<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine Leuchtstofflampe mit Amalgam, das in einem Fortsatz des
Lampenkolbens untergebracht ist und mittels eines elektrischen Vorwärmers aufgewärmt wird, dessen Strom durch die Umgebungstemperatur steuerbar ist.
Es ist eine Leuchtstofflampe bekannt, bei der das Indiumamalgam (USA-Patentschrift Nr. 3, 336, 502) in
Form eines Ringstreifens an der inneren Fläche in der Lampenmitte angebracht ist, während der
Amalgamvorwärmer diesen Abschnitt von aussen umfasst. Die Steuerung des Vorwärmerstromes erfolgt mit Hilfe eines photoelektrischen Systems.
Die Anbringung des Amalgams und des Vorwärmers in der Kolbenmitte erschwert die Herstellungstechnologie der Lampe und beeinträchtigt die Betriebscharakertistiken des Lampe-Vorwärmer-
Systems. Die Erschwerung der Technologie der Herstellung ist dadurch bedingt, dass es kompliziert ist, das Amalgam auf die innere Kolbenfläche vor der Lampenherstellung aufzutragen, und es erforderlich ist, die vorbeschriebene Vakuum- und Wärmebehandlung der Lampe genau einzuhalten.
Die Verschlechterung der Betriebscharakteristiken des Lampe-Vorwärmer-Systems ist durch folgendes bedingt :
Komplizierte Verbindung des Vorwärmers mit dem Vorwärmungssteuersystem ; Abnahme des Lichtstromes wegen der Abschirmung der Lampenfläche durch den Vorwärmer ; erschwerte Anpassung der Lampe und des Vorwärmers im Falle einer separaten Fertigung und eines Zusammenbaues bei dem Verbraucher ; komplizierter Transport im Falle einer Anordnung des Vorwärmers an der Lampe bei dem Lampenhersteller ; grosser Leistungsaufwand für die Vorwärmung wegen grosser Wärmestreuung am Vorwärmer unter anderem.
Zweck der Erfindung ist die Beseitigung der aufgezählten Mängel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Leuchtstofflampe mit einer solchen Anordnung des Amalgamvorwärmers zu schaffen, die eine wesentliche Vereinfachung der Herstellungstechnologie und eine Verbesserung der Betriebscharakteristiken der Lampe sichert.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Amalgam in an sich bekannter Weise im Pumpstengel der Lampe untergebracht ist und der Vorwärmer unmittelbar im Sockel der Lampe am Pumpstengel angeordnet ist, wobei der Pumpstengel auf einer Temperatur gehalten ist, die höher als die Temperatur der kältesten Zone der Lampe ist.
Die Anordnung des Amalgamvorwärmers in dem Lampensockel vereinfacht wesentlich die Herstellungstechnologie der Lampe und verbessert beträchtlich ihre Betriebseigenschaften.
Eine Vereinfachung der Herstellungstechnologie der Lampe ergibt sich dadurch, dass die Anordnung des Vorwärmers im Pumpstengel es ermöglicht, das Amalgam in den Stengel unmittelbar vor dem Zuschmelzen der Lampe einzubringen. Dadurch ist es nicht notwendig, bestimmte Bedingungen bei der Herstellung des Vakuums und bei der Wärmebehandlung genau einzuhalten. Diese Bedingungen müssen beispielsweise genau eingehalten werden, wenn das amalgambildende Metall bzw. das Amalgam in Form eines Streifens in der Lampenmitte angeordnet ist, da dieser Streifen vor der Herstellung des Vakuums und vor der Wärmebehandlung gebildet werden muss. Darüber hinaus ist die Anordnung des Amalgams in dem Pumpstengel fertigungsgerechter als die Anordnung eines Amalgamstreifens in der Lampenmitte.
Die Verbesserung der Betriebseigenschaften der Lampe besteht darin, dass die Anordnung des Vorwärmers im Sockel die Transportmöglichkeiten der Lampe im Vergleich zu einer Lampe ohne Vorwärmer nicht beeinträchtigt. Ausserdem ermöglicht die Verbesserung den einfachen Anschluss (ohne zusätzliche Leiter) der Lampe an die Leuchte, in der die Steuerschaltung für den Vorwärmer angeordnet ist. Zu diesem Anschluss wird als Kontakt das Metallgehäuse des Sockels benutzt. Dies führt nicht zur Abschirmung des Lampenlichtstromes durch den Vorwärmer.
Besonders hervorzuheben ist, dass die Anordnung des Vorwärmers im Sockel und die Unterbringung des Amalgams im Pumpstengel wegen der sehr kleinen Masse des vorzuwärmenden Pumpstengels und dem geringeren Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Temperatur im geschlossenen Sockelraum einen optimalen Druck der Quecksilberdämpfe bei wesentlich geringerer Vorwärmerleistung sichert. Die geringere Leistung des Vorwärmers ist nicht nur in Anbetracht der Möglichkeit die Lichtausbeute der Lampe zu erhöhen günstig, sondern auch in Anbetracht der Möglichkeit eine einfache Schaltung zur Steuerung der Vorwärmerleistung in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur zu schaffen. Dies bedeutet, dass zur Steuerung der Vorwärmerleistung in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur einfachere Temperaturkompensationsschaltungen benutzt werden können.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung folgen aus der nachstehenden erläuternden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles, in denen Fig. 1 einen Längsschnitt eines Lampenteiles, in dem sich der Vorwärmer befindet, Fig. 2 die Schaltung der Lampe und des Vorwärmers und Fig. 3 in schaubildlicher Darstellung das Lichtstromverhalten einer erfindungsgemässen Lampe im Vergleich zu einer Lampe mit reinem Quecksilber und einer Lampe mit Amalgammetall ohne Vorwärmer zeigt.
Die erfindungsgemässe Leuchtstofflampe gemäss Fig. 1 besitzt eine zylindrische Form. Die Aufrechterhaltung des optimalen Quecksilberdampfdruckes wird bei dieser Lampe durch eine zusätzlich von der Umgebungstemperatur abhängige Erwärmung des in einem Pumpstengel--2--untergebrachten Amalgams mit Hilfe eines auf den Pumpstengel--2--aufgesetzten Vorwärmers--3--gesichert. Die Lampe kann auch mit einer ovalen, rechteckigen od. dgl. Querschnittsform versehen sein. Die Lampe mit dem auf den Pumpstengel
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
Vorwärmer-3-istPumpstengel --2-- auszuschliessen, hat dieser an der Innenfläche einen Vorsprung Die Verschiebung des Amalgams --1-- im Pumpstengel --2-- kann auch mit Hilfe von Perlen, Glasfaserwatte od. dgl. begrenzt werden.
Fig. 2 zeigt eine beispielsweise Schaltung für die erfindungsgemässe Lampe. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass der
EMI2.2
--3-- aufSockels--4--und über eine Temperaturkompensationseinrichtung--13--, welche den durch den Vorwärmer fliessenden Strom bei Änderung der Umgebungstemperatur steuert, mit einer Klemme--14--der Speisequelle verbunden. Der andere Stift --10-- des Sockels --4-- ist mit einem Starter-15- verbunden, der zur Zündung der Leuchtstofflampe dient. Der Starter--15--ist ausserdem zur Stromzufuhr
EMI2.3
verbunden. Die Vorschalteinrichtung--19--ist mit ihrem andern Ende mit der Klemme--14--der Speisequelle verbunden. Die Stifte --8,10-- des Sockels --4-- und die Stifte-16, 18-des Sockels --17- sind jeweils mit aktivierten Elektroden--20 und 21-- der Lampe verbunden.
Zur Stromsteuerung des Vorwärmers --3-- ist als Temperaturkompensationseinrichtung--13-vorzugsweise ein temperaturabhängiger Widerstand mit positivem oder negativem Temperaturkoeffizient zu verwenden.
Es sind auch Lampenschaltungen möglich, bei denen zum Unterschied von der in Fig. 2 gezeigten eine Vorwärmung der Elektroden im Arbeitszustand erfolgt sowie auch Schaltungen mit starterloser Zündung.
Die Vorschalteinrichtung-19--, der Starter --15-- und die Temperaturkompensationseinrichtung
EMI2.4
Leuchtenfassung, die mit der Temperaturkompensationseinrichtung--13--verbunden ist, auch eine Markierung vorhanden. Die Lampe funktioniert wie folgt :
Nach dem Anschluss wird die Lampe mit Hilfe des Starters gezündet. Hiebei hat die Temperaturkompensationseinrichtung--13--einen Widerstand, der durch die Temperatur, in der sie sich befindet, und die Temperatur der Umgebung, in der sich die Lampe befindet, bestimmt wird. Ist die Umgebungstemperatur hoch (obere Grenze des Arbeitstemperaturbereiches), so ist der Widerstand der
EMI2.5
der praktisch die Temperatur des Amalgams--l--nicht beeinflusst. Hiebei wird die Temperatur des Amalgams --l-- nur durch die Umgebungstemperatur bestimmt.
Unter diesen Bedingungen muss die gewählte Zusammensetzung des Amalgams einen optimalen Druck der Quecksilberdämpfe in der Lampe sichern. Bei niedrigen Umgebungstemperaturen wird der Widerstand der Temperaturkompensationseinrichtung verringert und über den Vorwärmer--3--fliesst ein grosser Strom. Dieser Strom ist umso grösser, je niedriger die Umgebungstemperatur gegenüber der Temperatur ist, bei der der über den Vorwärmer--3--fliessende Strom praktisch die Amalgamtemperatur nicht beeinflusst.
Die Charakteristik der Temperaturkompensationseinrichtung - wird derart gewählt, dass die Leistung des Vorwärmers--3--, die bei Änderung der Umgebungstemperatur in den vorgegebenen Grenzen eingestellt wird, eine konstante Temperatur des Amalgams - und damit einen konstanten Druck der Quecksilberdämpfe in der Lampe und einen konstanten Lichtstrom sichert.
Die Abhängigkeit des Lichtstromes der erfindungsgemässen Lampe im Vergleich zu einer Lampe mit reinem Quecksilber und einer Lampe mit Metallamalgam ohne Vorwärmung zeigt Fig. 3. Die Kurve "a" bezieht sich auf eine Lampe mit reinem Quecksilber. Das Maximum des Lichtstromes liegt bei 20 C, wobei der Strom sowohl bei der Abnahme, als auch bei der Zunahme der Umgebungstemperatur sehr stark ansteigt. Die Kurve"b"bezieht sich auf eine Lampe mit Metallamalgam ohne Vorwärmung. Bei einer solchen Lampe liegt das Maximum des Lichtstromes bei einer Umgebungstemperatur von 45 C, wobei der Strom sowohl mit Abnahme als auch mit Zunahme der Temperatur beträchtlich absinkt.
Die Kurve "c" bezieht sich auf eine Leuchtstofflampe mit Amalgam und mit Vorwärmer gemäss der Erfindung, bei der eine Amalgamverbindung mit einem Metall derart gewählt ist, dass das Maximum des Lichtstromes bei einer Umgebungstemperatur von 550C erreicht wird. Eine weitere Steigerung der Temperatur führt zur Senkung des Lichtstromes, weshalb eine Amalgamverbindung mit einem Metall gewählt wird, unter Berücksichtigung des maximalen Lichtstromes bei der im Betrieb höchstmöglichen Umgebungstemperatur. Bei einer Senkung der Umgebungstemperatur setzt die Wirkung des Vorwärmers ein, so dass der Lichtstrom konstant bleibt.
Nur bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen, bei
<Desc/Clms Page number 3>
welchen der Druck der Quecksilberdämpfe durch das aus dem Amalgam verdampfte und auf dem Kolben abgelagerte Quecksilber bestimmt wird, beginnt die Abnahme des Lichtstromes. Deshalb ist die Verwendung der Erfindung für solche Leuchtstofflampen und Umgebungstemperaturen zu empfehlen, bei welchen der kälteste Punkt der Lampe im Arbeitszustand eine Temperatur von mehr als 250C aufweist. Diese Temperatur entspricht etwa einem 10% eigen Abfall des Lichtstromes von seinem maximalen Wert.
Die Abhängigkeit der Lichtausbeute einer erfindungsgemässen Lampe von der Umgebungstemperatur hat praktisch den gleichen Verlauf, wie die Abhängigkeit des Lichtstromes, da die Leistungsverluste bei der Amalgamvorwärmung, wie oben gezeigt, sehr geringfügig sind. Beispielsweise übersteigen diese Verluste bei einer Lampe mit einer Leistung von 100 W nicht 3 W.