WO2011015246A1 - HOCHDRUCKENTLADUNGSLAMPE MIT KERAMISCHEM ENTLADUNGSGEFÄß - Google Patents
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- WO2011015246A1 WO2011015246A1 PCT/EP2009/060223 EP2009060223W WO2011015246A1 WO 2011015246 A1 WO2011015246 A1 WO 2011015246A1 EP 2009060223 W EP2009060223 W EP 2009060223W WO 2011015246 A1 WO2011015246 A1 WO 2011015246A1
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Definitions
- the invention relates to a high-pressure discharge lamp, with a ceramic discharge vessel, also called ceramic burner according to the preamble of claim 1.
- a ceramic discharge vessel also called ceramic burner according to the preamble of claim 1.
- These are in particular metal halide lamps. and a metal halide without or with integrated ballast in which by the oblique mounting of the burner in the lamp in the vertical lamp burning position, the load on the electrodes and smoldering is reduced by the aggressive metal halide, resulting in a longer life.
- the burners are installed perpendicular to the lamp axis.
- the wire of the lower foot-near electrode is bent inwards or an additional wire is welded transversely between the electrode and the burner.
- JP-A 2005203309th A minimum length in a lamp with a ceramic burner ⁇ , which is filled with metal halides, is presented in JP-A 2005203309th
- the burner is installed at a slight angle into the lamp.
- the boundary condition is that the distances between the rack electrodes are set so that no flashovers occur between them, which is generally by a distance of et Wa 5 mm can be guaranteed.
- the minimum distance is Zvi ⁇ rule reach the electrodes of 5 mm by the inclination of the burner at an angle between 3 ° and 4 ° bezüg- lent of the lamp axis.
- a lamp in particular with a metal halide filling, which has the greatest possible lifetime in the vertical lamp burning position, which is realized by an oblique position of the burner in the lamp relative to the lamp axis.
- the angle of inclination must be selected so that the Metallha ⁇ halides do not touch in the hot state, the electrodes in the burner.
- the metal halides should not penetrate into the capillaries. This too is avoided by a suitable oblique position of the discharge vessel .
- the required angle range between the lamp axis and the burner is in a range of 15 ° to 80 °. Preferred is a range of 20 ° to 50 °.
- the optimal angle of inclination depends on the design of the burner. For cylindrical burners, a slight tilt adjustment of the burner, this objective can be achieved already in particular at an angle of 15 ° to 25 ° to the lamps ⁇ axis. With more spherical or rounded burners larger angles are advantageous ⁇ way. They are in the range of 20 ° to 70 °.
- the maximum adjustable angle is determined by the diameter of the outer piston in the meltdown area, the length of the burner and the frame structure.
- a 100 W burner can be installed in an outer bulb with a minimum diameter in the melting range of approximately 26 to 34 mm at an angle of approximately 20 ° to 30 ° to the lamp axis. s. Taking the tolerances into account, the angle range between 20 ° and 35 ° can be used for this application example.
- the metal halide-filled ceramic torches generally have the property that the distance between the two electrodes between which the arc builds is relatively small.
- the discharge arc is relatively short. It is usually 3 to 15 mm, so that it can almost be regarded as punctiform.
- the burner itself has a virtually angle-independent from ⁇ radiation characteristic.
- a burner almost toroidal or at least provided with rounded corners, as it is known from US 5,936,351, and which consists of translucent ceramic, the small asymmetries resulting from the Einschmelz Symposiume be compensated again.
- the lamp may preferably additionally a disc of mica or metal, for example, aluminum, are used, whereby it is achieved that the light which is emitted by the inclination of the burner in the direction of the melting or the base, is reflected at this disc , which with respect to a lamp Oh this disc ne increasing the light yield it is sufficient ⁇ .
- the discharge vessel 1 shows a high-pressure discharge lamp 1 with a ceramic discharge vessel 2 and a lamp axis A.
- the discharge vessel 2 is made of A12O3 and has rounded ends 3 and capillaries 4 attached thereto, as known per se. It is filled with metal halides and contains two electrodes.
- the discharge vessel 2 is connected to two Ge ⁇ alternate holders, namely, a short holder 13, the end of which is inclined to the axis A to the outside, and a lan ⁇ gen holder 14, supported.
- the two holders 13, 14 are attached to a researchereinschmelzung 5, which closes an outer bulb 6.
- the outer bulb 6 is bulged, here in particular approximately spherical.
- the inner side of the outer bulb 6 is coated with a litter layer 7 ⁇ .
- the long holder 1 has an initial part 15, which is inclined outwardly against the axis A, a straight elongate central part 16, and a free end 17, which is angled back to the axis A.
- the outer bulb 7 is seated in a base 8, as known per se.
- a screw base is shown.
- the base 8 may include an integrated electronic ballast in a housing 18, as known in the art.
- a getter 10 is advantageously included.
- Such an arrangement shows on the one hand a homogeneous radiation characteristic, independent of the burning position.
- the life of the lamp in the vertical combustion position reaches approximately the life in the horizontal burning position.
- the latter corresponds approximately to the life of a horizontally installed lamp in which the burner is arranged axially.
- the installation of the burner by means of the foot 5 allows enough space in the outer bulb for the oblique mounting.
- the outer bulb can also be closed with a pinch.
- High-pressure discharge lamp with an outer bulb, which defines an axis, wherein a discharge vessel is arranged obliquely in the outer bulb, and is held there ⁇ with a frame, characterized marked ⁇ characterized in that the discharge vessel by an angle alpha is inclined at least 15 ° to the axis.
- High-pressure discharge lamp according to claim 1 characterized in that the angle is at most 75 °.
- High-pressure discharge lamp according to claim 1 characterized in that the discharge vessel a Fül ⁇ ment comprising metal halides contains.
- High-pressure discharge lamp according to claim 1 characterized in that the discharge vessel has electric ⁇ the rounded ends and capillaries at the ends.
- High-pressure discharge lamp according to claim 1 characterized in that the outer bulb is bulged, in particular elliptical or spherical.
- High-pressure discharge lamp according to claim 1 characterized in that the outer bulb is coated with a scattering layer.
- High-pressure discharge lamp according to claim 1 characterized in that the outer bulb is closed in the vicinity of the base by means of paragrapheinschmelzung.
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
- Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
Abstract
Eine Hochdruckentladungslampe besitzt ein Entladungsgefäß, das schräg in einem Außenkolben montiert ist.
Description
Titel: Hochdruckentladungslampe mit keramischem Entla¬ dungsgefäß
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslampe, mit einem keramischem Entladungsgefäß, auch Keramikbrenner genannt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um Metallhalogenidlampen . und einer Metallhalogenidfüllung ohne oder mit integriertem Vorschaltgerät bei der durch die schräge Montage des Brenners in der Lampe in der vertikalen Lampenbrennlage, die Belastung der Elektroden und Einschmelzungen durch das aggressive Metallhalogenid verringert wird, was zu einer größeren Lebensdauer führt.
Stand der Technik
Üblicherweise werden bei gattungsgemäßen Lampen in Einschmelztechnik die Brenner senkrecht zur Lampenachse eingebaut. Hierbei ist es in der Regel erforderlich, dass der Draht der unteren fußnahen Elektrode nach innen gebo- gen wird oder ein zusätzlicher Draht quer zwischen der Elektrode und dem Brenner geschweißt wird.
Eine minimale Baulänge bei einer Lampe mit einem Keramik¬ brenner, der mit Metallhalogenide gefüllt ist, wird in JP-A 2005203309 vorgestellt. Dabei wird der Brenner leicht schräg in die Lampe eingebaut. Die Randbedingung ist, dass die Abstände zwischen den Gestell-Elektroden so eingestellt werden, dass keine Überschläge zwischen ihnen entstehen, was im Allgemeinen durch einen Abstand von et-
wa 5 mm gewährleistet werden kann. In der Lampenausführung gemäß JP-A 2005203309 wird der minimale Abstand zwi¬ schen den Elektroden von 5 mm durch die Schrägstellung des Brenners mit einem Winkel zwischen 3° und 4° bezüg- lieh der Lampenachse erreicht.
Darstellung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lampe mit einem Keramikbrenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei der die Lebensdauer möglichst groß ist und diese insbesondere möglichst unabhängig von der Brennlage ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merk¬ male des Anspruchs 1.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Untersuchungen zeigen, dass normalerweise die Lebensdauer von Lampen mit Keramikbrenner und Metallhalogenidfüllung abhängig ist von der Brennlage. In der horizontalen Brennlage ist die Lebensdauer deutlich größer, oft fast doppelt so groß, als in der vertikalen Brennlage. Erfindungsgemäß wird eine Lampe insbesondere mit einer Metallhalogenidfüllung bereitgestellt, die in der vertikalen Lampenbrennlage eine möglichst große Lebensdauer hat, was durch eine schräge Stellung des Brenners in der Lampe relativ zur Lampenachse realisiert wird. Dabei muss der Neigungswinkel so gewählt werden, dass die Metallha¬ logenide im heißen Zustand nicht die Elektroden im Brenner berühren. Insbesondere bei Entladungsgefäßen mit Ka-
pillaren gilt zusätzlich, dass die Metallhalogenide nicht in die Kapillaren eindringen sollen. Auch dies wird durch eine geeignete Schrägstellung des Entladungsgefäßes ver¬ mieden. Der hierzu erforderlich Winkelbereich zwischen der Lampenachse und dem Brenner liegt in einem Bereich von 15° bis 80°. Bevorzugt ist ein Bereich von 20° bis 50° .
Durch die Schrägstellung des Brenners aus Keramik und mit Metallhalogenidfüllung wird erreicht, dass in der verti- kalen Brennlage, die insbesondere bei Anwendungen in der Straßenbeleuchtung vorherrschend ist, die Metallhalogenide nicht die Elektrode berühren und nicht in die Kapilla¬ re eindringen. Die Folge ist, dass damit insbesondere die Einschmelzungen weniger der korrosiven Wirkung der Me- tallhalogenide ausgesetzt sind, womit die Lebensdauer deutlich vergrößert wird.
Der optimale Winkel der Schrägstellung hängt von der Bauform des Brenners ab. Bei zylindrischen Brennern kann insbesondere schon eine geringe Schrägeinstellung des Brenners unter einem Winkel von 15° bis 25° zur Lampen¬ achse dieses Ziel erreicht werden. Bei eher kugelförmigen oder abgerundeten Brennern sind größere Winkel vorteil¬ haft. Sie liegen im Bereich von 20° bis 70°. Der maximal einstellbare Winkel wird durch den Durchmesser des Außen- kolbens im Einschmelzbereich, der Länge des Brenners und dem Gestellaufbau festgelegt.
Für ein konkretes Anwendungsbeispiel lässt sich ein 100 W-Brenner in einem Außenkolben mit einem minimalen Durchmesser im Einschmelzbereich von etwa 26 bis 34 mm unter einem Winkel von etwa 20° bis 30° zur Lampenachse einbau-
en. Unter Berücksichtigung der Toleranzen kann für dieses Anwendungsbeispiel der Winkelbereich zwischen 20° und 35° liegen .
Die Brenner aus Keramik mit Metallhalogenidfüllung haben im Allgemeinen die Eigenschaft, dass der Abstand zwischen den beiden Elektroden, zwischen denen sich der Bogen aufbaut, relativ klein ist. Somit ist der Entladungsbogen relativ kurz. Er beträgt in aller Regel 3 bis 15 mm, so dass er fast als punktförmig angesehen werden kann. Damit hat der Brenner selbst eine nahezu winkelunabhängige Aus¬ strahlungscharakteristik. Insbesondere durch einen nahezu kugelförmigen oder zumindest mit abgerundeten Ecken versehenen Brenner, wie er aus US 5 936 351 bekannt ist, und die aus transluzenter Keramik besteht, werden die durch die Einschmelzbereiche entstehenden kleinen Unsymmetrien wieder ausgeglichen. Wird darüber hinaus ein ausgebauchter, insbesondere elliptischer oder kugelförmiger, Außenkolben mit einer Streuschicht, insbesondere aus Aerosil, Sipernat, oder einem transluzenten weißen Lack, einge- setzt, so hat die Lampe eine homogene, nahezu winkelunab¬ hängige Ausstrahlungscharakteristik. Darüber hinaus hat diese Streuschicht den Vorteil, dass der schräg stehende Brenner nicht unmittelbar sichtbar ist.
In die Lampe kann bevorzugt zusätzlich noch eine Scheibe aus Glimmer oder Metall, z.B. aus Aluminium, eingesetzt werden, womit erreicht wird, dass das Licht, das durch die Schrägstellung des Brenners in Richtung der Einschmelzung oder des Sockels abgestrahlt wird, an dieser Scheibe reflektiert wird, womit gegenüber einer Lampe oh- ne diese Scheibe eine Vergrößerung der Lichtausbeute er¬ reicht wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 Lampe in Einschmelztechnik mit schräg eingebautem
Brenner .
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Figur 1 zeigt eine Hochdruckentladungslampe 1 mit einem keramischem Entladungsgefäß 2 und einer Lampenachse A. das Entladungsgefäß 2 ist aus A12O3 und hat abgerundete Enden 3 sowie daran ansetzende Kapillaren 4, wie an sich bekannt. Es ist mit Metallhalogeniden gefüllt und enthält zwei Elektroden. Das Entladungsgefäß 2 ist an zwei Ge¬ stellhaltern, nämlich einem kurzen Halter 13, dessen Ende gegen die Achse A nach außen geneigt ist, und einem lan¬ gen Halter 14, gehaltert. Die beiden Halter 13, 14 sind an einer Fußeinschmelzung 5 befestigt, die einen Außenkolben 6 verschließt. Der Außenkolben 6 ist bauchig geformt, hier insbesondere in etwa kugelförmig. Die Innen- seite des Außenkolbens 6 ist mit einer Streuschicht 7 be¬ schichtet. Der lange Halter 1 hat ein Anfangsteil 15, das gegen die Achse A nach außen geneigt ist, ein gerades langgestrecktes Mittelteil 16, und ein freies Ende 17, das wieder zur Achse A hin abgewinkelt ist. Das Entladungsgefäß 2 ist um einen Winkel von etwa alpha = 30° gegen die Achse A geneigt, wodurch zuverlässig ver¬ hindert wird, dass Füllungsbestandteile wie Hg oder Me¬ tallhalogenide in die unten liegende Kapillare 4 sich ab¬ setzen können. Statt dessen sammelt sich der Sumpf der Füllung im Bereich des abgerundeten Endes 3.
Der Außenkolben 7 sitzt in einem Sockel 8, wie an sich bekannt. Hier ist insbesondere ein Schraubsockel gezeigt.
Eine Scheibe 9 aus Glimmer oder Metall, insbesondere Alu¬ minium, die quer zur Achse A steht, strahlt das in Rich¬ tung Sockel 8 vom Entladungsgefäß abgestrahlte Licht zu¬ rück. Der Sockel 8 kann ein integriertes EVG in einem Ge- häuse 18 enthalten, wie an sich bekannt.
Im Außenkolben ist vorteilhaft ein Getter 10 enthalten.
Eine derartige Anordnung zeigt zum einen eine homogene Abstrahlungscharakteristik, unabhängig von der Brennlage. Zum anderen zeigt sich, dass die Lebensdauer der Lampe in vertikaler Brennstellung in etwa die Lebensdauer in horizontaler Brennstellung erreicht. Letztere entspricht in etwa der Lebensdauer einer horizontal eingebauten Lampe, bei der der Brenner axial angeordnet ist.
Die Montage des Brenners mittels des Fußes 5 erlaubt ge- nug Platz im Außenkolben für die schräge Montage. Im Prinzip kann der Außenkolben aber auch mit einer Quetschung verschlossen sein.
Bei der Montage ist darauf zu achten, dass der Hals 16 des Außenkolbens breit genug ist, um die Baueinheit aus Gestell und Entladungsgefäß in den Außenkolben einführen zu können.
Wesentliche Merkmale der Erfindung in Form einer nume¬ rierten Aufzählung sind:
1. Hochdruckentladungslampe mit einem Außenkolben, der eine Achse definiert, wobei ein Entladungsgefäß schräg im Außenkolben angeordnet ist, und dort mit¬ tels eines Gestells gehaltert ist, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass das Entladungsgefäß um einen Winkel
alpha von mindestens 15° gegen die Achse geneigt ist.
2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel höchstens 75° be- trägt.
3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß eine Fül¬ lung, die Metallhalogenide umfasst, enthält.
4. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß Elektro¬ den, abgerundete Enden und Kapillaren an den Enden aufweist .
5. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkolben bauchig ge- formt ist, insbesondere elliptisch oder kugelig.
6. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkolben mit einer Streuschicht beschichtet ist.
7. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkolben in der Nähe des Sockels mittels einer Fußeinschmelzung verschlossen ist.
8. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung Sockel unterhalb des Entladungsgefäßes eine Scheibe angebracht ist, die das vom Entladungsgefäß in diese Richtung abge¬ strahlte Licht zurückstrahlt.
Claims
1. Hochdruckentladungslampe mit einem Außenkolben, der eine Achse definiert, wobei ein Entladungsgefäß schräg im Außenkolben angeordnet ist, und dort mit¬ tels eines Gestells gehaltert ist, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Entladungsgefäß um einen Winkel alpha von mindestens 15° gegen die Achse geneigt ist.
2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel höchstens 75° be¬ trägt .
3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß eine Fül¬ lung, die Metallhalogenide umfasst, enthält.
4. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß Elektro¬ den, abgerundete Enden und Kapillaren an den Enden aufweist .
5. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkolben bauchig ge¬ formt ist, insbesondere elliptisch oder kugelig.
6. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkolben mit einer Streuschicht beschichtet ist.
7. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkolben in der Nähe des Sockels mittels einer Fußeinschmelzung verschlossen ist. Ansprüche
8. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung Sockel unterhalb des Entladungsgefäßes eine Scheibe angebracht ist, die das vom Entladungsgefäß in diese Richtung abge¬ strahlte Licht zurückstrahlt.
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