EP3298620A1 - Gasentladungslampe sowie vorrichtung zu deren temperierung - Google Patents

Gasentladungslampe sowie vorrichtung zu deren temperierung

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EP3298620A1
EP3298620A1 EP16727134.5A EP16727134A EP3298620A1 EP 3298620 A1 EP3298620 A1 EP 3298620A1 EP 16727134 A EP16727134 A EP 16727134A EP 3298620 A1 EP3298620 A1 EP 3298620A1
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EP
European Patent Office
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gas discharge
discharge lamp
transformer core
temperature
temperature control
Prior art date
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Application number
EP16727134.5A
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English (en)
French (fr)
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EP3298620B1 (de
Inventor
Karin Ziegler
Rolf Ziegler
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Zed Ziegler Electronic Devices GmbH
Original Assignee
Zed Ziegler Electronic Devices GmbH
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Publication date
Application filed by Zed Ziegler Electronic Devices GmbH filed Critical Zed Ziegler Electronic Devices GmbH
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Publication of EP3298620B1 publication Critical patent/EP3298620B1/de
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    • 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
    • H01J61/523—Heating or cooling particular parts of the lamp
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
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    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/24—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
    • H01J61/28—Means for producing, introducing, or replenishing gas or vapour during operation of the lamp
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/70—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr
    • H01J61/72—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr having a main light-emitting filling of easily vaporisable metal vapour, e.g. mercury

Definitions

  • the present invention initially relates to a device for the controlled temperature control of at least a part of a
  • Gas discharge lamp for example, for the controlled heating of an amalgam reservoir of a
  • the invention further relates to a gas discharge lamp.
  • EP 1 609 170 B1 shows a low-pressure mercury vapor discharge lamp which has an oblong
  • Glass tube with an amalgam container includes.
  • Amalgam container is open to the inside of the glass tube and on the outer wall surface next to a crimped end of the
  • WO 2006/122394 A1 discloses a UV radiation lamp with a closed cavity, which comprises a mercury-containing material and at least one electrode.
  • a controllable heating unit is located outside the cavity but in contact with the cavity.
  • EP 2 447 981 B1 teaches a lamp system with a
  • the amalgam is with one
  • Heating element heated An electronic circuit generates the discharge current and the heating current for the heating element.
  • One A control circuit connected to a temperature sensor generates a control signal for activating the heating current.
  • WO 2003/060950 A2 shows a mercury low-pressure amalgam radiator, in which the amalgam can be heated by a heating element, which is formed by a PTC resistor.
  • the quartz glass tube is closed at its two ends with bruises through which at least one current feedthrough is led in each case to a helical electrode in the discharge space. At least one of
  • Bruising has an opening to the discharge space having cavity for receiving a Amalgamvorrats, which is tempered by means of the helical electrode.
  • Mercury low-pressure amalgam lamp with an amalgam depot and a cladding surrounding this lamp.
  • the lamp is surrounded annularly in the region of the amalgam depot by a non-metallic band resting against the lamp.
  • an electronic ballast for a gas discharge lamp is known, in which the heater is fed to at least one electrode via a transformer.
  • US Pat. No. 5,095,336 shows an amalgam lamp in which the amalgam is distributed over several positions in the amalgam lamp and can be heated via sleeve-segment-shaped heating elements. The heating elements are connected to a special controller
  • ballast connected by a ballast.
  • U1 shows a circuit arrangement for operating a gas discharge lamp with a heating transformer for heating the lamp filaments.
  • the heating transformer consists of a primary winding and two secondary windings, which are each arranged in series with the two lamp filaments within two heating circuits.
  • the primary winding is arranged within an intermediate circuit which is fed by the load circuit. In dimming mode, a required
  • Adaptation of the heating power take place in that the impedance of the intermediate circuit, via which a heating current is coupled into the two lamp filaments, is changed.
  • the supply of the intermediate circuit through the load circuit takes place with an inductive coupling, including a coupling transformer
  • the intermediate circuit comprises a capacitor which can be bridged by a controllable switch. Depending on whether the capacitor is bypassed or not, the heating power is changed.
  • WO 03/060950 A2 shows an amalgam depot having mercury low pressure amalgam radiator. It is provided a means for influencing the temperature of the amalgam, which is formed for example by an electric heating element. The electric heating element is replaced by a
  • the object of the present invention is the controlled temperature control of
  • the above object is achieved by a device according to the appended claim 1 and by a gas discharge lamp according to the appended independent claim 10.
  • the device according to the invention serves the controlled
  • Temperature control of at least a portion of a gas discharge lamp and in particular the controlled temperature of a function of the gas discharge lamp determining
  • Gas discharge lamp determines.
  • the device according to the invention comprises a
  • Transformer core of an electrical transformer The transformer core is for receiving at least one
  • Connecting line of the gas discharge lamp is formed.
  • the at least one connecting line carries at least part of a discharge current of the gas discharge lamp.
  • the connecting lead to be passed through the transformer core or the lead through the transformer core
  • the transformer serves as an energy source for heating the functional area of the gas discharge lamp.
  • the device according to the invention furthermore comprises at least one secondary winding on the transformer core. Electrical energy, which can be introduced into the transformer through the primary winding or through the primary windings, can be tapped off via the secondary winding or via the secondary windings.
  • the inventive device further comprises a means for controlling the temperature, which is used to control the
  • the means for temperature control is electrically connected to the secondary winding to the means for temperature control with
  • the means for temperature control is directly connected to the secondary winding.
  • the temperature control means may indirectly via a
  • Power supply circuit to be connected to the secondary winding.
  • a particular advantage of the device according to the invention is that there is no additional energy supply for heating the functional area of the gas discharge lamp, d. H. no additional electrical lines needed, but is taken to heat the functional area necessary energy of the energy provided for the gas discharge.
  • this further comprises a Temperature sensor for measuring the temperature of the
  • the temperature sensor is preferably used for direct or indirect measurement of the temperature of the functional area.
  • the indirect measurement of the temperature of the functional area can for example be effected in that the temperature sensor via a heat conductor with the
  • Temperature control electronics formed.
  • the temperature sensor is electrical with the temperature control electronics
  • the temperature control electronics is adapted to control the temperature measured by the temperature sensor to a predetermined constant value.
  • the temperature sensor can be any temperature sensor.
  • Temperature control electronics be electrically connected.
  • the device according to the invention can be designed such that the temperature sensor is located directly on the functional area
  • the device according to the invention can also be designed such that the temperature sensor
  • a heat conducting element is arranged, so that on
  • this further comprises an electrical heating element for heating the
  • Temperature control electronics is connected. Thus, a controlled operation of the electric heating element is possible.
  • the electric heating element can directly with the
  • Temperature control electronics be electrically connected.
  • the electrical heating element is preferably indirectly electrically connected via a power divider to the temperature control electronics.
  • the electric heating element is
  • the device according to the invention can be designed such that the electric heating element is located directly on the
  • the device can also be designed such that the electrical heating element can be attached at a distance from the functional region, with a heat-conducting element between the electrical heating element and the functional region
  • the transformer core is for heating the functional area
  • the transformer core is thermally conductively connected to the functional area and for which the device further comprises a controllable by the temperature control electronics electronic switch which is electrically connected to the secondary winding.
  • the electronic switch is connected in parallel to the secondary winding. If the electronic switch is open or high-resistance, the alternating current flowing through the primary winding causes a permanent magnetization reversal of the transformer core with it
  • Transformer core is hardly heated.
  • the device according to the invention can be designed so that the transformer core can be attached directly to the functional area.
  • the device according to the invention can also be designed such that the transformer core
  • Heat conductive element is arranged so that the heat generated by the transformer core is at least partially transferable to the functional area.
  • the electronic switch is preferably formed by one or more transistors.
  • the plurality of transistors are preferably connected in parallel or in series.
  • the electronic switch preferably has exactly two
  • Switching states namely an open switching state and a closed switching state.
  • the open switching state of the electronic switch is high impedance.
  • the closed switching state is high impedance.
  • the electronic switch also more Have switching states; for example, with a mean resistance value.
  • Device further comprises a
  • Power supply circuit is used for the conversion of the
  • Supply voltage for the temperature control electronics This supply voltage is preferred by a
  • the power supply circuit preferably comprises an electric energy storage.
  • Electric energy storage is used to supply the
  • Device is the temperature sensor over a
  • Temperature measuring electronics connected to the temperature control electronics.
  • the temperature measuring electronics serve to operate the temperature sensor and / or to process the measuring signal of the temperature sensor.
  • the transformer core is preferably designed for heating the functional area, for which purpose the
  • the Transformer core heat conductively connected to the functional area.
  • the heat-conducting resistor is preferably directly to the at least one secondary winding
  • the heat conducting resistor determines the resistive load of the at least one secondary winding. As the temperature of the functional region increases, the electrical resistance of the thermally conductive resistor decreases, so that the voltage across the secondary winding decreases, and the transformer core is remagnetized, causing the core losses to decrease and the transformer core to be less heated.
  • this further comprises an electrical
  • Cooling element for cooling the functional area which is electrically connected to the temperature control electronics.
  • the electric cooling element may be electrically connected directly to the temperature control electronics. However, the electric cooling element is preferably indirectly via a power divider with the
  • the device according to the invention can be designed so that the electric cooling element can be attached directly to the functional area. However, the device according to the invention can also be designed such that the electric cooling element can be attached at a distance from the functional region, wherein
  • a heat-conducting element is arranged between the electric cooling element and the functional region, so that the heat which can be dissipated by the electric cooling element can be transferred at least partially from the functional region.
  • the described cooling function is realized in further particular embodiments in that the heating element is formed by a combined heating and cooling element.
  • the combined heating and cooling element is preferably formed by a Peltier element.
  • the transformer core preferably consists of a
  • the transformer core is preferably formed by an annular ferrite, by a cut strip core or by a toroidal core.
  • the transformer core is preferably designed to receive exactly one of the discharge lines leading connecting lines of the gas discharge lamp, insofar as the
  • Gas discharge lamp has exactly one connection line to each of the electrodes.
  • the transformer core has exactly one open passage opening through which the Leading lead is to form the primary winding.
  • the transformer core is alternatively preferably designed to connect the two connecting lines of one of the
  • the transformer core has one or two open leadthrough openings through which the two connecting leads are to be led in order to form the two primary windings.
  • the device according to the invention is preferred
  • the device according to the invention may be designed such that the one or more
  • Transformer core are wound, so that the forming
  • Primary winding or to be formed primary windings each having a plurality of turns.
  • the device according to the invention is preferably designed so that the several leads to be carried out in the same direction can be passed through the transformer core or can be wound in the same direction around the transformer core, so that the primary windings to be formed have the same sense of winding or sense of winding. This leads to, for example, a current which, for Heating the respective electrode through the one
  • the secondary winding preferably has a plurality of turns.
  • the functional area is preferably formed by an amalgam reservoir, in which there are preferably one or more amalgams or else one or more other mercury compounds or mercury.
  • Amalgamreservoir is preferably a Amalgamkomposition, z.
  • B. BiSnHg and BiSnlnHg Such amalgam reservoirs are known from the prior art in so-called amalgam lamps, which are mercury vapor low pressure lamps with a doping, in which an additional material such.
  • the functional area can also be changed by another
  • Temperature affects the gas discharge, for example in the vicinity of the electrodes.
  • the amalgam reservoir is preferably by a one-sided
  • the glass tube is formed on the glass bulb enclosing the mercury vapor.
  • the inventive device further preferably comprises a sleeve made of a heat-conducting material, which on the through the glass tube formed amalgam reservoir can be pushed.
  • the sleeve allows easy installation of the
  • the heating element is preferably on the sleeve
  • the sleeve is in those of the embodiments described above, in which the transformer core for heating the
  • Functional range is formed, preferably heat conductively connected to the transformer core.
  • the temperature sensor is also preferably on the sleeve or on between the functional area and the
  • Transducer core located, arranged heat-conducting element and heat conductively connected to this sleeve or with this element.
  • the sleeve is preferably made of copper, from a
  • the amalgam reservoir is alternatively preferred by a
  • Gas discharge lamp is formed; in particular within a compressed axial end of the
  • the amalgam reservoir is alternatively preferred by
  • the inventive device further preferably comprises a strip-like heat conductor, which on the
  • Amalgam reservoir which is formed in particular by the pocket or by the partial surface of the inner wall of the glass bulb, can be pushed.
  • the strip-like heat conductor can be formed, for example, as a clamp.
  • This device further comprises a carrier element, on which the transformer core with the secondary winding, the temperature control electronics and the temperature sensor
  • the support member is adapted to be attached to an axial end of the gas discharge lamp.
  • the device according to the invention further the described sleeve, the heating element described, the
  • the described temperature measuring electronics they are preferably also attached to the support element.
  • the carrier element preferably has at least one
  • the at least one feedthrough opening is preferably designed so that by performing one of Connecting lines of the gas discharge lamp the respective
  • Connecting line forms a primary winding of the transformer.
  • the carrier element has two of
  • Gas discharge lamp are formed.
  • the carrier element is preferably formed by a molded part, which comprises said components of the invention
  • the carrier element preferably comprises a protective sleeve, which sits outside on the carrier element.
  • the gas discharge lamp according to the invention initially comprises a cavity filled with a dischargeable gas.
  • two electrodes are arranged, each with at least one connecting line for guiding a discharge current
  • Gas discharge lamp has a function of
  • Gas discharge lamp defining functional area whose temperature affects the function of the gas discharge lamp.
  • the gas discharge lamp according to the invention further comprises the device according to the invention for the controlled temperature control of the gas discharge lamp.
  • At least one of the connecting lines forms a primary winding of the transformer of the device for controlled temperature. This at least one
  • the gas discharge lamp according to the invention is preferably a mercury vapor low-pressure lamp.
  • the gas discharge lamp according to the invention is preferably designed for the emission of UV radiation.
  • the gas discharge lamp according to the invention preferably comprises a glass tube or a glass bulb, in which the cavity is formed.
  • the electrodes are each disposed at one of the closed axial ends of the glass tube or the glass bulb.
  • Gas discharge lamp is preferably arranged at one of the two axial ends of the glass tube or the glass bulb.
  • the device for controlled temperature preferably has an outer shape which axially extends the outer shape of the glass tube or of the glass bulb.
  • the device for controlled temperature control is preferably firmly connected to the glass tube or to the glass bulb.
  • the device for controlled temperature and the glass tube or the glass bulb form a structural unit, which is preferably inseparable.
  • the solid exists
  • the gas discharge lamp according to the invention preferably comprises one of the above-described preferred embodiments of the device according to the invention for controlled temperature control of the gas discharge lamp.
  • the gas discharge lamp according to the invention preferably also has such features, which in connection with the device according to the invention for
  • the temperature sensor is preferably arranged directly on the functional area. Alternatively, preferably, the temperature sensor is arranged at a distance from the functional area, wherein a heat-conducting element is arranged between the temperature sensor and the functional area, so that on
  • this further includes the electrical
  • Heating element for heating the functional area of
  • the electrical heating element is preferably directly on the functional area of the gas discharge lamp
  • a heat-conducting element is arranged so that the heat generated by the electric heating element is at least partially transferable to the functional area of the gas discharge lamp.
  • the transformer core is for heating the functional area of the gas discharge lamp
  • the transformer core is preferably arranged directly on the functional area of the gas discharge lamp.
  • the transformer core is arranged at a distance from the functional region of the gas discharge lamp, wherein the transformer core and the functional region of the
  • a heat conducting element is arranged so that the heat generated by the transformer core at least partially to the functional area of
  • Gas discharge lamp is transferable.
  • this further comprises the electric cooling element.
  • the electrical connection Preferably, the electrical
  • the electric cooling element is arranged spaced from the functional area of the gas discharge lamp, wherein between the electric
  • Cooling element and the functional area of the gas discharge lamp a heat-conducting element is arranged, so that the heat dissipated by the electric cooling element is at least partially transferable from the functional area.
  • the transformer core is preferably exactly one of the discharge current leading leads of the
  • Gas discharge lamp has exactly one connection line to each of the electrodes. Through the transformer core are
  • Leaded electrodes of the gas discharge lamp inasmuch as the gas discharge lamp has two leads on each of the electrodes. Basically, one or more forms the one passed through the transformer core
  • Connecting lines are preferably passed through the transformer core, so that the one primary winding or the plurality of primary windings each exactly one turn
  • the plurality of leads are preferably passed in the same direction through the transformer core or wound in the same direction around the transformer core, so that the primary windings have the same sense of winding or sense of winding.
  • Device comprises the described sleeve.
  • the sleeve preferably sits on the amalgam reservoir formed by the glass tube.
  • the sleeve is on the
  • Fig. 1 a schematic diagram of a first preferred embodiment
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second preferred embodiment
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a first preferred embodiment of a gas discharge lamp according to the invention.
  • the gas discharge lamp is through a
  • Mercury vapor low pressure lamp formed and includes a glass tube oil, in which mercury vapor (not
  • the glass tube oil is closed at its two axial ends. At one of the two axial ends of the glass tube O1, a first electrode 02 is arranged, while at the other of the two axial ends of the glass tube 01 a second electrode 03 is arranged.
  • the first electrode 02 is connected via a first connecting line 04 and via a second connecting line 06.
  • the second electrode 03 is also connected via a first connecting line 07 and via a second connecting line 08.
  • ballast 09 provides a discharge current for operating the
  • Gas discharge lamp ready for gas discharge and thus for
  • Ballast 09 in a start-up phase a heating current for heating the two electrodes 02, 03 ready.
  • the currents flowing through the four connection lines 04, 06, 07, 08 are denoted in the illustration as Ii, I 2 , I3, I 4 .
  • the two connection lines 04, 06 of the first electrode 02 are passed through a transformer core 11, where they form a first primary winding 12 and a second primary winding 13 of a transformer 14.
  • the transformer 14 further comprises a secondary winding 16 on the transformer core 11.
  • the two primary windings 12, 13 have the same winding sense.
  • the secondary winding 16 feeds a power supply circuit 17, which serves to convert the voltage applied to the secondary winding 16 AC voltage.
  • Power supply circuit 17 supplies a
  • Temperature control electronics 19 and a power divider 21 with electrical energy are included in the Temperature control electronics 19 and a power divider 21 with electrical energy.
  • Amalgamreservoir 22 formed in which a
  • Amalgam composition (not shown) is arranged.
  • the temperature of the amalgam composition influences the gas discharge in the gas discharge lamp, so that the amalgam reservoir 22 represents a functional region of the gas discharge lamp which influences the function of the gas discharge lamp.
  • a temperature sensor 23 for measuring the temperature of the amalgam reservoir 22
  • Amalgamreservoirs 22 and an electric heating element 24 for heating the amalgam reservoir 22 is arranged.
  • the temperature sensor 23 is electrically connected to the
  • Temperature measuring electronics 18 connected, in turn
  • Temperature control electronics 19 is available. The
  • Temperature control electronics 19 is further electrically connected to the power controller 21, via which the
  • electrical heating element 24 receives electrical energy.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second preferred embodiment of the gas discharge lamp according to the invention. This second embodiment is equal first to the first embodiment shown in FIG. In contrast to the first embodiment shown in Fig. 1, the second embodiment, the electric heating element 24 and the
  • Power controller 21 does not open. Instead, that is
  • Temperature control electronics 19 electrically with a
  • Secondary winding 16 can be shorted.
  • a further difference from the first embodiment shown in FIG. 1 is that the transformer core 11 is connected in a heat-conducting manner to the amalgam reservoir 22 via a thermal coupling 27, so that heat generated by the transformer core 11 is partially transferred to the amalgam reservoir 22.

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  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur geregelten Temperierung einer Gasentladungslampe sowie eine Gasentladungslampe. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Transformatorkern (11) eines Transformators (14), wobei der Transformatorkern (11) zur Aufnahme mindestens einer einen Entladungsstrom führenden Anschlussleitung (04; 06) der Gasentladungslampe als Primärwicklung (12; 13) ausgebildet ist. Der Transformator (14) bildet eine Energiequelle zum Erwärmen eines eine Funktion der Gasentladungslampe bestimmenden Funktionsbereiches (22) der Gasentladungslampe, der durch ein Amalgamreservoir (22) gebildet ist. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Sekundärwicklung (16) auf dem Transformatorkern (11) und ein Mittel zur Temperaturregelung (19), welches zum Regeln der das Amalgamreservoir (22) erwärmenden Energie dient. Das Mittel zur Temperaturregelung (19) ist elektrisch mit der Sekundärwicklung (16) verbunden.

Description

Gasentladungslampe sowie Vorrichtung zu deren Temperierung
Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst eine Vorrichtung zur geregelten Temperierung zumindest eines Teiles einer
Gasentladungslampe; beispielsweise zur geregelten Erwärmung eines Amalgamreservoirs einer
Quecksilberdampfniederdrucklampe . Die Erfindung betrifft weiterhin eine Gasentladungslampe.
Die EP 1 609 170 Bl zeigt eine Niederdruck- Quecksilberdampfentladungslampe , welche eine längliche
Glasröhre mit einem Amalgambehälter umfasst. Der
Amalgambehälter ist zum Inneren der Glasröhre hin offen und an der äußeren Wandoberfläche neben einem verpressten Ende der
Glasröhre befestigt.
Aus der WO 2006/122394 AI ist eine UV-Strahlungslampe mit einem geschlossenen Hohlraum bekannt, der ein Quecksilber- enthaltendes Material und mindestens eine Elektrode umfasst.
Eine steuerbare Heizeinheit ist außerhalb des Hohlraumes, aber in Kontakt mit dem Hohlraum angeordnet.
Die EP 2 447 981 Bl lehrt ein Lampensystem mit einer
Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe, die ein
Entladungsgefäß mit einer Füllung aus Quecksilber und einem Edelgas einschließt und zwei Elektroden an den Endabschnitten aufweist. Ein Amalgam mit einem optimalen Temperaturbereich ist am gepressten ersten Endabschnitt außerhalb der
Entladungsstrecke angeordnet. Das Amalgam ist mit einem
Heizelement beheizbar. Eine elektronische Schaltung erzeugt den Entladungsstrom und den Heizstrom für das Heizelement. Ein an einen Temperatursensor angeschlossener Steuerkreis erzeugt ein Steuersignal zur Aktivierung des Heizstromes.
Die WO 2003/060950 A2 zeigt einen Quecksilber-Niederdruck- Amalgamstrahler, bei welchem das Amalgam durch ein Heizelement beheizbar ist, welches durch einen PTC-Widerstand gebildet ist .
Aus der DE 10 2010 014 040 B4 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Amalgamlampe bekannt, bei welcher ein Entladungsraum für ein Amalgamdepot zugänglich ist. Das Amalgamdepot ist mithilfe eines Heizelementes beheizbar.
Die DE 10 2009 014 942 B3 lehrt eine dimmbare Amalgamlampe mit einem Quarzglasrohr, welches einen ein Füllgas enthaltenden
Entladungsraum umhüllt. Das Quarzglasrohr ist an seinen beiden Enden mit Quetschungen verschlossen, durch die mindestens eine Stromdurchführung zu jeweils einer wendeiförmigen Elektrode in den Entladungsraum geführt ist. Mindestens eine der
Quetschungen besitzt einen eine Öffnung zum Entladungsraum aufweisenden Hohlraum zur Aufnahme eines Amalgamvorrats, der mittels der wendeiförmigen Elektrode temperierbar ist.
Die DE 10 2006 023 870 B3 zeigt eine Anordnung einer
Quecksilber-Niederdruck-Amalgamlampe mit einem Amalgamdepot und einem diese Lampe umgebenden Hüllrohr. Die Lampe ist im Bereich des Amalgamdepots von einem an der Lampe anliegenden nichtmetallischen Band ringförmig umschlossen. Aus der WO 03/045117 AI ist ein elektronisches Vorschaltgerät für eine Gasentladungslampe bekannt, bei welchem die Heizung mindestens einer Elektrode über einen Transformator gespeist wird . Die US 5,095,336 zeigt eine Amalgamlampe, bei welcher das Amalgam über mehrere Positionen in der Amalgamlampe verteilt ist und über hülsensegmentförmige Heizelemente erwärmbar ist. Die Heizelemente sind an eine spezielle Steuerung
angeschlossen, die von einem Vorschaltgerät gespeist wird.
Die DE 20 2004 021 717 Ul zeigt eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Gasentladungslampe mit einem Heiztransformator zum Beheizen der Lampenwendeln. Der Heiztransformator besteht aus einer Primärwicklung sowie zwei Sekundärwicklungen, die jeweils in Serie zu den beiden Lampenwendeln innerhalb zweier Heizkreise angeordnet sind. Die Primärwicklung ist innerhalb eines Zwischenkreises angeordnet, der durch den Lastkreis gespeist wird. Im Dimmbetrieb soll eine erforderliche
Anpassung der Heizleistung dadurch erfolgen, dass die Impedanz des Zwischenkreises, über den ein Heizstrom in die beiden Lampenwendeln eingekoppelt wird, verändert wird. Die Speisung des Zwischenkreises durch den Lastkreis erfolgt mit einer induktiven Kopplung, wozu ein Kopplungstransformator
vorgesehen ist, der aus einer in dem Lastkreis angeordneten Primärwicklung sowie einer in dem Zwischenkreis angeordneten Sekundärwicklung besteht. Der Zwischenkreis umfasst einen Kondensator, der durch einen steuerbaren Schalter überbrückbar ist. Je nachdem, ob der Kondensator überbrückt wird oder nicht, wird die Heizleistung verändert.
Die WO 03/060950 A2 zeigt einen ein Amalgamdepot aufweisenden Quecksilber-Niederdruck-Amalgamstrahler. Es ist ein Mittel zur Beeinflussung der Temperatur des Amalgams vorgesehen, welches beispielsweise durch ein elektrisches Heizelement gebildet ist. Das elektrische Heizelement wird durch eine
Betriebsspannung des Strahlers gespeist. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, die geregelte Temperierung von
Gasentladungslampen aufwandsärmer realisieren zu können.
Die genannte Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß dem beigefügten Anspruch 1 sowie durch eine Gasentladungslampe gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 10. Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient der geregelten
Temperierung zumindest eines Teiles einer Gasentladungslampe und zwar insbesondere der geregelten Temperierung eines eine Funktion der Gasentladungslampe bestimmenden
Funktionsbereiches der Gasentladungslampe. Folglich ist die Funktion der Gasentladungslampe, d. h. die Emission bei der
Gasentladung, von der Temperatur des Funktionsbereiches abhängig. Somit ist die Funktion der Gasentladungslampe auch durch die Temperatur des Funktionsbereiches der
Gasentladungslampe bestimmt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen
Transformatorkern eines elektrischen Transformators. Der Transformatorkern ist zur Aufnahme mindestens einer
Anschlussleitung der Gasentladungslampe ausgebildet. Die mindestens eine Anschlussleitung führt zumindest einen Teil eines Entladungsstromes der Gasentladungslampe. Die durch den Transformatorkern hindurchzuführende Anschlussleitung bzw. die durch den Transformatorkern hindurchzuführenden
Anschlussleitungen bilden dadurch jeweils eine Primärwicklung des Transformators aus.
Der Transformator dient als Energiequelle zum Erwärmen des Funktionsbereiches der Gasentladungslampe. Somit wird die durch die Primärwicklung bzw. durch die Primärwicklungen in den Transformator einbringbare Energie zum Erwärmen des
Funktionsbereiches genutzt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst weiterhin mindestens eine Sekundärwicklung auf dem Transformatorkern. Über die Sekundärwicklung bzw. über die Sekundärwicklungen kann elektrische Energie, welche durch die Primärwicklung bzw. durch die Primärwicklungen in den Transformator einbringbar ist, abgegriffen werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst weiterhin ein Mittel zur Temperaturregelung, welches zum Regeln der den
Funktionsbereich erwärmenden Energie dient. Das Mittel zur Temperaturregelung ist elektrisch mit der Sekundärwicklung verbunden, um das Mittel zur Temperaturregelung mit
elektrischer Energie speisen zu können. Im einfachsten Fall ist das Mittel zur Temperaturregelung unmittelbar mit der Sekundärwicklung verbunden. Alternativ kann das Mittel zur Temperaturregelung mittelbar über eine
Stromversorgungsschaltung mit der Sekundärwicklung verbunden sein .
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass es zur Erwärmung des Funktionsbereiches der Gasentladungslampe keiner zusätzlichen Energiezuführung, d. h. keiner zusätzlichen elektrischen Leitungen bedarf, sondern die zur Erwärmung des Funktionsbereiches notwendige Energie der für die Gasentladung bereitgestellten Energie entnommen wird.
Bei einer ersten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst diese weiterhin einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur des
Funktionsbereiches. Der Temperatursensor dient bevorzugt zum unmittelbaren oder mittelbaren Messen der Temperatur des Funktionsbereiches. Das mittelbare Messen der Temperatur des Funktionsbereiches kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Temperatursensor über einen Wärmeleiter mit dem
Funktionsbereich verbunden ist. Das Mittel zur
Temperaturregelung ist durch eine
Temperaturregelungselektronik gebildet. Der Temperatursensor ist elektrisch mit der Temperaturregelungselektronik
verbunden, sodass die Temperatur am Funktionsbereich durch die Temperaturregelungselektronik regelbar ist. Bevorzugt ist die Temperaturregelungselektronik dazu ausgebildet, die mit dem Temperatursensor gemessene Temperatur auf einen vorgegebenen konstanten Wert zu regeln. Der Temperatursensor kann
unmittelbar oder mittelbar mit der
Temperaturregelungselektronik elektrisch verbunden sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann so ausgebildet sein, dass der Temperatursensor unmittelbar am Funktionsbereich
anbringbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch so ausgebildet sein, dass der Temperatursensor
beabstandet zum Funktionsbereich anbringbar ist, wobei zwischen dem Temperatursensor und dem Funktionsbereich ein Wärme leitendes Element angeordnet ist, sodass am
Temperatursensor nahezu die gleiche Temperatur wie am
Funktionsbereich herrscht.
Bei einer ersten Untergruppe der ersten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst diese weiterhin ein elektrisches Heizelement zum Erwärmen des
Funktionsbereiches, welches elektrisch mit der
Temperaturregelungselektronik verbunden ist. Somit ist ein geregelter Betrieb des elektrischen Heizelementes ermöglicht. Das elektrische Heizelement kann unmittelbar mit der
Temperaturregelungselektronik elektrisch verbunden sein. Das elektrische Heizelement ist aber bevorzugt mittelbar über einen Leistungssteiler mit der Temperaturregelungselektronik elektrisch verbunden. Das elektrische Heizelement ist
bevorzugt durch einen Heizwiderstand gebildet; es kann aber auch durch ein elektronisches Bauelement gebildet sein, dessen Verlustwärme zu einer Heizwirkung führt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann so ausgebildet sein, dass das elektrische Heizelement unmittelbar am
Funktionsbereich anbringbar ist. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung kann aber auch so ausgebildet sein, dass das elektrische Heizelement beabstandet zum Funktionsbereich anbringbar ist, wobei zwischen dem elektrischen Heizelement und dem Funktionsbereich ein Wärme leitendes Element
angeordnet ist, sodass zumindest ein Teil der vom elektrischen Heizelement erzeugbaren Wärme weitestgehend zum
Funktionsbereich übertragbar ist.
Bei einer zweiten Untergruppe der ersten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Transformatorkern zum Erwärmen des Funktionsbereiches
ausgebildet, wofür der Transformatorkern Wärme leitend mit dem Funktionsbereich verbunden ist und wofür die Vorrichtung weiterhin einen durch die Temperaturregelungselektronik steuerbaren elektronischen Schalter umfasst, der elektrisch mit der Sekundärwicklung verbunden ist. Der elektronische Schalter ist parallel zur Sekundärwicklung geschaltet. Ist der elektronische Schalter geöffnet bzw. hochohmig, so bewirkt der durch die Primärwicklung fließende Wechselstrom eine ständige Ummagnetisierung des Transformatorkernes mit den damit
verbundenen Ummagnetisierungsverlusten, welche den Transformatorkern und folglich den Funktionsbereich erwärmen. Ist der elektronische Schalter geschlossen bzw. niederohmig, so ist die Spannung an der Sekundärwicklung nahezu Null bzw. sehr klein, sodass es trotz des durch die Primärwicklung fließenden Wechselstromes nur zu einer vernachlässigbaren
Ummagnetisierung des Transformatorkernes mit den damit
verbundenen Ummagnetisierungsverlusten kommt und der
Transformatorkern kaum erwärmt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann so ausgebildet sein, dass der Transformatorkern unmittelbar am Funktionsbereich anbringbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch so ausgebildet sein, dass der Transformatorkern
beabstandet zum Funktionsbereich anbringbar ist, wobei zwischen dem Transformatorkern und dem Funktionsbereich ein
Wärme leitendes Element angeordnet ist, sodass die vom der Transformatorkern erzeugbare Wärme zumindest teilweise zum Funktionsbereich übertragbar ist. Der elektronische Schalter ist bevorzugt durch einen oder durch mehrere Transistoren gebildet. Die mehreren Transistoren sind bevorzugt parallel oder in Reihe geschaltet. Der
elektronische Schalter kann aber auch durch andere
elektronische Bauelemente wie z. B. durch einen Triac gebildet sein.
Der elektronische Schalter weist bevorzugt genau zwei
Schaltzustände auf, nämlich einen offenen Schaltzustand und einen geschlossenen Schaltzustand . Im offenen Schaltzustand ist der elektronische Schalter hochohmig. Im geschlossenen
Schaltzustand ist der elektronische Schalter nahezu
kurzgeschlossen, d. h. niederohmig. Bei abgewandelten
Ausführungsformen kann der elektronische Schalter auch weitere Schaltzustände aufweisen; beispielsweise mit einem mittleren Widerstandswert .
Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung umfasst diese weiterhin eine
Stromversorgungsschaltung, die eingangsseitig mit der
Sekundärwicklung verbunden ist und die ausgangsseitig mit der Temperaturregelungselektronik verbunden ist. Die
Stromversorgungsschaltung dient zur Wandlung der an der
Sekundärwicklung anliegenden Wechselspannung in eine
Versorgungsspannung für die Temperaturregelungselektronik. Diese Versorgungsspannung ist bevorzugt durch eine
stabilisierte Gleichspannung gebildet; sie kann aber auch durch eine unstabilisierte Gleichspannung gebildet sein.
Bei der oben beschriebenen ersten Untergruppe der ersten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen, welche das Heizelement umfassen, dient die an der Sekundärwicklung anliegende
Wechselspannung auch zum Betrieb des Heizelementes, wofür bevorzugt die von Stromversorgungsschaltung bereitgestellte
Versorgungsspannung genutzt wird.
Bei der oben beschriebenen zweiten Untergruppe der ersten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen, bei denen der
Transformatorkern zum Erwärmen des Funktionsbereiches ausgebildet ist, umfasst die Stromversorgungsschaltung bevorzugt einen Elektroenergiespeicher. Der
Elektroenergiespeicher dient zur Versorgung der
Temperaturregelungselektronik in denjenigen zeitlichen
Abschnitten, in denen die Sekundärwicklung durch den
elektronischen Schalter kurzgeschlossen bzw. niederohmig geschaltet ist und daher keine elektrische Energie von der Sekundärwicklung abgegriffen werden kann. Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist der Temperatursensor über eine
Temperaturmesselektronik mit der Temperaturregelungselektronik verbunden. Die Temperaturmesselektronik dient zum Betrieb des Temperatursensors und/oder zur Verarbeitung des Messsignals des Temperatursensors.
Bei einer zweiten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Mittel zur
Temperaturregelung durch einen heißleitenden Widerstand gebildet, welcher Wärme leitend mit dem Funktionsbereich verbunden ist. Dabei ist der Transformatorkern bevorzugt zum Erwärmen des Funktionsbereiches ausgebildet, wofür der
Transformatorkern Wärme leitend mit dem Funktionsbereich verbunden ist. Der heißleitende Widerstand ist bevorzugt unmittelbar an die mindestens eine Sekundärwicklung
angeschlossen. Der heißleitende Widerstand bestimmt die ohmsche Last der mindestens einen Sekundärwicklung. Bei einer Erhöhung der Temperatur des Funktionsbereiches verringert sich der elektrische Widerstand des heißleitenden Widerstandes, sodass die Spannung an der Sekundärwicklung sinkt und es zu einer verringerten Ummagnetisierung des Transformatorkernes kommt, wodurch die Ummagnetisierungsverluste sinken und der Transformatorkern weniger erwärmt wird.
Bei besonderen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung umfasst diese weiterhin ein elektrisches
Kühlelement zum Kühlen des Funktionsbereiches, welches elektrisch mit der Temperaturregelungselektronik verbunden ist. Somit kann der Funktionsbereich je nach zu erzielender Temperatur mithilfe des Transformatorkernes bzw. des
Heizelementes erwärmt werden oder mithilfe des Kühlelementes abgekühlt werden. Das elektrische Kühlelement kann unmittelbar mit der Temperaturregelungselektronik elektrisch verbunden sein. Das elektrische Kühlelement ist aber bevorzugt mittelbar über einen Leistungssteiler mit der
Temperaturregelungselektronik elektrisch verbunden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann so ausgebildet sein, dass das elektrische Kühlelement unmittelbar am Funktionsbereich anbringbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch so ausgebildet sein, dass das elektrische Kühlelement beabstandet zum Funktionsbereich anbringbar ist, wobei
zwischen dem elektrischen Kühlelement und dem Funktionsbereich ein Wärme leitendes Element angeordnet ist, sodass die vom elektrischen Kühlelement abführbare Wärme zumindest teilweise vom Funktionsbereich übertragbar ist.
Die beschriebene Kühlfunktion ist bei weiteren besonderen Ausführungsformen dadurch realisiert, dass das Heizelement durch ein kombiniertes Heiz- und Kühlelement gebildet ist. Das kombinierte Heiz- und Kühlelement ist bevorzugt durch ein Peltier-Element gebildet.
Der Transformatorkern besteht bevorzugt aus einem
hochpermeablen Material. Er ist bevorzugt ringförmig
ausgebildet. Der Transformatorkern ist bevorzugt durch einen ringförmigen Ferrit, durch einen Schnittbandkern oder durch einen Ringbandkern gebildet.
Der Transformatorkern ist bevorzugt dazu ausgebildet, genau eine der den Entladungsstrom führenden Anschlussleitungen der Gasentladungslampe aufzunehmen, insofern die
Gasentladungslampe genau eine Anschlussleitung an jeder der Elektroden aufweist. Hierfür besitzt der Transformatorkern genau eine offene Durchführungsöffnung, durch welche die Anschlussleitung hindurchzuführen ist, um die Primärwicklung zu bilden. Der Transformatorkern ist alternativ bevorzugt dazu ausgebildet, die beiden Anschlussleitungen von einer der
Elektroden der Gasentladungslampe aufzunehmen, insofern die Gasentladungslampe zwei Anschlussleitungen an jeder der
Elektroden aufweist. Hierfür besitzt der Transformatorkern eine oder zwei offene Durchführungsöffnungen, durch welche die beiden Anschlussleitungen hindurchzuführen sind, um die beiden Primärwicklungen zu bilden.
Grundsätzlich bildet die eine bzw. bilden die mehreren
durchzuführenden Anschlussleitungen jeweils eine
Primärwicklung des Transformators. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bevorzugt dazu
ausgebildet, dass die eine bzw. die mehreren durchzuführenden Anschlussleitungen durch den Transformatorkern hindurchführbar sind, sodass die zu bildende Primärwicklung bzw. die zu bildenden Primärwicklungen jeweils genau eine Windung
aufweisen. Alternativ kann die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu ausgebildet sein, dass die eine bzw. die mehreren
durchzuführenden Anschlussleitungen mehrfach um den
Transformatorkern wickelbar sind, sodass die zu bildende
Primärwicklung bzw. die zu bildenden Primärwicklungen jeweils mehrere Windungen aufweisen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bevorzugt so ausgebildet, dass die mehreren durchzuführenden Anschlussleitungen in der gleichen Richtung durch den Transformatorkern hindurchführbar sind bzw. in derselben Richtung um den Transformatorkern wickelbar sind, sodass die zu bildenden Primärwicklungen denselben Wicklungssinn bzw. Windungssinn aufweisen. Dies führt dazu, dass beispielsweise ein Strom, welcher zum Beheizen der jeweiligen Elektrode durch die eine
Anschlussleitung hin und durch die andere Anschlussleitung zurück fließt, nicht zu einer induzierten Spannung in der Sekundärwicklung führt.
Die Sekundärwicklung weist bevorzugt mehrere Windungen auf.
Der Funktionsbereich ist bevorzugt durch ein Amalgamreservoir gebildet, in welchem sich bevorzugt ein oder mehrere Amalgame oder auch eine oder mehrere sonstige Quecksilberverbindungen bzw. Quecksilber befinden. Im Amalgamreservoir befindet sich bevorzugt eine Amalgamkomposition, z. B. BiSnHg und BiSnlnHg. Derartige Amalgamreservoirs sind aus dem Stand der Technik bei so genannten Amalgamlampen bekannt, bei welchen es sich um Quecksilberdampfniederdrucklampem mit einer Dotierung handelt, bei denen ein zusätzliches Material wie z. B. Indium den
Quecksilberdampfdruck erniedrigt und somit eine höhere
Leistung der durch eine Quecksilberdampfniederdrucklampe gebildeten Gasentladungslampe ermöglicht.
Der Funktionsbereich kann aber auch durch einen anderen
Bereich der Gasentladungslampe gebildet sein, dessen
Temperatur die Gasentladung beeinflusst, beispielsweise in der Nähe der Elektroden.
Das Amalgamreservoir ist bevorzugt durch ein einseitig
geschlossenes Glasröhrchen gebildet, welches an einem axialen Ende der Gasentladungslampe ausgebildet ist. Das Glasröhrchen ist an dem den Quecksilberdampf einfassenden Glaskolben ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst weiterhin bevorzugt eine Hülse aus einem Wärme leitenden Werkstoff, welche auf das durch das Glasröhrchen gebildete Amalgamreservoir aufschiebbar ist. Die Hülse erlaubt eine einfache Montage der
erfindungsgemäßen Vorrichtung an der Gasentladungslampe. Bei dieser Montage wird die Hülse auf das Glasröhrchen geschoben, wodurch eine gute thermische Ankopplung an den durch das
Glasröhrchen gebildeten Funktionsbereich erzielt wird.
Bei der oben beschriebenen ersten Untergruppe der ersten
Gruppe bevorzugter Ausführungsformen, welche das Heizelement umfassen, ist das Heizelement bevorzugt auf der Hülse
angeordnet und Wärme leitend mit dieser verbunden. Die Hülse ist bei denjenigen der oben beschriebenen Ausführungsformen, bei denen der Transformatorkern zum Erwärmen des
Funktionsbereiches ausgebildet ist, bevorzugt Wärme leitend mit dem Transformatorkern verbunden.
Der Temperatursensor ist ebenfalls bevorzugt auf der Hülse bzw. auf dem zwischen dem Funktionsbereich und dem
Transformatorkern befindlichen, Wärme leitenden Element angeordnet und Wärme leitend mit dieser Hülse bzw. mit diesem Element verbunden.
Die Hülse besteht bevorzugt aus Kupfer, aus einer
Kupferlegierung oder aus Aluminium.
Das Amalgamreservoir ist alternativ bevorzugt durch eine
Tasche gebildet, welche an einem axialen Ende der
Gasentladungslampe ausgebildet ist; insbesondere innerhalb eines zusammengepressten axialen Endes des den
Quecksilberdampf einfassenden Glaskolbens.
Das Amalgamreservoir ist alternativ bevorzugt durch
Teilfläche einer Innenwand des den Quecksilberdampf einfassenden Glaskolbens der Gasentladungslampe ausgebildet, an welcher eine Amalgammenge durch Adhäsion angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst weiterhin bevorzugt einen streifenartigen Wärmeleiter, welcher auf das
Amalgamreservoir, welches insbesondere durch die Tasche bzw. durch die Teilfläche der Innenwand des Glaskolbens gebildet ist, aufschiebbar ist. Der streifenartige Wärmeleiter kann beispielsweise als eine Klammer ausgebildet sein.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung umfasst diese weiterhin ein Trägerelement, an welchem der Transformatorkern mit der Sekundärwicklung, die Temperaturregelungselektronik und der Temperatursensor
befestigt oder zumindest fixiert oder zumindest gestützt sind.
Das Trägerelement ist dazu ausgebildet, an einem axialen Ende der Gasentladungslampe befestigt zu werden.
Insofern die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin die beschriebene Hülse, das beschriebene Heizelement, die
beschriebene Stromversorgungsschaltung und/oder die
beschriebene Temperaturmesselektronik umfasst, so sind diese bevorzugt ebenfalls am Trägerelement befestigt. Das Trägerelement weist bevorzugt mindestens eine
Durchführungsöffnung zur Durchführung jeweils einer der mindestens einen Anschlussleitung der Gasentladungslampe auf. Beim Durchführen der jeweiligen Anschlussleitung durch die Durchführungsöffnung des Trägerelementes wird die betreffende Anschlussleitung auch durch den Transformatorkern geführt, sodass eine Primärwicklung des Transformators gebildet wird. Daher ist die mindestens eine Durchführungsöffnung bevorzugt so ausgebildet, dass durch die Durchführung einer der Anschlussleitungen der Gasentladungslampe die jeweilige
Anschlussleitung eine Primärwicklung des Transformators bildet. Bevorzugt weist das Trägerelement zwei der
Durchführungsöffnungen auf, die jeweils zur Durchführung einer der beiden Anschlussleitungen einer der Elektroden der
Gasentladungslampe ausgebildet sind.
Das Trägerelement ist bevorzugt durch ein Formteil gebildet, welches die genannten Komponenten der erfindungsgemäßen
Vorrichtung passgenau aufnimmt. Das Trägerelement umfasst bevorzugt eine Schutzhülse, die außen auf dem Trägerelement sitzt .
Die erfindungsgemäße Gasentladungslampe umfasst zunächst einen mit einem entladbaren Gas gefüllten Hohlraum. Im Hohlraum sind zwei Elektroden angeordnet, die jeweils mit mindestens einer Anschlussleitung zur Führung eines Entladungsstromes
elektrisch verbunden sind. Die erfindungsgemäße
Gasentladungslampe weist einen eine Funktion der
Gasentladungslampe bestimmenden Funktionsbereich auf, dessen Temperatur die Funktion der Gasentladungslampe beeinflusst. Die erfindungsgemäße Gasentladungslampe umfasst weiterhin die erfindungsgemäße Vorrichtung zur geregelten Temperierung der Gasentladungslampe. Mindestens eine der Anschlussleitungen bildet eine Primärwicklung des Transformators der Vorrichtung zur geregelten Temperierung. Diese mindestens eine
Anschlussleitung ist durch den Transformatorkern
hindurchgeführt bzw. auf diesen aufgewickelt.
Bei der erfindungsgemäßen Gasentladungslampe handelt es sich bevorzugt um eine Quecksilberdampfniederdrucklampe . Die erfindungsgemäße Gasentladungslampe ist bevorzugt zur Emission von UV-Strahlung ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Gasentladungslampe umfasst bevorzugt eine Glasröhre oder einen Glaskolben, in welchem der Hohlraum ausgebildet ist. Die Elektroden sind jeweils an einem der geschlossenen axialen Enden der Glasröhre bzw. des Glaskolbens angeordnet . Die Vorrichtung zur geregelten Temperierung der
Gasentladungslampe ist bevorzugt an einem der beiden axialen Enden der Glasröhre bzw. des Glaskolbens angeordnet. Dabei weist die Vorrichtung zur geregelten Temperierung bevorzugt eine äußere Form auf, welche die äußere Form der Glasröhre bzw. des Glaskolbens axial verlängert.
Die Vorrichtung zur geregelten Temperierung ist bevorzugt fest mit der Glasröhre bzw. mit dem Glaskolben verbunden. Somit bilden die Vorrichtung zur geregelten Temperierung und die Glasröhre bzw. der Glaskolben eine bauliche Einheit, die bevorzugt untrennbar ist. Bevorzugt besteht die feste
Verbindung zwischen dem Trägerelement der Vorrichtung zur geregelten Temperierung und der Glasröhre bzw. dem Glaskolben. Die erfindungsgemäße Gasentladungslampe umfasst bevorzugt eine der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur geregelten Temperierung der Gasentladungslampe. Insbesondere weist die erfindungsgemäße Gasentladungslampe bevorzugt auch solche Merkmale auf, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
geregelten Temperierung der Gasentladungslampe beschrieben sind . Der Temperatursensor ist bevorzugt unmittelbar am Funktionsbereich angeordnet. Alternativ bevorzugt ist der Temperatursensor beabstandet zum Funktionsbereich angeordnet, wobei zwischen dem Temperatursensor und dem Funktionsbereich ein Wärme leitendes Element angeordnet ist, sodass am
Temperatursensor nahezu die gleiche Temperatur wie am
Funktionsbereich herrscht.
Bei der oben beschriebenen ersten Untergruppe der ersten
Gruppe bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung umfasst diese weiterhin das elektrische
Heizelement zum Erwärmen des Funktionsbereiches der
Gasentladungslampe. Das elektrische Heizelement ist bevorzugt unmittelbar am Funktionsbereich der Gasentladungslampe
angeordnet. Alternativ bevorzugt ist das elektrische
Heizelement beabstandet zum Funktionsbereich der
Gasentladungslampe angeordnet, wobei zwischen dem elektrischen Heizelement und dem Funktionsbereich der Gasentladungslampe ein Wärme leitendes Element angeordnet ist, sodass die vom elektrischen Heizelement erzeugbare Wärme zumindest teilweise zum Funktionsbereich der Gasentladungslampe übertragbar ist.
Bei einigen der oben beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Transformatorkern zum Erwärmen des Funktionsbereiches der Gasentladungslampe
ausgebildet. Der Transformatorkern ist bevorzugt unmittelbar am Funktionsbereich der Gasentladungslampe angeordnet.
Alternativ bevorzugt ist der Transformatorkern beabstandet zum Funktionsbereich der Gasentladungslampe angeordnet, wobei zwischen dem Transformatorkern und dem Funktionsbereich der
Gasentladungslampe ein Wärme leitendes Element angeordnet ist, sodass die vom der Transformatorkern erzeugbare Wärme zumindest teilweise zum Funktionsbereich der
Gasentladungslampe übertragbar ist.
Bei den oben beschriebenen besonderen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst diese weiterhin das elektrische Kühlelement. Bevorzugt ist das elektrische
Kühlelement unmittelbar am Funktionsbereich der
Gasentladungslampe angeordnet. Alternativ bevorzugt ist das elektrische Kühlelement beabstandet zum Funktionsbereich der Gasentladungslampe angeordnet, wobei zwischen dem elektrischen
Kühlelement und dem Funktionsbereich der Gasentladungslampe ein Wärme leitendes Element angeordnet ist, sodass die vom elektrischen Kühlelement abführbare Wärme zumindest teilweise vom Funktionsbereich übertragbar ist.
Durch den Transformatorkern ist bevorzugt genau eine der den Entladungsstrom führenden Anschlussleitungen der
Gasentladungslampe hindurchgeführt, insofern die
Gasentladungslampe genau eine Anschlussleitung an jeder der Elektroden aufweist. Durch den Transformatorkern sind
bevorzugt die beiden Anschlussleitungen von einer der
Elektroden der Gasentladungslampe hindurchgeführt, insofern die Gasentladungslampe zwei Anschlussleitungen an jeder der Elektroden aufweist. Grundsätzlich bildet die eine bzw. bilden die mehreren durch den Transformatorkern hindurchgeführten
Anschlussleitungen jeweils eine Primärwicklung des
Transformators .
Die eine bzw. die mehreren hindurchgeführten
Anschlussleitungen sind bevorzugt durch den Transformatorkern hindurchgeführt, sodass die eine Primärwicklung bzw. die mehreren Primärwicklungen jeweils genau eine Windung
aufweisen. Alternativ sind die eine bzw. die mehreren hindurchgeführten Anschlussleitungen mehrfach um den
Transformatorkern gewickelt, sodass die eine Primärwicklung bzw. die mehreren Primärwicklungen jeweils mehrere Windungen aufweisen .
Die mehreren Anschlussleitungen sind bevorzugt in der gleichen Richtung durch den Transformatorkern hindurchgeführt bzw. in derselben Richtung um den Transformatorkern gewickelt, sodass die Primärwicklungen denselben Wicklungssinn bzw. Windungssinn aufweisen .
Eine der oben angeführten Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die beschriebene Hülse. Die Hülse sitzt bevorzugt auf dem durch das Glasröhrchen gebildeten Amalgamreservoir. Die Hülse ist auf das
Glasröhrchen aufgeschoben, wodurch eine gute thermische
Ankopplung an den durch das Glasröhrchen gebildeten
Funktionsbereich erzielt wird.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1: eine Prinzipdarstellung einer ersten bevorzugten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Gasentladungslampe; und
Fig. 2: eine Prinzipdarstellung einer zweiten bevorzugten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Gasentladungslampe . Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gasentladungslampe. Die Gasentladungslampe ist durch eine
Quecksilberdampfniederdrucklampe gebildet und umfasst eine Glasröhre Ol, in welcher sich Quecksilberdampf (nicht
dargestellt) befindet. Die Glasröhre Ol ist an ihren beiden axialen Enden geschlossen. An einem der beiden axialen Enden der Glasröhre Ol ist eine erste Elektrode 02 angeordnet, während am anderen der beiden axialen Enden der Glasröhre 01 eine zweite Elektrode 03 angeordnet ist. Die beiden Elektroden
02, 03 befinden sich im Inneren der Glasröhre 01. Die erste Elektrode 02 ist über eine erste Anschlussleitung 04 und über eine zweite Anschlussleitung 06 angeschlossen. Auch die zweite Elektrode 03 ist über eine erste Anschlussleitung 07 und über eine zweite Anschlussleitung 08 angeschlossen. Die beiden
Anschlussleitungen 04, 06 der ersten Elektrode 02 und die beiden Anschlussleitungen 07, 08 der zweiten Elektrode 03 sind an ein Vorschaltgerät 09 angeschlossen. Das Vorschaltgerät 09 stellt einen Entladungsstrom zum Betreiben der
Gasentladungslampe bereit, der zur Gasentladung und somit zur
Emission von UV-Strahlung führt. Weiterhin stellt das
Vorschaltgerät 09 in einer Betriebsstartphase einen Heizstrom zum Beheizen der beiden Elektroden 02, 03 bereit. Die durch die vier Anschlussleitungen 04, 06, 07, 08 fließenden Ströme sind in der Darstellung als Ii, I2, I3, I4 bezeichnet.
Die beiden Anschlussleitungen 04, 06 der ersten Elektrode 02 sind durch einen Transformatorkern 11 hindurchgeführt, wo sie eine erste Primärwicklung 12 und eine zweite Primärwicklung 13 eines Transformators 14 bilden. Der Transformator 14 umfasst weiterhin eine Sekundärwicklung 16 auf dem Transformatorkern 11. Die beiden Primärwicklungen 12, 13 weisen einen gleichen Wicklungssinn auf. Die Sekundärwicklung 16 speist eine Stromversorgungsschaltung 17, welche zur Wandlung der an der Sekundärwicklung 16 anliegenden Wechselspannung dient. Die
Stromversorgungsschaltung 17 versorgt eine
Temperaturmesselektronik 18, eine
Temperaturregelungselektronik 19 und einen Leistungssteiler 21 mit elektrischer Energie.
In der Glasröhre Ol der Gasentladungslampe ist ein
Amalgamreservoir 22 ausgebildet, in welchem eine
Amalgamkomposition (nicht dargestellt) angeordnet ist. Die Temperatur der Amalgamkomposition beeinflusst die Gasentladung in der Gasentladungslampe, sodass das Amalgamreservoir 22 einen die Funktion der Gasentladungslampe beeinflussenden Funktionsbereich der Gasentladungslampe darstellt.
Außerhalb der Glasröhre Ol sind am Amalgamreservoir 22 ein Temperatursensor 23 zum Messen der Temperatur des
Amalgamreservoirs 22 und ein elektrisches Heizelement 24 zum Beheizen des Amalgamreservoirs 22 angeordnet.
Der Temperatursensor 23 ist elektrisch mit der
Temperaturmesselektronik 18 verbunden, die ihrerseits
elektrisch mit der Temperaturregelungselektronik 19 verbunden ist, sodass ein Temperaturmesssignal in der
Temperaturregelungselektronik 19 verfügbar ist. Die
Temperaturregelungselektronik 19 ist weiterhin elektrisch mit dem Leistungssteller 21 verbunden, über welchen das
elektrische Heizelement 24 elektrische Energie erhält.
Fig. 2 zeigt eine Prinzipdarstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gasentladungslampe. Diese zweite Ausführungsform gleich zunächst der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform. Im Unterschied zu der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform weist die zweite Ausführungsform das elektrische Heizelement 24 und den
Leistungssteller 21 nicht auf. Stattdessen ist die
Temperaturregelungselektronik 19 elektrisch mit einem
elektronischen Schalter 26 verbunden, über welchen die
Sekundärwicklung 16 kurzgeschlossen werden kann. Ein weiterer Unterschied zu der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform besteht darin, dass der Transformatorkern 11 über eine thermische Kopplung 27 Wärme leitend mit dem Amalgamreservoir 22 verbunden ist, sodass vom Transformatorkern 11 erzeugte Wärme teilweise auf das Amalgamreservoir 22 übertragen wird.
Bezugszeichenliste
01 Glasröhre
02 erste Elektrode
03 zweite Elektrode
04 erste Anschlussleitung der ersten Elektrode 05
06 zweite Anschlussleitung der ersten Elektrode
07 erste Anschlussleitung der zweiten Elektrode
08 zweite Anschlussleitung der zweiten Elektrode
09 Vorschaltgerät
10
11 Transformatorkern
12 erste Primärwicklung
13 zweite Primärwicklung
14 Transformator
15
16 Sekundärwicklung
17 Stromversorgungsschaltung
18 Temperaturmesselektronik
19 Temperaturregelungselektronik
20
21 Leistungssteiler
22 Amalgamreservoir
23 Temperatursensor
24 elektrisches Heizelement
25
26 elektronischer Schalter
27 thermische Kopplung

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur geregelten Temperierung einer
Gasentladungslampe, umfassend:
- einen Transformatorkern (11) eines Transformators (14), wobei der Transformatorkern (11) zur Aufnahme mindestens einer einen Entladungsstrom führenden Anschlussleitung (04; 06) der Gasentladungslampe als Primärwicklung (12; 13) ausgebildet ist, wobei der Transformator (14) eine Energiequelle zum Erwärmen eines eine Funktion der Gasentladungslampe bestimmenden Funktionsbereiches (22) der Gasentladungslampe bildet, und wobei der
Funktionsbereich durch ein Amalgamreservoir (22) gebildet ist;
- eine Sekundärwicklung (16) auf dem Transformatorkern
(11) ; und
- ein Mittel (19) zur Temperaturregelung zum Regeln der das Amalgamreservoir (22) erwärmenden Energie, wobei das Mittel (19) zur Temperaturregelung (19) elektrisch mit der Sekundärwicklung (16) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Temperaturregelung durch eine
Temperaturregelungselektronik (19) gebildet ist; und dass sie weiterhin einen Temperatursensor (23) zum unmittelbaren oder mittelbaren Messen der Temperatur des
Amalgamreservoirs (22) umfasst, wobei der Temperatursensor (23) elektrisch mit der Temperaturregelungselektronik (19) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin ein elektrisches Heizelement (24) zum
Erwärmen des Amalgamreservoirs (22) umfasst, welches elektrisch mit der Temperaturregelungselektronik (19) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformatorkern (11) zum Erwärmen des
Amalgamreservoirs (22) ausgebildet ist, wofür der
Transformatorkern (11) Wärme leitend mit dem
Amalgamreservoir (22) verbunden ist, und wofür die
Vorrichtung weiterhin einen durch die
Temperaturregelungselektronik (19) steuerbaren
elektronischen Schalter (26) umfasst, der elektrisch mit der Sekundärwicklung (16) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine
Stromversorgungsschaltung (17) umfasst, die eingangsseitig mit der Sekundärwicklung (16) verbunden ist und die
ausgangsseitig mit der Temperaturregelungselektronik (19) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach einem auf Anspruch 4 rückbezogenen
Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Stromversorgungsschaltung (17) einen Elektroenergiespeicher umfasst .
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Temperaturregelung durch einen heißleitenden Widerstand gebildet ist, welcher Wärme leitend mit dem Amalgamreservoir (22) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Hülse aus einem Wärme leitenden Werkstoff umfasst, welche auf das
Amalgamreservoir (22) aufschiebbar ist.
9. Vorrichtung nach einem auf Anspruch 4 rückbezogenen
Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse Wärme leitend mit dem Transformatorkern (11) verbunden ist.
10. Gasentladungslampe, folgende Komponenten umfassend:
- einen mit einem entladbaren Gas gefüllten Hohlraum (01);
- zwei Elektroden (02, 03) im Hohlraum (01) mit jeweils mindestens einer Anschlussleitung (04; 06, 08; 09) zur Führung eines Entladungsstromes;
- einen eine Funktion der Gasentladungslampe bestimmenden Funktionsbereich, der durch ein Amalgamreservoir (22) gebildet ist; und
- eine Vorrichtung zur geregelten Temperierung der
Gasentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei zumindest eine der Anschlussleitungen (04; 06) als Primärwicklung (12; 13) des Transformators (14)
ausgebildet ist.
EP16727134.5A 2015-05-18 2016-05-10 Gasentladungslampe sowie vorrichtung zu deren temperierung Active EP3298620B1 (de)

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