NL8101449A - Metaalhalogenide-boogontladingslamp van laag wattage. - Google Patents

Description

β -» - 1 -

Metaaihalogenide-boogontladingslamp van laag wattage.

De uitvinding heeft betrekking op metaal-halogenïde-boogontladingslampen met hoge druk. Zulke lampen omvatten in het algemeen een dichtgesmolten kwarts omhulsel voorzien van een vulling met kwik, metaalhalogenide en een startgas.

5 De uitvinding heeft in het bijzonder betrekking op zulke lampen welke scandium bevatten.

Metaalhalogenide-boogontladingslampen met hoge druk zijn aangegeven in het Amerikaanse octrooischrift 3.761*758 en de daarin beschreven octrooischriften. Deze octrooi-10 schriften tonen lampen met een boogbuis met dubbel einde, dat wil zeggen een langgerekte boogbuis met een elektrode aan elk einde.

De uitvinding heeft in het bijzonder betrekking op metaalhalo-genidelampen van laag wattage, welke scandium bevatten. Zulke lampen zijn beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.161.672 15 welke ook het gebruik van boogbuizen met dubbel einde daarvoor tonen. Metaalhalogenide-boogontladingslampen met scandium zijn ook beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 3.351*798, 3.1*07.327, 3.577.029, 3.911.308 en 3.979.621*.

Een metaalhalogenide-boogontladingslamp van 20 laag wattage volgens de uitvinding heeft een boogbuis met enkel einde, dat wil zeggen een boogbuis met een kneep aan slechts êên einde daarvan, met twee hoofdelektroden in de kneep. De lamp heeft een vulling voorzien van een startgas, kwik, scandium en natriumhalogenide. Tijdens de lampverking is een deel van het 25 scandium in halogenidevorm in de boogbuis.

Gebleken is, dat voor het verkrijgen van optimum lichtrendement uit zulk een lamp, de molverhouding van natriumhalogenide tot scandiumhalogenide ongeveer tussen 5 en 8 moet zijn. Dit is verrassend, aangezien het Amerikaanse octrooischrift 30 3.979.62¾ aangeeft, dat optimum rendement wordt verkregen wanneer deze verhouding is gelegen tussen ongeveer 1,7 en 5. Gemeend wordt, dat het verschil kan worden toegewezen aan het kenmerk van enkel einde van de boogbuis volgens de uitvinding.

8101449 - 2 -

Bij boogbuizen met dubbel einde zijn de elektroden gelegen aan de afgekeerde einden daarvan en wordt gezegd dat de boogontlading wandstabilisatie heeft, hetgeen wil zeggen dat de warmteverliezen in hoofdzaak Betrekking hebben op de 5 wandbegrenzing van de boogbnis en zijn nabijheid tot de elektrisch geleidende boogplasmakern, welke afstand veel kleiner is dan de afstand tussen de elektroden. Bij zulke bogen is het warmteverlies bij de elektroden een onbelangrijk element bij de totale energiebalans van de lamp. Evenwel is bij de boog met enkel 10 einde volgens de uitvinding de nabijheid van het boogplasma nabij de boogbuiswand van dezelfde orde van grootte als de afstand tussen de elektroden. Daarom spelen warmteverliezen bij de elektroden een belangrijke rol bij de energiebalans van de boog.

Onder zulke omstandigheden van gedeeltelijke elektrodestabilisa-15 tie zal worden verwacht dat het boogplasmatemperatuurverloop verschilt van dat van een boog met wandstabilisatie. Dit kan van belang zijn voor de verschillende verhouding, welke optimum rendement levert.

De uitvinding zal aan de hand van de tekening 20 in het volgende nader worden toegelicht.

Figuur 1 is een doorsnede door een metaal-halogenide-boogontladingslamp met enkel einde en laag wattage volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont een kromme om aan te tonen hoe 25 het initieel lichtrendement van zulk een lamp varieert met de molverhouding van natriumjodide tot scandium jodide.

Bij een voorkeursuitvoering omvat een metaal-halogenide-boogontladingslamp met laag wattage volgens de uitvinding een boogbuis 1 bijvoorbeeld gemaakt uit gesmolten kwarts, 30 met een kneep 2 aan een einde daarvan. Elektroden 3, welke zich uitstrekken in de boogbuis 1, zijn verbonden met molybdeenbanden k, welke zijn ingebed in de kneep 2. De banden U zijn verbonden met uitwendige invoerdraden 5. Er is een afzuigbuisafsluiting 6 op de boogbuis 1 tegenover de kneep 2. De boogbuis 1 omvat gedu-35 rende normale werking kwik, natriumhalogenide, scandium, scan- 8101449 - 3 - 'i diumhalogenide en een startgas. De verhouding van natriumhalo-genide tot scandiumhalogenide in de hoogbuis is ongeveer 5 en 8 zoals in figuur 2 is aangegeven, teneinde optimum lichtrende-ment te verkrijgen.

5 Bij een speciaal voorbeeld was de boogbuis 1 gemaakt van T3 gesmolten kwartsbuis (7,^ mm binnendiameter) en met een vorm, welke enigszins ij-vormig was in het vlak volgens figuur 1 en enigszins bolvormig in een vlak loodrecht daarop tussen de elektroden 3. De elektroden 3 waren gemaakt van 0,5 10 mm diameter gethorieerde wolfraamstaven. De molybdeenbanden ¼ waren 2,26 mm breed en de invoerdraden 5 waren van 0,76 mm diameter molybdeendraden. De afstand tussen de elektroden 3 was 3,1 mm.

De boogbuis bevatte een aanvankelijke vulling 15 wan 9*1 mg kwik, 0,65 mg mercuri-jodide, 1,0 mg (6,7 micromolen) natriumjodide, 0,2 mg (¼ ,¼ microgramatomen) scandiummetaal en argon bij 200 torr. Gedurende de eerste uren van de lampwerking reageerde het jodium in het mercuri-jodide met het scandium voor het vormen van Scl^, waardoor vrij scandiummetaal in de boogbuis 20 bleef, dat nodig is voor de doeleinden van de uitvinding. Op het tijdstip dat de 100 uur lichtflux werd gemeten, was de reactie tussen het mercuri-jodide en het scandium praktisch volledig en de molverhouding van natriumjodide-tot scandiumjodide was 7j1 hetgeen als volgt wordt bepaald. De 0,65 mg Hglg bevat 2,8 microgram-25 atomen jodium, welke reageren met 0,9¼ micro gramatomen scandium voor het verkrijgen van 0,9¼ micromolen van Scl0. De verhou-ding van 6,7 micromolen van natriumjodide tot 0,9¼ micromolen scandiumjodide is 7*1· De overmaat scandium is equivalent aan ^,¼ minus 0,9¼ of 3^6 micro gramatomen.

30 De lichtflux uit de lamp bij aanvankelijke werking bij 53 volt en 0,873 amp was 3010 lumen met een aanvankelijk lichtrendement van 65 lumen/Watt. De 100 uur lichtflux was 2^Q lumen bij 6¼ volt en 0,766 amp met een rendement van ¼9,8 lumen/Watt.

81 01 449

Claims (5)

1. Metaalhalogenide-boogontladingslamp van laag wattage en met enkel einde, met het kenmerk, dat een boog-buis met een kneep aan een einde daarvan aanwezig is, twee hoofd- 5 elektroden ingebed in de kneep en zich uitstrekkend in de boog- buis waarbij de boogbuis kwik, natriumhalogenide, scandium, scandiumhalogenide en een startgas bevat waarbij de molverhouding van het natriumhalogenide tot het scandiumhalogenide gedurende normale werking is gelegen tussen ongeveer 5 en 8 teneinde optimum 10 lichtrendement te verkrijgen.

2. Lamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vulling aanvankelijk toegevoegd aan de boogbuis mercuri-jodide en scandiummetaal bevat.

3. Lamp volgens conclusie 2, met het kenmerk, 15 dat de hoeveelheid scandiummetaal in overmaat aanwezig was ten opzichte van die hoeveelheid, die nodig is om. te reageren met al het jodium in het mercuri-jodide voor het vormen van Scl^· k. Metaalhalogenide-boogontladingslamp van laag wattage en met enkel einde, met het kenmerk, dat een 20 boogbuis aanwezig is met een kneep aan een einde daarvan, twee hoofdelektroden ingebed in de kneep en zich uitstrekkend in de boogbuis, waarbij de boogbuis een aanvankelijke vulling heeft welke is voorzien van kwik, natriumhalogenide, scandium, een startgas en een metaalhalogenide dat reageert met scandium voor het 25 vormen van scandiumhalogenide, waarbij de reactie van het metaal halogenide met scandium praktisch compleet is na ongeveer 100 uur lampwerking terwijl de molverhouding van het natriumhalogenide tot het scandiumhalogenide ligt tussen ongeveer 5 en 8 na praktisch volledige reactie terwijl elementair scandium aanwezig blijft in 30 de boogbuis na deze praktisch volledige reactie.

5, Lamp volgens, conclusie U, met het kenmerk, dat het metaalhalogenide mercuri-jodide is.

6. Inrichting in hoofdzaak zoals beschreven in de beschrijving en/of weergegeven in de tekening. 35 w* «y 8101449