NO125021B

NO125021B -

Info

Publication number: NO125021B
Application number: NO110469A
Authority: NO
Inventors: Vrijer B De
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1968-03-19
Filing date: 1969-03-17
Publication date: 1972-07-03
Also published as: BE729978A; AT285736B; JPS4825221B1; NL6803905A; BR6907234D0; GB1234166A; AU5188569A; SE339723B; ES364599A1; FR2004248A1; DE1909939A1; CH504781A

Description

Gass- og/eller damputladningslampe. Gas and/or vapor discharge lamp.

Oppfinnelsen angår en gass- og/eller damputladningslampe hvor utladningsroret er anordnet i en ytre kolbe og rorveggen er dårlig elektrisk ledende og er forsynt med en indre elektrode i hver ende og i det minste delvis blanke stromtilledninger er anordnet mellom den ytre kolbe og utladningsroret og rommet mellom utladningsroret og den ytre kolbe inneholder en gass, og hvor spenningen mellom de blanke deler av stromtilledningene i rommet under rorets drift er mindre enn den spenning som er nbdvendig for å opprettholde en utladning mellom de blanke deler i rommet. The invention relates to a gas and/or vapor discharge lamp where the discharge tube is arranged in an outer flask and the tube wall is poorly electrically conductive and is provided with an internal electrode at each end and at least partially blank current leads are arranged between the outer flask and the discharge tube and the room between the discharge tube and the outer flask contains a gas, and where the voltage between the bare parts of the current leads in the room during the tube's operation is less than the voltage required to maintain a discharge between the bare parts in the room.

Med en i det minste delvis blank stromtilledning skal her forstås en s.tromtilledning som i det minste på et sted er fri for elektrisk isolasjon. By an at least partially blank current supply is meant here a s.current supply that is at least in one place free of electrical insulation.

En fordel ved den innledningsvis nevnte lampe er dens store spesifikke lysstrom. En ulempe er imidlertid at tennspenningen for innledning av en utladning mellom de indre elektroder i roret er forholdsvis hby. An advantage of the initially mentioned lamp is its large specific luminous flux. A disadvantage, however, is that the ignition voltage for initiating a discharge between the inner electrodes in the rudder is relatively high.

Hensikten med oppfinnelsen er på enkel måte å minske denne tennspenning. The purpose of the invention is to reduce this ignition voltage in a simple way.

Dette oppnås ifolge oppfinnelsen ved at gassens trykk i rommet mellom den ytre kolbe og utladningsroret ligger mellom 10 J og 1 Torr, at nar lampen er koplet inn men roret enda ikke er tent, er spenningen mellom de blanke deler av stromtilledningene stbrre enn den spenning som er nodvendig for å tenne en glimutladning mellom disse blanke deler, og at ved glimutladningen mellom de blanke deler utenfor utladningsroret, er spenningen mellom de indre elektroder tilstrekkelig til å tenne utladningen i utladningsroret. This is achieved according to the invention by the fact that the gas pressure in the space between the outer flask and the discharge tube is between 10 J and 1 Torr, that when the lamp is connected but the tube is not yet lit, the voltage between the bare parts of the power leads is greater than the voltage which is necessary to ignite a glow discharge between these blank parts, and that in the case of the flash discharge between the blank parts outside the discharge tube, the voltage between the inner electrodes is sufficient to ignite the discharge in the discharge tube.

En fordel ved en slik lampe er at den nbd-vendige tennspenning over de indre elektroder i utladningsroret kan være forholdsvis lav. Trykket av gassen mellom den ytre kolbe og utladningsroret er valgt slik at det i den ytre kolbe kan dannes en glimutladning. An advantage of such a lamp is that the nbd-facing ignition voltage across the inner electrodes in the discharge tube can be relatively low. The pressure of the gas between the outer flask and the discharge tube is chosen so that a flash discharge can be formed in the outer flask.

Lampen ifblge oppfinnelsen tennes derfor på en fullstendig ny måte^ Ved at gassen mellom den ytre kolbe og utladningsroret i det minste delvis er ionisert o-g således gjort ledende, dannes det samtidig en etterligning av den elektrisk ledende strimmel som vanligvis er anordnet på utsiden av utladningsrorets vegg. I foreliggende tilfelle består denne vegg av et elektrisk, dårlig ledende materiale. Ved den nevnte etterligning av strimmelen vil utladningslampens tennspenning minskes. The lamp according to the invention is therefore lit in a completely new way^ By the fact that the gas between the outer flask and the discharge tube is at least partially ionized and thus made conductive, an imitation of the electrically conductive strip which is usually arranged on the outside of the discharge tube wall is simultaneously formed . In the present case, this wall consists of an electrical, poorly conductive material. In the aforementioned imitation of the strip, the ignition voltage of the discharge lamp will be reduced.

Det skal bemerkes at det i og for seg er kjent å fylle den ytre kolbe i et utladningsrbr med en gass med forholdsvis lavt trykk (se f.eks. hollandsk patentskrift nr. 41.741). Ved de kjente lamper blir det imidlertid sorget for at det mellom de blanke ledere i den ytre kolbe ikke kan finne sted noen utladning. Gassen i den ytre kolbe benyttes til å motvirke en oksydering av metalldelene i den ytre kolbe. It should be noted that it is known in and of itself to fill the outer flask in a discharge tube with a gas of relatively low pressure (see e.g. Dutch patent document no. 41,741). With the known lamps, however, care is taken to ensure that no discharge can take place between the bare conductors in the outer bulb. The gas in the outer flask is used to prevent oxidation of the metal parts in the outer flask.

Ved en lampe ifolge oppfinnelsen kan de i det minste delvis blanke stromtilledninger mellom den ytre kolbe og utladningsroret f.eks. ligge i en elektrisk krets som er fullstendig atskilt fra matekretsen til utladningsrorets indre elektroder. In the case of a lamp according to the invention, the at least partially blank current leads between the outer flask and the discharge tube can e.g. lie in an electrical circuit that is completely separated from the supply circuit of the internal electrodes of the discharge rudder.

Lampen kan f.eks. være utformet slik at når utladningsroret har tent, minskes spenningen over de blanke stromtilledninger ved hjelp av et relé eller f.eks. en zenerdiode til en så lav verdi at det ikke lenger kan opptre noen utladning i den ytre kolbe. The lamp can e.g. be designed so that when the discharge rod has ignited, the voltage across the blank current leads is reduced by means of a relay or e.g. a zener diode to such a low value that no more discharge can occur in the outer flask.

Fortrinnsvis er i det minste den ene av de Preferably at least one of them is

i det minste delvis blanke stromtilledninger elektrisk forbundet med en av de indre elektroder. at least partially blank current leads electrically connected to one of the inner electrodes.

En fordel ved denne utforming er at den elektriske kopling blir enklere fordi f.eks. de indre elektroder og de blanke strbmtilledere kan mates fra samme stromkilde. An advantage of this design is that the electrical connection becomes easier because e.g. the internal electrodes and the blank current feeders can be fed from the same current source.

Den nevnte elektriske forbindelse kan f.eks. befinne seg delvis utenfor den ytre kolbe, f.eks. i en lampesokkel, eller fullstendig inne i den ytre kolbe. Når den elektriske forbindelse befinner seg inne i den ytre kolbe, oppnås den ekstra fordel at antall elektriske gjennomfbringer gjennom den ytre kolbe blir mindre. The aforementioned electrical connection can e.g. be partially outside the outer flask, e.g. in a lamp socket, or completely inside the outer flask. When the electrical connection is located inside the outer flask, the additional advantage is achieved that the number of electrical leads through the outer flask is reduced.

Det kan tenkes at ikke bare en blank strbm-tilledning er forbundet med en indre elektrode i utladningsroret, men at også en ytterligere blank stromtilledning i den ytre kolbe er forbundet med en ytterligere (den andre) indre elektrode. Hvis i et slikt tilfelle de elektriske forbindelser til de blanke stromtilledninger til de indre elektroder ligger inne i den ytre kolbe, kan antall elektriske gjennomfbringer gjennom den ytre kolbe sågar minskes til to. It is conceivable that not only a blank strbm connection is connected to an inner electrode in the discharge tube, but also that a further blank current connection in the outer flask is connected to a further (the second) inner electrode. If in such a case the electrical connections to the bare current leads to the inner electrodes are inside the outer flask, the number of electrical leads through the outer flask can even be reduced to two.

Den gass som befinner seg mellom den ytre kolbe og utladningsroret kan f.eks. være nitrogen eller en annen gass. The gas that is between the outer flask and the discharge pipe can e.g. be nitrogen or another gas.

Fortrinnsvis er gassen mellom den ytre kolbe og utladningsroret en edelgass. En fordel ved edelgassfylling i den ytre kolbe er at det derved ikke er noen fare for angrep på metalldelene i den ytre kolbe. Preferably, the gas between the outer flask and the discharge tube is a noble gas. An advantage of inert gas filling in the outer flask is that there is no danger of attack on the metal parts in the outer flask.

Det kan tenkes at lampen ifblge oppfinnelsen er en lavtrykkslampe. Fortrinnsvis er imidlertid lampen en hoytrykkslampe. Med en hoytrykkslampe forstås en lampe med et utladningsrbr i hvilket trykket minst er 20 Torr. Særlig ved hbytrykks-lamper er den foreslåtte tenningsart ved hjelp av en hjelpeutladning i den ytre kolbe til stor nytte, fordi tennspenningen for hbytrykks-lamper som oftest er forholdsvis hby. It is conceivable that the lamp according to the invention is a low-pressure lamp. Preferably, however, the lamp is a high-pressure lamp. A high-pressure lamp means a lamp with a discharge tube in which the pressure is at least 20 Torr. Especially with high-pressure lamps, the proposed method of ignition by means of an auxiliary discharge in the outer flask is of great use, because the ignition voltage for high-pressure lamps is usually relatively high.

Utladningslampen kan f.eks. være en kvikk-sblvdamplampe. The discharge lamp can e.g. be a quick-sblv vapor lamp.

Fortrinnsvis er utladningslampen en hoytrykks-natriumdamputladningslampe hvor den elektrisk dårlig ledende vegg i utladningsroret består av tettsintret aluminiumoksyd og hvor det mellom den ytre kolbe og utladningsroret befinner seg en edelgass. Preferably, the discharge lamp is a high-pressure sodium vapor discharge lamp where the electrically poorly conducting wall in the discharge tube consists of densely sintered aluminum oxide and where there is a noble gas between the outer flask and the discharge tube.

Denne kombinasjon har den fordel at det ikke bare oppnås en stor spesifikk lysstrbm med forholdsvis lav tennspenning, men at det heller ikke opptrer fare for angrep på utladningsrorets vegg. This combination has the advantage that not only is a large specific luminous flux achieved with a relatively low ignition voltage, but that there is also no risk of attack on the discharge tube wall.

Ved en, fordelaktig utfbrelsesform av den sistnevnte lampe er det mellom den ytre kolbe og utladningsroret In an advantageous embodiment of the latter lamp, there is between the outer flask and the discharge tube

-2-1 -2-1

anordnet argon med et trykk pa mellom 10 og 10 Torr. arranged argon with a pressure of between 10 and 10 Torr.

En fordel ved denne foretrukne lbsning er at tennspenningen kan minskes til mindre enn " JOfo av den" tennspenning som er nbdvendig i tilfelle av vakuum i den ytre kolbe. An advantage of this preferred solution is that the ignition voltage can be reduced to less than "JOfo of the" ignition voltage required in the case of a vacuum in the outer flask.

Ved en ytterligere fordelaktig utfbrelsesform av lampen ifblge oppfinnelsen hvor i det minste den ene av de indre elektroder er forbundet med en av de i det minste delvis blanke strbmtilledninger, hvilken forbindelse ligger inne i lampen, befinner det seg ifblge oppfinnelsen i denne forbindelse en impedans som ikke danner noen del av hovedstrbmkretsen for rorets indre elektroder, In a further advantageous embodiment of the lamp according to the invention where at least one of the internal electrodes is connected to one of the at least partially blank current leads, which connection is inside the lamp, according to the invention there is an impedance in this connection which does not form any part of the main current circuit for the internal electrodes of the rudder,

og såvel denne forbindelse som impedansen som danner en del av forbindelsen, samt hovedstrbmtilledningen til den indre elektrode som er forbundet med impedansen, er elektrisk isolert overfor gassen i den ytre kolbe. and both this connection and the impedance which forms part of the connection, as well as the main current supply to the inner electrode which is connected to the impedance, are electrically isolated from the gas in the outer flask.

En fordel ved denne lbsning er at styrken An advantage of this lbsning is that the strength

av utladningen i den ytre kolbe på enkel måte begrenses slik at en eventuell beskadigelse av det indre av lampen som folge av utladning i den ytre kolbe praktisk talt utelukkes. of the discharge in the outer bulb is limited in a simple way so that any damage to the interior of the lamp as a result of discharge in the outer bulb is practically excluded.

Ved nok én fordelaktig utfbrelsesform av lampen ifblge oppfinnelsen er de blanke deler av strbmtilledningene mellom den ytre kolbe og utladningsroret forsynt med et emisjonsmateriale. Med emisjonsmateriale skal her forstås et stoff som min-sker tennspenningen. In yet another advantageous embodiment of the lamp according to the invention, the shiny parts of the current leads between the outer flask and the discharge tube are provided with an emission material. Here, emission material is to be understood as a substance that reduces the ignition voltage.

En fordel ved denne lbsning er at allerede ved forholdsvis lav spenning vil det mellom de blanke strbmtilledninger dannes en utladning i den ytre kolbe og denne utladning vil sette i gang ho.vedutladningen i utladningsroret. An advantage of this discharge is that already at a relatively low voltage, a discharge will form between the blank current leads in the outer flask and this discharge will initiate the main discharge in the discharge pipe.

To utfbrelseseksempler på oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningen. Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom en elektrisk gassutladningslampe ifblge oppfinnelsen. Fig. 2 viser på samme måte en annen utforelse av en slik lampe. Two examples of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Fig. 1 shows a longitudinal section through an electric gas discharge lamp according to the invention. Fig. 2 similarly shows another embodiment of such a lamp.

På fig. 1 er vist den rorformede vegg 1 for utladningsrommet 2 i hvilket det frembringes en gassutladning i en atmosfære som f.eks. består av natriumdamp, kvikksblvdamp og en edelgass f.eks. xenon. Rbrveggen 1 består av gjennomskinnelig tettsintret aluminiumoksyd. T endene av utladningsrommet 2 befinner det-seg elektroder 3 °g 4 som er hygget opp'på kjent måte og f.eks. inneholder hver sin wolframvikling. Elektrodene 3 °g 4 er festet til strbmtilfbrselsledninger i form av niobrbr 5 resp. 6. Endene av roret 1 er forsynt med tettningselementer 7 °g 8 som likeledes består av gjennomskinnelig tettsintret aluminiumoksyd som er festet i roret 1 ved sintring. Rbrendene er likeledes forsynt med endestykker 9 °g 10 som likeledes består av tettsintret gjennomskinnelig aluminiumoksyd og til hvilke er festet lukkeelementene 7 °g 8 og gjennom-fbringene 5 °g 6. In fig. 1 shows the tube-shaped wall 1 for the discharge space 2 in which a gas discharge is produced in an atmosphere such as e.g. consists of sodium vapour, mercury vapor and a noble gas, e.g. xenon. The Rbr wall 1 consists of translucent tightly sintered aluminum oxide. At the ends of the discharge space 2 there are electrodes 3 and 4 which are arranged in a known manner and e.g. each contains its own tungsten winding. The electrodes 3 and 4 are attached to power supply lines in the form of niobbrbr 5 or 6. The ends of the rudder 1 are provided with sealing elements 7 °g 8 which likewise consist of translucent tightly sintered aluminum oxide which is fixed in the rudder 1 by sintering. The burners are likewise provided with end pieces 9 °g 10 which likewise consist of densely sintered translucent aluminum oxide and to which the closing elements 7 °g 8 and the through-bringings 5 °g 6 are attached.

Utladningsroret 1 er anordnet inne i en ytre kolbe 11 som f.eks. består av hartglass. Denne ytre kolbe har en lampefot 12 i hvilken er festet to holdetråder 13 og 14 som også tjener som strbmtilledninger til elektrodene 4 og 3> Mellom strbmtilledningene 4 og 5 til elektrodene og holdetrådene 13 og 14 er anordnet strimmelformede forbindelsesorganer 1-5 og l6. The discharge tube 1 is arranged inside an outer flask 11 which e.g. consists of tempered glass. This outer flask has a lamp base 12 in which are attached two holding wires 13 and 14 which also serve as power leads to the electrodes 4 and 3> Between the power leads 4 and 5 to the electrodes and the holding wires 13 and 14 are arranged strip-shaped connecting means 1-5 and 16.

Ved den beskrevne lampe (en hbytrykksnatrium-damplampe) er holdétrådén 1'3 og den med denne forbundne strimmel 16 blanke strbmtilledninger. " Dette gjelder også for holdetråden 14 og strimmelen 15. Mellom deri ytre kolbe 11 og utladningsroret 1 befinner det seg argon med et trykk på 5 x 10 2 Torr. Avstanden mellom strimlene 15 og 16 er ca. 12 cm og lampen har et forbruk på 400 Watt. Tennspenningen er 75° volt. Hvis det ikke var noen gass i rommet mellom den ytre kolbe 11 og utladningsrbret 1, men derimot vakuum, ville tennspenningen være l600 volt. In the case of the lamp described (a high-pressure sodium vapor lamp), the holding wire 1'3 and the strip connected to it 16 are blank power leads. " This also applies to the holding wire 14 and the strip 15. Between the outer flask 11 and the discharge tube 1 there is argon with a pressure of 5 x 10 2 Torr. The distance between the strips 15 and 16 is approx. 12 cm and the lamp has a consumption of 400 Watts. The ignition voltage is 75° volts. If there were no gas in the space between the outer flask 11 and the discharge tube 1, but instead a vacuum, the ignition voltage would be 1600 volts.

Ved den beskrevne lampe vil det efter inn-kopling av strbmkilden forst dannes en glimutladning mellom strbmtilledningene i den ytre kolbe. Denne glimutladning bevirker en betydelig minskning av tennspenningen for lampen. With the described lamp, after switching on the current source, a glow discharge will first form between the current leads in the outer bulb. This glow discharge causes a significant reduction in the ignition voltage for the lamp.

Fig. 2 viser et utladningsror l<1> som er bygget Fig. 2 shows a discharge rudder l<1> which has been built

opp på samme måte som utladningsroret 1 på fig. 1. Det samme gjelder den ytre kolbe 11', bæretrådene 13-' og 14' og strimlene 15' og 16<*.>;På fig. 2 har imidlertid strimmelen 15r en forlengelse 25 som er ;forsynt med en elektrisk isolert motstand 26 og et emisjonsmateriale 27 som danner den blanke leder. Strimmelen l6f har en tilsvarende del 28 med en elektrisk isolert motstand 29 og en blank leder 30* up in the same way as the discharge rudder 1 in fig. 1. The same applies to the outer flask 11', the carrier wires 13-' and 14' and the strips 15' and 16<*.>; In fig. 2, however, the strip 15r has an extension 25 which is provided with an electrically isolated resistance 26 and an emission material 27 which forms the bare conductor. The strip l6f has a corresponding part 28 with an electrically isolated resistance 29 and a blank conductor 30*

Den blanke leder 3° er likeledes forsynt med emisjonsmateriale. I motsetning til lampen på fig. 1 er på fig. 2 bare delene 27 og 3° The bare conductor 3° is likewise provided with emission material. In contrast to the lamp in fig. 1 is in fig. 2 only the parts 27 and 3°

blanke strbmtilledningsdeler i den ytre kolbe. Det vil si at delene 13', 14'> 3-5' » 16', 25 og 28 og de deler 5' °g 6f som kan komme i forbindelse med gassatmosfæren i den ytre kolbe, forsynt med et isolasjonssjikt som antydet på fig. 2. blank power supply parts in the outer flask. That is, the parts 13', 14' > 3-5' » 16', 25 and 28 and the parts 5' °g 6f which can come into contact with the gas atmosphere in the outer flask, provided with an insulating layer as indicated in fig . 2.

Ved lampen på. fig. 2 befinner, det seg mellom With the lamp on. fig. 2 located, it is between

den ytre kolbe 11' og utladningsroret l<r> likeledes argon med et the outer flask 11' and the discharge tube 1<r> likewise argon with et

-2 00 -2 00

trykk pa 5 x 1° Torr. Ogsa pa fig. 2 er tennspenningen for lampen lavere enn den spenning som er nbdvendig for å tenne en tilsvarende lampe med evakuert, ytre kolbe. pressure at 5 x 1° Torr. Also in fig. 2, the ignition voltage for the lamp is lower than the voltage required to light a corresponding lamp with an evacuated, outer bulb.

Oppfinnelsen er på ingen måte begrenset til utladnings-lamper for allminnelige belysningsformål. Det kan nemlig tenkes at oppfinnelsen o-gså kan anvendes for tenning av en i en ytre kolbe anbrakt utladningslynlyslampe. The invention is in no way limited to discharge lamps for general lighting purposes. It is conceivable that the invention can also be used for lighting a discharge lightning lamp placed in an outer flask.

Claims

1. Gas and/or vapor discharge lamp where the discharge tube is arranged in an outer flask and the tube wall is poorly electrically conductive and is provided with an internal electrode at each end and at least partially blank power leads are arranged between the outer flask and the discharge tube and the space between the discharge tube and the outer flask contain a gas, and where the voltage between the blank parts of the current connections in the room during the tube's operation is less than the voltage that is necessary to maintain a discharge between the blank parts in the room, characterized in that the gas pressure in the space between the outer flask and the discharge

the rod is between 10"^ and 1 Torr, that when the lamp is connected but the rod is not yet lit, the voltage between the bare parts of the current leads is greater than the voltage required to ignite a glow discharge between these bare parts^ and that in the case of the flash discharge between the shiny parts outside the discharge tube, the voltage between the internal electrodes is sufficient to ignite the discharge in the discharge tube.

2. Lamp according to claim 1, characterized in that at least one of the at least partially blank current leads is electrically connected to one of the internal electrodes.

3. Lamp according to claim 1 or 2, characterized in that the gas in the space between the outer flask and the discharge tube is an inert gas.

4. Lamp according to claim 1, 2 or 3> characterized in that the lamp is a high-pressure lamp.

5. Lamp according to claim 3 and 4, where the lamp is a high-pressure sodium vapor discharge lamp, characterized in that the electrically poorly conducting tube wall consists of densely sintered aluminum oxide.

6. Lamp according to claim 5" characterized in that the noble gas between the outer flask and the discharge tube -2 -1 is argon with a pressure of between 10 and 10 Torr.

7. Lamp according to one of the preceding claims, where at least one of the internal electrodes is connected to one of the at least partially blank current leads, which connection is inside the lamp, characterized in that in this connection there is a impedance which does not form any part of the main current circuit for the inner electrodes of the rudder and that both this connection and the impedance which forms part of the connection, as well as the main current supply to the inner electrode which is connected to the impedance, are electrically isolated from the gas in the outer flask.

8. Lamp according to one of the preceding claims, characterized in that the shiny parts of the current leads between the outer flask and the discharge tube are provided with an emission material.