DE2627380C3 - Metalldampf-Hochdruckentladungslampe für horizontalen Betrieb - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Metalidampf-Hochdruckentladungslampe für horizontalen Betrieb mit einem Wärme reflektierenden Überzug außen auf den Enden der Entladungsröhre, die <n Längsrichtung innerhalb eines Außenkolbens mit einseitigem Sockel gelagert ist, an ihren Enden die Elektroden besitzt und deren Füllung Metallhalogenid enthält.

Es ist üblich, derartige Lampen mit einer in Längsrichtung orientierten Entladungsröhre aus geschmolzenem Quarzglas oder Glas mit hohem Siliziumanteil zu versehen, wobei die Elektroden z. B. in Einschmelzungen an den Enden befestigt sind und eine Füllung aus Quecksilber, Metallhalogenid und einem Zündgas verwendet wird.

Derartige Lampen sind aus der US-PS 37 61 758 bekannt. Metallhalogenid-Entladungslampen mit Wärme reflektierenden Überzügen an den Enden der Entladungsröhre sind beispielsweise aus der US-PS 32 26 597 und 33 25 662 bekannt. Hier wird nachgewiesen, daß derartige Überzüge die Kondensation der Metallhalogenide hinter den Elektroden an den Innenwänden der Entladungsröhre wirkungsvoll verhindern.

Dieser Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Wirtschaftlichkeit hinsichtlich Wirkungsgrad und Lichtverhalten während der Lebensdauer zu verbessern.

Diese Aufgabe wird für eine Lampe gemäß dem Oberbegriff erfindungsgemäß nach dem Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,

Durch die Verbindung der äußeren Überzüge zu einem eine Brücke bildenden, Wärme reflektierenden Überzug in Form eines Streifens entlang der Unterseite der Entladungsröhre und indem außerdem dafür Sorge getragen ist, daß die für horizontalen Betrieb gedachte Lampe immer so orientiert betrieben wird, daß der verbindende Überzug unten ist, wird erreicht, daß Wirkungsgrad und Lichtverhalten während der Lebensdauer erheblich verbessert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

s Sie zeigt eine Entladungslampe mit einem Außenkolben 1, der an einem Ende mit einer eingeschmolzenen Glashalterung 2 in einen Sockel 5 versehen ist. In diesen führen relativ steife Zuleitungsdrähte 3 und 4, die außerhalb des Außenkolbens 1 mit den Kontakten des

ίο Sockels 5 verbunden sind. Dieser Sockel 5 ist selbstpositionierend ausgebildet Innerhalb des Außenkolbens 1 befindet sich eine Entladungsröhre 6, die in Längsrichtung mittig ausgerichtet ist und die horizontals Betriebsposition der Lampe bestimmt Beide Enden 20 dieser Entladungsröhre 6 sind mit einem Wärme reflektierenden Überzug 14 versehen. Entlang der unteren Seite ist ein streifenförmiger Überzug 21 gleicher Art zusätzlich aufgebracht worden. Als Material für den Überzug 14 und 21 kommt Zirkondioxyd in Frage und ist außen auf der Bogenentladungsröhre 6, wie die Zeichnung andeutet, angebracht In den beiden Enden 20 sind mittels Quetschfußeinschmelzungen die Elektrodenzuleitungen eingebettet Durch den Überzug 14 sind die Elektroden in der Darstellung nicht

sichtbar. Der Überzug 14 reicht von beiden Enden 20 bis mindestens über den Bereich der Elektroden, verjüngt sich dann über den röhrenförmigen Teil zu einem nur unten an der Röhre entlang verlaufenden Streifen. Auch der streifenförmige Überzug 21 kann aus Zirkoniumdioxyd bestehen. In Frage kommt auch Kalziumpyrophos-

phat Es ist vorzuziehen, den Überzug 14 und 21 in einem ununterbrochenen Belag aus dem gleichen

Material herzustellen. Der Sockel 5 ist so ausgebildet daß die Lampe bei

Einsetzen in eine entsprechende Fassung in horizontaler Stellung arretiert wird und dabei die Entladungsröhre 6 ebenfalls horizontal liegt, wobei der Überzugstreifeii 21 immer unten ist.

Innerhalb des Außenkolbens 1 wirb die Entladungs-

röhre 6 an jedem Ende von je einem Metallrahmen 7 und 8 getragen und dabei positioniert Diese Metallrahmen 7 und 8 bestehen aus den steifen Drähten 9 respektive 10, an denen je eine Halterung 11 respektive 12 ist und jeweils einen der beiden Quetschfüße hält.

Der Metallrahmen 7 ist am Zuleitungsdraht 4 festgeschweißt. Der Metallrahmen 8 ist mit zwei metallischen Blattfedern 13 verbunden, die sich innen in dem Außenkolben 1 abstützen. Vom Zuleitungsdraht 4 ist ein Verbindungsdraht 15 an die Hauptelektrode geführt Zwischen dem Zuleitungsdraht 3 und der anderen Hauptelektrode führt in einem Bogen der Verbindungsdraht 16. Die elektrische Verbindung zur Zündelektrode führt vom Zuleitungsdraht 3 über einen Widerstand 17 und den Bimetallschalter 18.

In dem Außenkolben 1 befindet sich ein inertes Gas, wie Stickstoff, und das Getter 19 ist am Metallrahmen 8 befestigt.

Es wurde ein Vergleich zwischen 400 W Lampen, die nur an den Enden der Entladungsröhren einen Überzug

w besitzen, und solchen mit durchgehendem Überzug mit ebenfalls 400W, also mit einem streifenförmigen, verbindenden Überzug entlang der Unterseite der Entladungsröhre durchgeführt. Dabei hatten alle Lampen folgende Parameter der Entladungsröhren: 20 mm

f>^r> Innendurchmesser bei 22 mm Außendurchmesser, Bogenlänge (Abstand der Hauptelektroden) 45 mm; Gesamtlänge der Entladungsröhre 89 mm; Innere Länge der Entladungsröhre 64 mm; Füllung bestehend

aus 51mg Quecksilber, 20 mg Natriumiodid, 5 mg Quecksilberjodid, 0,7 mg Skandium und Argon von einem Druck von 4666 Pa.

Während die nach den eingangs genannten Patenten ausgebildeten Lampen nur Überzüge an den Enden der Entladungsröhren wie zuvor erwähnt hatten, waren die Musterlampen wie das beschriebene Ausführungsbeispiel ausgebildet und besaßen einen 223 mm breiten, streifenförmigen überzug, der die Oberzüge an den Enden miteinander verbindet

Zunächst erzielten die neuen Lampen 39 200 Lumen verglichen mit 36 400 Lumen der üblichen Lampen bei 400 W Leistungsaufnahme in horizontaler Betriebsstellung. Das ist eine 7,7% Verbesserung des Wirkungsgrades. Nach 100 Betriebsstunden normaler Lampenoperation waren die Werte 39 600 zu 33 000 Lumen. Das entspricht einer Verbesserung von 20% des Wirkungsgrades. Nach 500 Betriebsstunden waren die entsprechenden Zahlen 35 000 zu 29 500 Lumen, was einer Verbesserung von 18,5% entspricht. Die entsprechenden Zahlen für das Lichiverhaiten während der Lebensdauer waren nach 500 Stunden 89% m 81%. Daraus folgt, daß wie gefordert der Wirkungsgrad und das Lichtverhalten während der Lebensdauer verbessert wurden.

Es wurde ein weiterer Vergleichstest durchgeführt und zwar wurden dazu drei Gruppen gebildet Eine erste Gruppe nur mit einem Überzug auf den Enden der Entladungsröhren.

Eine zweite Gruppe ohne Überzüge auf den Enden, aber einem streifenförmigen Überzug unten an den Entladungsröhren von Quetschfuß zu Quetschfuß.

Die dritte Gruppe hatte Überzüge auf den Enden und den verbindenden Streifen. Die zweite und dritte Gruppe hatten einen höheren Anfangswirkungsgrad als die der ersten Gruppe, Die entsprechenden Zahlen waren 101; 98 und 91.

Nach 3000 Betriebsstunden waren die entsprechenden Zahlen 67,5; 72,5 und 56. Daher waren die Zahlen für das Lichtverhalten während der Lebensdauer auch besser bei der zweiten und dritten Gruppe als bei der ersten wie die entsprechenden Zahlen 67%, 74% und 62% zeigen. Das zeigt weiter, daß die Lampen gemäß der dritten Gruppe auch den der zweiten Gruppe

iü vorzuziehen sind.

In einer anderen Untersuchung wurde ermittelt, welchen Einfluß die Streifenbreite 21 auf den Lampenbetrieb bei 400 W Lampen hat Bei normalem Lampenbetrieb in horizontaler Lage hatten Lampen

is ohne den Streifen eine Temperatur entlang der Achse der Bogenentladung von 5625° Kelvin, der Natriumdampfdruck war dabei 83 Pa und der Skandiumdampfdruck 7,5 Pa. Bei einer Streifenbreite 21 von 7,6 mm waren die Werte 5450" K, 133 Pa resp. 10,4 Pa. Bei

Streifenbreiten von 15,2; 22,8 und 3<./mm wurde die

gleiche Tendenz bei reduzierter Rate beobachtet Bei 34,6 mm Streifenbreite waren die Temperatur 5300° K, 227 Pa und 15 Pa.

Aus diesen Ermittlungen folgert, daß selbst bei einer Streifenbieite von 7,6 mm bereits eine Verbesserung

des Lampenbetriebs zu beobachten ist, weil der

Dampfdruck der effizienter Licht abstrahlenden Metalle

erhöht ist

Photographien der Bogenentladung während des

Lampenbetriebes zeigen, daß der Überzugsstreifen eine Verringerung der Quecksilberstrahlung aus dem heißen Kern der Entladung bewirkt und gleichzeitig die Natriumstrahlung intensiviert wird, wobei außerdem die Natriumstrahlung über die Länge der Bogenentladung gleichmäßiger wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Metalldampf-Hochdruckentladungslampe für horizontalen Betrieb mit einem Wärme reflektierenden Überzug außen auf den Enden der Entladungsröhre, die in Längsrichtung innerhalb eines Außenkolbens mit einseitigem Sockel gelagert ist, an ihren Enden die Elektroden besitzt und deren Füllung Metallhalogenid enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Überzügen (14) an den Enden (20) der Entladungsröhre (6) ein streifenförmiger Überzug (21) entlang der Unterseite vorgesehen ist, der ebenfalls aus Wärme reflektierendem Material besteht

2. Metalldampf-Hochdruckentladungslampe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der streifenförmige Überzug (21) entlang der Unterseite und die Überzüge (14) an den Enden (20) ineinander übergehen oder ohne Abstand oder Unterbrechung aneinander anschließen.

3. rvieiaildampi-Hüchdruckentiadungsiarnpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel am Sockel (5) der Lampe vorgesehen sind, die für die stets gleiche Position der Lampe sorgen, so daß der streifenförmige Überzug (21) stets unten an der Entladungsröhre (6) ist.