die eingezeichne¬ ten Symbole, Rauten, Quadrate und Dreiecke, entsprechen den Parametern Q, A verschiedener realer Lampen. Dabei wird durch die beiden polynomischen Ausgleichskurven IIa und IIb ein geeigneter Parameterbereich eingegrenzt, in¬ nerhalb welchem eine optimale Temperatur der Oberflache 24 mit der gewünschten Fließfahigkeit des Bereichs 22 und die damit verbundene geringe Schwärzung des Entladungsge faßes 14 gewahrleistet ist. Die obere Ausgleichskurve IIb wird dabei durch die Formel: Fig. 2 shows a schematic diagram of a combination ¬ hangs between an arc temperature and a thermal behavior of the anode 10 of the direct current discharge lamp shown in FIG. 1. The corresponding to the power supply of the direct current discharge lamp arc Tempe ¬ temperature is characterized by a quotient Q [W / mm] of the electric power P m W and the distance r in mm between the anode 10 and the cathode 12 in the hot state of the direct current discharge lamp. The temperature behavior of the anode corres ¬ ponding with the energy losses of the DC discharge lamp is by the amount of material in the region 22 of the surface 24 and thus by the volume A [mm 3 ] of the anode 10 to the first 5 mm length (1/2), starting from the Cathode 12 added turned surface 24 characterized. The drawing is ¬ th symbols, diamonds, squares and triangles correspond to the parameters Q, A different real lamps. In this case, an appropriate parameter range is bounded by the two polynomial fit curves IIa and IIb in ¬ nerhalb which an optimum temperature of the surface 24 with the desired flowability of the area 22 and the associated low blackening of Entladungsge barrel 14 is ensured. The upper compensation curve IIb is given by the formula:
mit : a2=0, 42 W*mm 4; und a3=687 W*mm ι beschπeben, die untere Ausgleichskurve IIa durch die FormelWith : a 2 = 0, 42 W * mm 4 ; and a 3 = 687 W * mm ι beschπeben, the lower compensation curve IIa by the formula
mit : b2=0,8967 W*mm 4; und b3=88 W*mm λ .With : b 2 = 0.8967 W * mm 4 ; and b 3 = 88 W * mm λ .
Im Bereich oberhalb der Ausgleichskurve IIb treten auf¬ grund des zu hohen Energieeintrags unerwünschte Auf- Schmelzungen der Anode 10, Instabilitäten des Lichtbogens sowie eine erhöhte Verdampfung des Materials der Anode 10 auf. Im Bereich unterhalb der Ausgleichskurve IIa wird umgekehrt keine ausreichende Fließfahigkeit und dadurch kein dauerhaft stabiler "Schmelzsee" an der Oberflache 24 der Anode 10 erreicht, so dass keine Ausheilung von wah- - S -In the region above the compensation curve IIb occur on ¬ due to the high energy input unwanted Auf melting of the anode 10, instabilities of the arc and increased evaporation of the material of the anode 10 on. In the region below the compensation curve IIa, on the other hand, sufficient fluidity and thus no permanently stable "melt lake" on the surface 24 of the anode 10 are achieved, so that no annealing of windshields is achieved. - S -
rend des Betriebs entstehenden Unebenheiten der Oberflä¬ che 24 möglich ist. Nur Lampen, deren Parameter Q und A in den mittleren Bereich fallen, der im wesentlichen von den beiden Ausgleichskurven IIa und IIb begrenzt ist, zeigen ein gutes Betriebsverhalten. rend operation irregularities resulting Oberflä of ¬ surface 24 is possible. Only lamps whose parameters Q and A fall in the middle range, which is essentially limited by the two compensation curves IIa and IIb, show a good performance.

Claims

Ansprüche claims
1. Gleichstromentladungslampe mit einer Anode (10) und einer Kathode (12), welche innerhalb eines mit einem Füllgas befüllten Entladungsgefaßes (14) in einem vorbestimmten Abstand (r) einander gegenüberstehend angeordnet sind, wobei an die Anode (10) und die Ka¬ thode (12) eine elektrische Leistung (P) zur Erzeu¬ gung einer Gasentladung anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Abstand (r) zwischen der Anode (10) und der Kathode (12), die elektrische Leistung (P) und eine Geometrie der Anode (10) derart aneinan¬ der angepasst sind, dass im Heißzustand der Gleich¬ stromentladungslampe ein der Kathode (12) zugewandter Bereich (22) einer Oberflache (24) der Anode (10) fließfahig ist.A direct current discharge lamp comprising an anode (10) and a cathode (12) disposed within a discharge vessel (14) filled with a filling gas at a predetermined distance (r) opposite one another, wherein the anode (10) and the cage Thode (12), an electric power (P) can be applied for the generation ¬ supply of a gas discharge, characterized in that at least the distance (r) between the anode (10) and the cathode (12), the electric power (P) and a geometry of the anode (10) such aneinan ¬ of are adjusted so that in the hot state of the direct current discharge lamp ¬ facing a cathode (12) portion (22) of a surface (24) of the anode (10) is fließfahig.
2. Gleichstromentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Abstand (r) zwischen der Anode (10) und der Kathode (12), die elektrische Leistung (P) und die Geometrie der Anode (10) derart aneinan¬ der angepasst sind, dass im Heißzustand der Gleich¬ stromentladungslampe der der Kathode (12) zugewandte Bereich (22) der Oberfläche (24) der Anode (10) eine Fluidität von höchstens 10 6 mPas und vorzugsweise von höchstens 10 8 mPas besitzt.2. DC discharge lamp according to claim 1, characterized in that at least the distance (r) between the anode (10) and the cathode (12), the electrical power (P) and the geometry of the anode (10) are so aneinan ¬ adapted that in the hot state of the direct current discharge lamp ¬ of the cathode (12) facing the area (22) of the surface (24) of the anode (10) has a fluidity of at most 10 6 mPa · s and preferably has at most 10 8 mPa · s.
3. Gleichstromentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (10) zumindest im der Kathode (12) zu- gewandten Bereich (22) der Oberflache (24) aus do¬ tiertem und/oder undotiertem Wolfram besteht.3. DC discharge lamp according to claim 1 or 2, characterized in that the anode (10) at least in the cathode (12) to facing portion (22) of the surface (24) do ¬ tiertem and / or undoped tungsten.
4. Gleichstromentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (10) zumindest entlang eines der Ka¬ thode (12) zugewandten Langenbereichs (1) rotations¬ symmetrisch ausgebildet ist.4. DC discharge lamp according to one of claims 1 to 3, characterized in that the anode (10) at least along one of the Ka ¬ method (12) facing the longitudinal region (1) is rotationally symmetrical ¬ .
5. Gleichstromentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (10) ausgehend von der der Kathode (12) zugewandten Oberflache (24) eine Lange (1) von zumindest 5 mm besitzt.5. DC discharge lamp according to one of claims 1 to 4, characterized in that the anode (10) starting from the cathode (12) facing surface (24) has a length (1) of at least 5 mm.
6. Gleichstromentladungslampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Quotient Q der elektrischen Leistung (P) in6. DC discharge lamp according to claim 5, characterized in that a quotient Q of the electrical power (P) in
W und des Abstands (r) zwischen der Anode (10) und der Kathode (12) in mm zumindest im Heißzustand der Gleichstromentladungslampe durch die Relation ai*A2+a2*A+a3 < Q < bi*A2+b2*A+b3 mit : a2=0, 42 W*mm 4; a3=687 W*mm ι; b2=0,8967 W*mm 4; und b3=88 W*mm λ gegeben ist, wobei A das Volumen der Anode (10) in mm3 auf den ersten 5 mm Lange ausgehend von der der Kathode (12) zugewandten Oberflache (24) bezeichnet. W and the distance (r) between the anode (10) and the cathode (12) in mm at least in the hot state of the DC discharge lamp by the relation ai * A 2 + a 2 * A + a 3 <Q <bi * A 2 + b 2 * A + b 3 with: a 2 = 0, 42 W * mm 4 ; a 3 = 687 W * mm ι ; b 2 = 0.8967 W * mm 4 ; and b 3 = 88 W * mm λ where A denotes the volume of the anode (10) in mm 3 on the first 5 mm length starting from the surface (24) facing the cathode (12).
EP07820462A 2007-09-21 2007-09-21 Direct-current discharge lamp Ceased EP2201594A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2007/060042 WO2009039880A1 (en) 2007-09-21 2007-09-21 Direct-current discharge lamp

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2201594A1 true EP2201594A1 (en) 2010-06-30

Family

ID=39322467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07820462A Ceased EP2201594A1 (en) 2007-09-21 2007-09-21 Direct-current discharge lamp

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8120256B2 (en)
EP (1) EP2201594A1 (en)
JP (1) JP5187704B2 (en)
KR (1) KR101246754B1 (en)
CN (1) CN101802968B (en)
CA (1) CA2700198A1 (en)
WO (1) WO2009039880A1 (en)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4229317A1 (en) * 1992-09-02 1994-03-03 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh High pressure discharge lamp
JP2001135274A (en) * 1999-11-01 2001-05-18 Orc Mfg Co Ltd Short-arc type discharge lamp
JP3327896B2 (en) * 2000-05-12 2002-09-24 松下電器産業株式会社 High pressure discharge lamp
DE10062974A1 (en) * 2000-12-16 2002-06-20 Philips Corp Intellectual Pty High pressure gas discharge lamp and process for its manufacture
DE10063938A1 (en) * 2000-12-20 2002-07-04 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Short arc high pressure discharge lamp for digital projection techniques
JP2004296427A (en) * 2003-03-13 2004-10-21 Ushio Inc Super high pressure mercury lamp lighting device
JP2005216514A (en) * 2004-01-27 2005-08-11 Ushio Inc Short arc type high-pressure discharge lamp
AT9340U1 (en) * 2005-12-23 2007-08-15 Plansee Metall Gmbh METHOD FOR PRODUCING A HIGH-SEALED SEMI-FINISHED OR COMPONENT

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2009039880A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP5187704B2 (en) 2013-04-24
WO2009039880A1 (en) 2009-04-02
CN101802968B (en) 2012-01-11
KR101246754B1 (en) 2013-03-26
JP2010539660A (en) 2010-12-16
US20100219751A1 (en) 2010-09-02
KR20100072281A (en) 2010-06-30
CA2700198A1 (en) 2009-04-02
CN101802968A (en) 2010-08-11
US8120256B2 (en) 2012-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60318764T2 (en) discharge lamp
EP0314732B1 (en) Xenon short-arc discharge lamp
DE10209426A1 (en) Short-arc high pressure discharge lamp
EP1032022B1 (en) Metal halide lamp with ceramic discharge vessel
DE19729219B4 (en) High pressure discharge lamp with cooled electrode and corresponding electrode
DE102010014040B4 (en) Method for operating an amalgam lamp
EP1481417A1 (en) Mercury short arched lamp with a cathode containing lanthanum oxide
WO2009039880A1 (en) Direct-current discharge lamp
DE2102112C3 (en) High pressure discharge lamp
DE2057747C3 (en) Electric heating element made of a heat and oxidation resistant material
DE60112851T2 (en) Assembled parts and high pressure discharge lamps
CH661149A5 (en) DISCHARGE TUBE OF A HIGH PRESSURE SODIUM STEAM LAMP.
WO2010076073A1 (en) Discharge lamp
DE2151030C2 (en) Device for sublimation
EP1756853B1 (en) Electrode for a discharge lamp and discharge lamp
DE4306896C2 (en) Heating tube for an industrial furnace and use of the heating tube in an industrial furnace
DE4037721A1 (en) METHOD FOR PRODUCING THE DISCHARGE VESSEL OF A HIGH PRESSURE Sodium lamp and a device suitable therefor
DE10218827A1 (en) Low-pressure discharge lamp with switch-off device at the end of its service life
DE4206851A1 (en) HEATING TUBE FOR AN INDUSTRIAL STOVE, INDUSTRIAL STOVE AND METHOD FOR HEATING THE STOVE
DE721366C (en) Discharge vessel made of ceramic material, especially for small rectifiers
DE2311620C3 (en) Electrode for short-arc gas discharge lamps and process for their manufacture
DE871040C (en) Electron discharge device
WO2020193121A1 (en) Electrode for a gas discharge lamp, and gas discharge lamp
DE69910329T2 (en) Arc discharge lamp containing barium with an arc tube made of yttrium, gadolinium or terbium oxides
DE1596679A1 (en) Device for melting glass

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20100204

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR MK RS

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: OSRAM AG

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: OSRAM GMBH

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: OSRAM GMBH

17Q First examination report despatched

Effective date: 20160823

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R003

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 20180824