NL8204653A

NL8204653A - Gasontladingslamp.

Info

Publication number: NL8204653A
Application number: NL8204653A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1982-12-01
Filing date: 1982-12-01
Publication date: 1984-07-02
Also published as: FR2537340B1; JPS59111244A; GB2132011A; DE3341846A1; JPH0630239B2; IT1167668B; IT8323926A0; FR2537340A1; BE898336A; DE3341846C2; US4594529A; NL184550C; NL184550B; GB2132011B; CA1201756A; GB8331819D0

Description

- ''"t"*;' - ' - .i -¾ * " ' -4i PHN 10.513 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Gasontladingslanp"

De uitvinding heeft betrekking pp een gasontladingslanp, geschikt voor toepassing in een refléktor als schijnwerperlanp in voertuigen, welke gasontladingslanp een kwartsglazen lairpvat met een langgerekte ontladingsruimte heeft, waarin nabij elk van zijn einden een 5 elektrode is ppgesteld, vanaf welke elektroden stroarrtoevoergeleiders door een vakuumdichte afsluiting van het lairpvat heen naar buiten lopen en welk lampvat gevuld is met een ioniseerbare gasvulling. Een dergelijke lamp is bekend uit het IXiitse octrooischrift 2.043.179.

Het gebruik van een gasontladingslanp in kqplantarens van 10 voertuigen is aantrekkelijk door het hoge rendement dat ontladingslanpen in vergelijking met de in de praktijk toegepaste gloeilanpen hebben. i

Een bezwaar van de bekende lamp is echter de uitgestrektheid van de t ontladingsboog, omdat voor het verkrijgen van een goede lichtbundel een koopakte lichtbron nodig is. Toepassing in kqplantarens brengt 10 voorts mee, dat de gasontladingslanp met zijn ontladingsbaan althans nagenoeg horizontaal wordt opgesteld. Die opstelling heeft tot gevolg, dat ontladingsboog naar boven toe krom trekt. Dat heeft echter een zeer nadelige invloed op de door de lantarens gevormde lichtbundel. Met name voor lampen die bestemd zijn om met een reflektor, een frontruit 20 en een scherm, dat éen deel van de reflektar af schermt, een dimlicht-bundel voor voertuigen te vormen, is het van belang dat de cntladings-boog gecontraheerd (niet diffuus) en althans bij benadering recht is.

De uitvinding beoogt nu een gasontladingslanp te verschaffen die in horizontale brands tand een gecontraheerde en, althans bij be-25 nadering, rechte ontladingsboog geeft en een hoog rendement geeft.

Dit oogmerk is bij een gasontladingslanp van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding daardoor gerealiseerd, dat de gasvulling edelgas, kwik en metaalhalogenlde bevat, dat de wanddikte t van het lampvat 1,5 - 2,5 mm bedraagt, dat de inwendige diameter D van 30 het lairpvat midden tussen de elektroden 1 - 3 mm is, de afstand d tussen de toppen van de elektroden 3,5 - 6 ntn, de afstand 1 waarover de elektroden elk In het lairpvat uitstéken 0,5 - 1,5 mm, en de hoeveelheid kwik, A in mg, in het lampvat voldoet aan de formule 8204653 * » PHN 10.513 2 0,002 D exp 2. (d+4.1) ^A^0,2Dexp (1/3). (d+4.1), waarin D, d en 1 in mm zijn uitgedrukt.

Gevonden werd, dat de ontladingsboog van deze gasontladings- lamp gecontraheerd, althans bij benadering recht is en een hoog rende-5 ment geeft. Midden tussen de elektroden heeft de ontladingsboog een diameter van niet meer dan circa 1 mm. Daarbij wordt onder "diameter" de afstand tussen twee diametraal tegenover elkaar gelegen plaatsen van de boog verstaan, waar de lichtintensiteit 20% van de maximale intensiteit van de boog is. Deze kleine diameter illustreert het gecontraheerde, niet diffuse, karakter van de boog. Eveneens midden tussen de elektroden is de hartlijn van de ontladingsboog minder dan 0,5 irm verschoven ten opzichte van de imaginaire lijn die de aangrijpingspunten van de boog qp de elektroden verbindt.

Deze eigenschappen van de ontladingsboog worden verkregen door 15 het geheel van maatregelen waardoor de lamp volgens de uitvinding zich onderscheidt van de in de openingsparagraaf omschreven bekende lamp. Bij grotere kwikhoeveelheden dan de gedefinieerde is de ontladingsboog krcm en niet gecontraheerd, terwijl bij kleinere hoeveelheden het rende-^ ment van de lamp onbruikbaar laag is. Ook bij grotere waarden van D is de ontladingsboog krcm en niet gecontraheerd, terwijl bij kleinere waarden dan de gedefinieerde het rendement onbruikbaar laag is tengevolge van thermische verliezen. De metaalhalogeniden blijken in onvoldoende mate verdampt te zijn, waardoor het rendement van de lamp te gering is, als ^ de elektroden over een grotere afstand _1 dan de gedefinieerde in de lamp uitstéken, terwijl bij een kleinere afstand het glas van het lampvat thermisch ontoelaatbaar hoog wDrdt belast. De wanddikte t is van belang voor de temperatuur van het lampvat. Bij geringere diktes dan de aangegeven waarden zijn er grote temperatuursverschillen over de cmtrek van het lampvat: aan de bovenzijde heeft het lampvat aan de buitenzijde een 30 hogere temperatuur dan waartegen het glas bestand is, aan de onderzijde een te lage temperatuur. Is de wand van het lampvat dikker dan de maximale waarde dan krijgt het gehele lampvat een te lage temperatuur om een goed rendement te hebben. Zowel bij grotere als bij kleinere waarden van d blijkt het niet mogelijk met de lamp een goede lichtbundel te vormen.

Als startgas bevat de lamp een edelgas bijvoorbeeld argon, krypton, xenon of mengsels daarvan, met een druk van 3000 Pa of meer.

t 8204653 1 PHN 10.513 3

Als voorbeelden van metaalhalogenides die kunnen warden toegepast, warden genoemd de jodldes van zeldzame aarden, scandium, thorium, alkalimetaal, tin, thallium, indium en cadmium, en mengsels van jodldes, zoals scandiungodide, thariumjcidide en natriumjodide. Zij verhogen het s . rendement van de lanp en geven de kwikontlading een betere, minder blauwe kleur en een betere kleurweergave, hetgeen van belang is voor het waarnemen en interpreteren van verkeersborden. De lanp neemt bij een brandspanning van circa 80-120 V een vermogen op van circa 20-50 W.

De lamp volgens de uitvinding vertoont wat de vorm van de ont-10 ladingsruirate betreft enige gelijkenis met lampen uit het Amerikaanse octrooischrift 3.259.777. De daar beschreven lanpen hebben echter afwijkende eigenschappen die ze ongeschikt maken voor toepassing in voer-tuigkoplantarens. De lanpen nemen hoge tot zeer hoge vermogens op, waardoor de gegenereerde lichtstroom onbruikbaar hoog is. Voorts bevat-15 ten deze békende lanpen geen kwik en is de ontladingsboog relatief diffuus.

In de Britse octrooiaanvrage 2.000.637 daarentegen warden metaalhalogenide-ontladings lampen die kwik en edelgas bevatten beschreven, die een vermogen van minder dan 250 W opnemen. Volgens deze aan-20 vrage moet de ontladingsruimte ovoïdaal of sferisch zijn en is deze ruimte bij voorkeur in verhouding tot zijn lengte wijder naarmate het vermogen van de lanp lager is. Bij een vermogen van 30 W is de ontladingsruimte van de beschreven lamp zelfs sferisch. De wand van het lanpvat is bovendien dun . Gebleken is echter , dat deze bekende lamp 25 van laag vermogen een ontladingsboog heeft die voor toepassing in kqp-lantarens ontoelaatbaar krcm is.

De lamp volgens de uitvinding kan van een lampvoet voorzien zijn om als eenuitwisselbare lamp in een koplantaren, voorzien van een reflékfeor en een frontruit, geplaatst te warden. De lamp heeft, ten-30 einde reflékties te verraijgen, hij voorkeur geen buitenballon. Een andere mogelijkheid is de lamp met een reflektor en een frmtruit tot een eenheid te verenigen. Vanwege zijn althans nagenoeg rechte, gecontraheerde boog is de lanp bijzonder geschikt cm door toepassing van een scherm, dat zich opzij van de baan tussen de elektroden uitstrékt 35 en dat daardoor een deel van de reflektor afschermt, een dirobundel te vormen.

Doordat de lamp volgens de uitvinding een zeer hoge helderheid heeft, die een aantal malen groter is dan van een halogeengloei- 8204653 PHN 10.513 4 lamp, kan met een ref lektor met een relatief klein ref lek ter end oppervlak worden volstaan cm de gangbare genormaliseerde bundels te verkrijgen. Het is daardoor mogelijk een zodanig afgeplatte reflektor toe te passen, dat de frontruit slechts enkele, bijvoorbeeld 5, centimeters 5 hoog is. Dit heeft het voordeel, dat de neus van een voertuig waarin de lamp volgens de uitvinding wordt toegepast lager kan zijn, tengevolge waarvan het voertuig minder luchtweerstand heeft.

De ontladingsruimte van de lamp volgens de uitvinding is in het algemeen in wezen cirkel-cylindrisch, hoewel hij naar de einden van 10 het lampvat toe nauwer kan toelopen. Bij uitvoeringsvormen met een pcnp-stengelrest bevindt die zich zo mogelijk in de nabijheid van een elektrode. Ook indien de pampstengelrest zich tussen de elektroden bevindt, wordt - om het ontstaan van een koude plaats te vermijden - die rest zo klein mogelijk gemaakt, evenals de vergroting van het volume van het 15 lampvat tengevolge van die pomps tengelrest. Voor het bepalen van de kwik-hoeveelheid in de lamp, wordt inwendige diameter D van het lampvat gemeten in een vlak door de hartlijn van het lampvat waar de ponpstengel-rest buiten ligt. Het lampvat heeft een relatief dikke wand, waardoor over de crntrék van de lamp een homogenere temperatuur is verkregen.

20 Zoals bij de genoemde bekende lampen, zijn de vakuumdichte afsluitingen van het lampvat in de regel van geringe dwarsafmetingen om thermische verliezen te beperken. De strocmtoevoergeleiders kunnen ter plaatse van de afsluitingen uit metaalfolies bestaan, maar in een, vanwege de geringe dwarsafmetingen van de afsluiting, gunstige uitvoeringsvorm 25 bestaan zij uit metaaldraad.

Uitvoeringsvormen van de lamp volgens de uitvinding worden in de tekeningen getoond. Daarin is

Fig. 1 een lamp in langsdoorsnede;

Fig. 2 een andere uitvoeringsvorm van een lamp in lampdoor- 30 snede;

Fig. 3 een gesokkelde lamp in zijaanzicht;

Fig. 4 een lampreflektoreenheid in langsdoorsnede met de lamp in zijaanzicht.

De in Fig. 1 getoonde lamp heeft een buisvormig kwartsglazen 35 lampvat 1, waarin nabij elk van zijn einden een elektrode 2, is opgesteld. In de figuur is de elektrode een gethorieerde wolfraamdraad, maar de elektrode kan ook een op een draad schroeflijnvormig gewonden wolfraamdraad zijn. Strocmtoevoergeleiders 4,3 lopen vanaf de elektroden door 8204653

: V ' ^ ·! - - flS

ΡΗΝ 10.513 5 een vakuunriichte afsluiting 5 van het lanpvat naar buiten. In de figuur bestaan de strooratoevoergeleiders elk uit een metaalfolie 4, van wolfraam of molybdeen, en een draad 3, in het algemeen van molybdeen. In de figuur is de vakuumdichte afsluiting 5 een kneep. Een andere mogelijk-5 heid is evenwel een afsluiting verkregen door het kwartsglas met een met kwartsglas beklede draad te versmelten. De draad verenigt dan in zich de funkties van de elektrode 2, de folie 4 ei de draad 3.

De inwendige diameter van het lampvat 1 middel tussen de elektroden 2, is met D aangeduid; de afstand tussen toppen van de 10 elektroden 2 met d, de afstand waarover de elektroden elk in het lanpvat uitstéken met 1 en de dikte van de wand van het lampvat 1 met t.

Het lanpvat is gevuld met een mengsel van edelgas, kwik en metaalhalogenide.

Voorbeeld ,5 Een voorbeeld van een lamp volgens de uitvinding met de ge daante van Pig. 1 wordt gekarakteriseerd met de volgende waarden.

D 2,5 nut (1 ^ D ^ 3 mm) d = 4,5 ran (3,5 <£ d ζ. 6 mtt) 1 = 1,0 nin (0,5^ 1 £ 1,5 itm) 20 t = 1,75 inn(1,5£ 2,5 itxn) A = 1,8 mg (0,002 D exp 2. (d+4.1) £ A £ 0,2 D exp (1/3). (d+4.1_) argon: vuldruk 53.500 Pa natriumjodide-, scandiumjodide-, thoriumjodide-mengsel: 1 mg mol-ver-houding der jodides: 94,5 : 4,4 : 1,1 mol.%.

25 De lamp werd in horizontale positie gebrand op een spanning van 100 V, 7 kHz en nam daarbij een vermogen op van 35 W. De lichtstroom van de lamp bedroeg 2500 lm* De ontladingsboog had midden tussen de elektroden een diameter van 1 itm en was met zijn hartlijn op die plaats 0,4 mm verschoven ten opzichte van dé imaginaire rechte verbindingslijn tussen 30 de aangrijpingspunten van de boog op de elëktroden, die een diameter hadden van 350^um.

In Fig. 2 hebben overeenkomstige delen een verwijzingscijfer, dat 5 hoger is dan in Fig. 1. De (ontladings) ruimte binnen het lampvat 6 is hier langgerekt en tonvqrmig.

35 In Fig. 3 heeft de lamp 11 een lanpvoet 12 en een scherm 13, dat zich opzij van de baan tussen de elektroden uitstrékt en dat bij plaatsing van de lamp in een refléktar een deel van de reflektor afschermt, zodat een dimlichtbundel wordt gevormd.

8204653 ‘ r ' 4 ' L-k: PHN 10.513 6

In Fig. 4 is de lamp 11 samen met een scherm 13 in een re-flektor 14 geplaatst, die voorzien is van een frontruit 15. De reflektor is parabolisch gekromd, doch aan zijn hoven- en onderzijde vlak gecoupeerd. De coupes zijn zodanig gemaakt, dat de optische as van de 5 reflektor, waarop de lamp gemonteerd is, beneden de halve hoogte van de reflektor ligt. Het beneden de optische as gelegen deel van de ref lektor wordt grotendeels door het scherm 13 af geschermd. Door de geometrisch asymmetrische plaatsing van de lamp, is bij de gegeven re-flektorhoogte een relatief groot reflekterend oppervlak nuttig werk-10 zaam voor het vormen van een dimlichtbundel.

De lamp van het hiervoor gegeven voorbeeld geplaatst in een reflektor als in de figuur getoond, met een totale hoogte van 5 cm, gaf een uitstekende dimlichtbundel.

15 20 25 30 35 S 2 0 4 6 5 3

Claims

1. Gasantladingslanp geschikt voor toepassing in een ref lektor als schijnwerperlanp in voertuigen, welke gasantladingslanp een kwarts-glazen lampvat roet een langgerekte ontladingsruimte heeft, waarin nabij elk van zijn einden een elektrode is opgesteld, vanaf welke elektroden 5 strocmtoevoergeleiders door een vakuurodichte afsluiting van het lanpvat heen naar buiten lopen en welk lampvat gevuld is met een ioniseerbare gasvulling, met het kenmerk, dat de gasvulling edelgas, kwik en metaal-halogenide bevat, dat de wanddikte t van het lampvat 1,5 - 2,5 mm bedraagt, dat de inwendige diameter D van het lampvat midden tussen de 10 elektroden 1-3 urn is,de afstand d tussen de toppen van de elektroden 3,5 - 6 nm, de afstand 1 waarover de elektroden elk in het lampvat uitstéken 0,5 - 1,5 mm, en de hoeveelheid kwik, A in mg, in het lampvat voldoet aan de formule 0,002 D exp 2. (d+4.1) ζ A ^ 0,2 D βϊφ (1/3). (d+4.1), waarin D, d en jL in nm zijn uitgedrukt,

2. Gasantladingslanp volgens conclusie 1, voorzien van een larrpvoet en een scherm, dat zich opzij van de baan tussen de elektroden uitstrekt.

3. Gasantladingslanp volgens conclusie 1, voorzien van een reflektor, een frontruit en een scherm, dat een deel van de reflektor af schermt. 25 30 35 3204653