NL8200077A - Hoge-druklamp. - Google Patents

Description

* * ·ν

Hoge-dmklamp

De uitvinding heeft betrekking op een hoge-druklamp die voorzien is van een op een fitting of een armatuur aan te sluiten lampvoet, een ten opzichte van de omgevingslucht hermetisch afgesloten lichtdoorla-tende ballon en een ontladingsvat dat in de buitenste ballon op de 5 lampvoet door stroomdoorvoerleidingen is aangesloten, dat een edelgas en metaaltoevoegingen, in het bijzonder natrium, cadmium en/of kwik bevattende vulling heeft, dat een binnendiameter van ten hoogste 5,5 mm heeft, hoofdzakelijk buisvormig, transparant of doorzichtig is en dat een uit aluminiumoxide vervaardigde wand heeft, waarbij het ontladings-10 vat is voorzien van de stroomdoorvoerleidingen aangesloten elektroden.

De hoge-druklamp volgens de uitvinding is uit bestanddelen opgebouwd, die door bekende machinereeksen voor de vervaardiging van lampen kunnen worden geproduceerd, en heeft een lichtweergave en kleurtemperatuur die gelijkwaardig is aan die van gloeilampen.

15 Hoge-druklampen met zeer goede parameters van de lichtopbrengst zijn reeds in grote getale voor buitenverlichting en industriële ver-lichtingsdoeleinden toegepast. Vanwege hun zeer lage kleurtemperatuur (ongeveer 2000 K) en ongunstige kleurweergave (de algemene kleurweerga-ve-index bedraagt ongeveer 20) zijn deze lampen voor de verlichting van 20 binnenruimten niet uitgebreid toegepast. In dit opzicht betekent een beperking ook het feit dat hoge-druklampen met ongeveer soortgelijke parameters als de conventionele gloeilampen, zoals energie-opname, de uitwendige afmetingen, constructieopbouw en de optische eigenschappen, door toepassing van de voor de vervaardiging van gloeilampen toegepaste 25 inrichtingen tot nu toe niet konden worden geproduceerd.

Opdat de hoge-druklampen met de bekende gloeilampen kunnen concurreren, moet zulk een ontladingsvat worden vervaardigd-, dat geschikt is voor de vervanging van de gloeispiraal van tot nu toe toegepaste gloeilampen, dat wil zeggen de twee lichtbronnen moeten van elkaar afwijken, 30 doordat in plaats van de gloeispiraal een ontladingsvat kan worden aangebracht. De gebruikelijke ontladingsvaten met een binnendiameter van 6-8 mm - in aanmerking komen de buitenafmetingen - zijn voor dit toe-passingsdoeleinde niet toepasbaar, omdat ontladingsvaten in beschouwing kunnen worden genomen, die een binnendiameter van ten hoogste slechts 35 5,5 mm hebben. Het is voorts doelmatig om in de in het ontladingsvat aanwezige metaaltoevoeging het kwikgehalte ten minste gedeeltelijk te vervangen door cadmium, teneinde witter licht te kunnen krijgen.

Uit het Amerikaanse octrooischrift 4 146 813 is een hoge-druklamp 8200077 2 bekend, waarin een ontladingsvat werd voorgesteld, waarvan de grootste binnendiameter minder dan 5 mm is. De op deze wijze uitgevoerde lichtbron heeft een goede lichtopbrengst, echter is de puntafstand tussen de elektroden zodanig bepaald, dat door deze inrichting niet kan worden 5 voldaan aan door de verlichting vastgelegde eisen.

Voor het bevorderen van de kleurtemperatuur en lichtweergave-index van de hoge-druklamp is de toepassing van de "overbelasting" een bekende maatregel. In dit geval moet echter rekening worden gehouden met een geringe daling van de lichtopbrengst en wel vanwege de verhoogde be-10 drijfsdruk. Aangezien om kleurtechnische redenen hogere eisen voorkomen, kan men met deze oplossing geen natriumdamplampen met een bevredigende hoge-druk vervaardigen, aangezien de toelaatbare maximale temperatuur van de ballon van het ontladingsvat nabij 1250°C ligt. Bij hogere temperaturen begint het aluminiumoxidemateriaal van de ballon van 15 het ontladingsvat in een zodanige mate te verdampen, dat aan de buitenballon een neerslag tot stand komt, waardoor de buitenballon aangroeit. De ballontemperatuur van de bekende ontladingsvaten ligt in de buurt van de ontladingsboog zeer dicht bij de kritische waarde.

Het Amerikaanse octrooischrift 3 898 504 beschrijft een voorstel 20 voor de vervaardiging van hoge-druklampen met een goede kleurweergave, een aangenamere kleur met gewenste levensduur, bij welke lampen de voor de hoge-druklampen voorafbepaalde minimale binnendiameter van de ballon enigszins wordt overschreden. Deze minimale binnendiameter is in talrijke uitvoeringsvormen 6...8 mm groter dan de diameter van de gebrui-25 kelijke ballonnen. Hoewel hoge-druklampen met zulk een ontladingsvat de doelstelling bereiken, is hun nadeel echter daarin gelegen, dat de vervaardiging niet kan worden gerealiseerd op een wijze voor de gebruikelijke gloeilampen.

De uitvinding heeft ten doel te voorzien in een hoge-druklamp die 30 het karakter van de algemene verlichtingslampen heeft, .waarbij de toepassing van een druk van voldoende grootte en een kleurtemperatuur die boven de waarde van 2000 K ligt, mogelijk zijn en waarvan de algemene kleurweergave-index hoger is dan 20, terwijl de ballontemperatuur van het ontladingsvat beneden de toelaatbare maximale temperatuur ligt; 35 De uitvinding berust op de kennis dat ook de ontladingsvaten waar van de grootste binnendiameter kleiner is dan 5,5 mm, geschikt zijn voor algemene verlichtingsdoeleinden, en wel voor de vervaardiging van hoge-druklampen, in het bijzonder in het geval wanneer de afstand tussen de elektroden (in deze lamp) binnen voorafbepaalde grenzen is ver-40 kleind. Op deze wijze gaatt namelijk de ontlading over van de zogenaam- 8200077 * - ie- 3 de "ballon-gestabiliseerde” vorm naar de zogenaamde "elektrode-gestabi-liseerde vorm", waarbij de temperatuurgradiënt nabij de ballon minder steil is, dat wil zeggen de warmteoverdracht naar de wand geringer wordt. De boog tussen de elektroden in de ruimte is gestabiliseerd, t 5 doordat de hoogspanning toeneemt afhankelijk van de afbuiging van de rechte die de twee elektroden verbindt, waarbij in het geval van de "ballon-gestabiliseerde" boogontlading, de betrekkelijk hoge temperatuurgradiënt nabij de ballon de stabiliserende factor van de boogontlading is. Op deze wijze kan door toepassing van de elektrode-gestabili-10 seerde ontlading de ballontemperatuur in belangrijke mate worden verlaagd, waarbij echter deze daling niet willekeurig groot kan zijn, aangezien de betreffende temperatuur van de ballon ook een belangrijke factor is om de gewenste bedrijfsdruk te kunnen verzekeren. De dampdruk van de toegevoegde metalen kan beneden 1250°C de gewenste druk in de 15 praktijk steeds tot stand brengen.

Op grond van de hierboven genoemde kennis werd een hoge-druklamp geschapen, die voorzien is van een op een fitting of op een armatuur aan te sluiten voet, een ten opzichte van de omgevingslucht hermetisch afgesloten lichtdoorlatende ballon en van een ontladingsvat dat in de 20 uitwendige ballon door stroomdoorvoerleidingen op de -lampvoet is aange-, sloten, dat een, een edelgas en metaaltoevoegingën, in het bijzonder natrium, cadmium en/of kwik bevattende vulling heeft, dat een binnendi-ameter van ten hoogste 5,5 mm heeft, die hoofdzakelijkk buisvormig, transparant of doorzichtig is en dat een wand heeft die uit aluminium-25 oxide is vervaardigd, waarbij het ontladingsvat voorzien is van op de stroomleidingen aangesloten elektroden en waarbij de puntafstand tussen de elektroden ten hoogste het 5,5-voudige van de grootste binnendiame-ter van het ontladingsvat bedraagt. Door deze oplossing wordt bereikt, dat de ballontemperatuur van het ontladingsvat tijdens bedrijf de waar-30 de van 1250°C niet overschrijdt, waarbij echter de kleurtemperatuur van de lamp hoger is dan 2000 K. De algemene kleurweergave-index is 20. De elektrode-gestabiliseerde boogontladingsvorm in de natriumdamplamp volgens de uitvinding kan in het bijzonder in zulke boogvariaties als markant worden beschouwd, wanneer de energie-opname ten hoogste 100 W is.

35 Deze natriumdamplamp volgens de uitvinding kan worden vervaardigd in de omwentelingslichaamvormige buitenballon van gloeilampen met een diameter van ten hoogste 70 mm, waarbij het hoofdzakelijk buisvormige ontladingsvat bij voorkeur normaal op de lengtehartlijn van de lamp of loodrecht daarop is aangebracht.

/ 40 De hoge-druklamp volgens de uitvinding bevat een stroombegren- 8200077 / 4 4 zend, eventueel tegelijkertijd ontsteekimpulsen afgevend schakelele-ment, bijvoorbeeld een met halfgeleiderelementen uitgevoerde hoogfrequente omzetter, die bij voorkeur met een bedieningseenheid is verbonden, die bij voorkeur op de buitenballon aanpasbaar is en eventueel te-5 zamen met de laatstgenoemde en/of met de voet in een compacte eenheid is aangebracht.

De uitvinding zal hierna aan de hand van de tekening nader worden toegelicht. In de tekening toont:

Fig. 1 het schema van een uitvoeringsvorm van een hoge-druklamp 10 volgens de uitvinding, die door de zogenaamde kruismontering is vervaardigd en ten dele is voorzien van een in de tekening op een plaats verwijderd getoonde spiegelende bekleding; en

Fig. 2 het schema van een andere uitvoeringsvorm van de hoge-druklamp, waarbij het buisvormige ontladingsvat in de richting van de leng-15 tehartlijn van de lamp is gemonteerd.

Fig. 1 toont een hoge-druklamp volgens de uitvinding die paddestoelvormig is en die is aangebracht in een ballon 1 die in het algemeen is voorzien van een voor de gebruikelijke met een crypton-vulling voorziene gloeilampen toegepaste, eventueel van een schroefdraad voor-20 ziene lampvoet 3, waarbij in de ballon het ontladingsvat 4 is gesoldeerd op een voor het lampgestel 3 gebruikelijke wijze. De ballon 1 is in een gebied 11 dat zich uitstrekt van de lampvoet 3 tot aan de grootste binnendiameter van de lamp, voorzien van een licht en warmte terugstralende spiegelende binnenbekleding. Aan de einden van in het gestel 25 op bekende wijze ingebouwde stroomdoorvoerende steunen 5,6 is door een lasverbinding met behulp van de eindafsluitgebieden omgevende pijpklem-men 41, 42 in dwarsrichting op de lengtehartlijn van de ballon 1 een buisvormig ontladingsvat 4 bevestigd. De stroomdoorvoerleldingen 43, 44 die op de elektroden van het ontladingsvat 4 zijn aangesloten, zijn 30 elektrisch ook op de steunen 5, 6 (of op de pijpklemmen 41, 42) aangesloten. De grootste diameter van het met een doorzichtige of transparante wand vervaardigde buisvormige ontladingsvat bedraagt 5,5 mm, waarbij zijn lengte 24 mm Is en de totale lengte van het ontladingsvat 4 tezamen met het gebied dat buiten de stroomdoervoerleidingen 43, 35 44 uitsteekt, totaal 31 mm is. De puntafstand tussen de in de tekening niet getoonde elektroden van het ontladingsvat 4 bedraagt in deze uitvoeringsvorm 16 mm. Het ontladingsvat 4 is gevuld met xenon en met een legering van natrium en cadmium die 8 gew.% natrium bevat. De kleurtem-peratuur van de op deze wijze vervaardigde lichtbron bedraagt 2500 K, 40 de lichtstroom 2300 lumen en de brandspanning 55 V. De elektrische 8200077 5 energie-opname is 35 W. Deze lamp vertoont een lichtopbrengst die viermaal hoger is dan gloeilampen die er hetzelfde uitzien en die in het algemeen 40 W zijn.

Fig. 2 toont een lamp volgens de uitvinding die met betrekking tot 5 de hoofdconstructie-elementen identiek is aan de lamp volgens fig. 1 of zeer veel lijkt op deze lamp. Bij deze uitvoeringsvorm is het buisvormige ontladingsvat 4 ingezet in een normale lampballon die boven een kogelvormig koepeldeel met een maximale diameter van ongeveer 60 mm is uitgevoerd. Het ontladingsvat 4 is met zijn lengtehartlijn in dezelfde 10 richting van de lengtehartlijn van de lamp aangebracht en aan de stroomvoerende steunen 5, 6 door de pijpklemmen 41, 42 door middel van lassen gefixeerd. Op deze wijze is in plaats van de·groeispiraal het gestel 2 met het ontladingsvat 4 gemonteerd en wel volgens de gebruikelijke technologie bij het vervaardigen van lampen. Na het inzetten van 15 het gestel 2 in de ballon 1 wordt de lamp uitgepompt, eventueel met een inert gas gevuld, waarna de lampvoet 3 met door warmte uithardend kit wordt vastgehecht, hetgeen een op zichzelf bekende werkwijze vormt. Op deze wijze wordt de lamp volgens fig. 2 vervaardigd. Het ontladingsvat 4 werd in dit geval vervaardigd uitgaande van een buis uit polykristal-20 lijn aluminiumoxide die 30 mm lang is en een binnendiameter van 4,7 mm heeft. De puntafstand van de in de einden vacuümdicht ingebouwde elektroden bedraagt 20 mm. Het ontladingsvat 4 bevat een xenon-vulling waarvan de druk bij kamertemperatuur 2,67 kPa is en die 25 gew.Z aan natrium, 55 gew.Z aan cadmium en 20 gew.Z kwik als ontladingstoevoe-25 gingsmaterialen bevat. Bij deze uitvoeringsvorm van de lamp volgens de uitvinding bedraagt de lichtstroom 2700 lumen, de brandspanning 100 V, het energieverbruik 40 W en de kleurtemperatuur 2550 K. De lichtopbrengst is dus 67,5 lumen per W. Bij de beide uitvoeringsvormen is het voordelig gebleken wanneer in de ballon 1 een gasbinder wordt toege-30 past, die de zuiverheid van de gasvulling en van de vacuümruimte waarborgt. De lampen volgens de uitvinding kunnen met bekende, voor de gas-ontladingslampen van hoge druk in het algemeen toegepaste voorschakel-inrichtingen en ontstekingseenheden in bedrijf worden gesteld. Er kunnen door toepassing van deze voorschakelinrichtingen zulke compacte 35 eenheden worden uitgevoerd, die hetzij door losmaakbare verbinding of door gemeenschappelijke vaste constructie-elementen, bij voorkeur met halfgeleiders uitgevoerde hoogfrequent-omzetters en/of andere stroom-begrenzende elementen bevatten, die eventueel ontsteekimpulsen kunnen afgeven. Deze eenheden worden aangepast aan de afmetingen en de vorm 40 van de lamp. De laatstgenoemde elementen kunnen ten dele of geheel om 8200077 / 6 het halsdeel van de ballon 1 en/of in de lampvoet worden aangebracht, of aan de laatstgenoemde op gebruiikelijke wijze worden aangepast.

8200077

Claims (6)

1. Hoge-druklamp die voorzien is van een op een fitting of op een armatuur aan te sluiten lampvoet, een ten opzichte van de omgevingslucht hermetisch afgesloten lichtdoorlatende buitenbal-lon en van een ‘•5 ontladingsvat dat in de buitenballon op de lampvoet door stroomdoor-voerleidingen is aangesloten, dat een, een edelgas en metaaltoevoe-gingen, in het bijzondeer natrium, cadmium en/of kwik bevattende vulling heeft, een binnendiameter van ten hoogste 5,5 mm heeft, hoofdzakelijk buisvormig, doorzichtig of transparant is en dat een uit alumi-10 niumoxide vervaardigde wand heeft, waarbij het ontladingsvat is uitgerust met op de stroomdoorvoerleidingen elektrisch aangesloten elektroden, met het kenmerk, dat de puntafstand van de elektroden het 5,5-vou-dige van de grootste diameter van het ontladingsvat (4) is.

2. Hoge-druklamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het 15 ontladingsvat (4) is aangebracht in de richting van de lengtehartlijn of dwars op deze hartlijn van de omwentelingslichaamvormige buitenballon (1).

3. Hoge-druklamp volkgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de lamp beschikt over een schakelinrichting die aan de buitenballon (1) 20 kan worden aangepast en die is voorzien van een stroom-begrenzend, eventueel ook ontsteekimpulsen opwekkend schakelorgaan.

4. Hoge-druklamp volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de schakelinrichting voorzien is van een halfgeleiderelementen bevattende hoogfrequentomzetter.

5. Hoge-druklamp volgens één van de conclusies 1 t/m 4, met het kenmerk, dat de continue bedrijfsenergie-opname van het ontladingsvat (4) ten hoogste 100 W is.

6. Hoge-druklamp volgens één van de conclusies 1 t/m 5, met het kenmerk, dat de grootste doorsnede-afmeting loodrecht op de buitenbal-30 Ion (1) 70 mm is. /2ΟΟΟ77