DE102004035931B4

DE102004035931B4 - Ignition aid for a high-pressure gas discharge lamp like a high-pressure sodium vapor discharge lamp has a wire antenna coiled round a burner tube

Info

Publication number: DE102004035931B4
Application number: DE102004035931A
Authority: DE
Inventors: Walter Schaaf
Original assignee: Flowil International Lighting Holding BV
Current assignee: Flowil International Lighting Holding BV
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2024-07-24
Also published as: ES2320779T3; EP1626435B1; DE502005006361D1; ATE419644T1; EP1626435A2; EP1626435A3; DE102004035931A1

Abstract

A wire antenna (WA) (9) is coiled round a burner (18) tube (6) made from quartz/translucent ceramic/polycrystalline aluminum oxide with two ends (7,8). The WA fits on the burner's external surface. Two electrodes (10,11) protrude into the burner tube with both their ends (4,5).

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündhilfe für eine Hochdruckentladungslampe, insbesondere eine Hochdrucknatriumdampflampe (SHP-Lampe) mit einer um ein aus Quarz oder einer lichtdurchlässigen Keramik, insbesondere aus polykristallinem Aluminiumoxid (PCA), bestehendes, zwei Enden aufweisendes Brennerrohr herum gewendelten und an der äußeren Oberfläche desselben anliegenden und ebenfalls zwei Enden aufweisenden Antenne aus Draht, sowie mit zwei von seinen beiden Enden her in das Brennerrohr hineinragenden Elektroden.The The invention relates to a starting aid for a high pressure discharge lamp, In particular, a high pressure sodium vapor lamp (SHP lamp) with a one made of quartz or a translucent ceramic, in particular made of polycrystalline alumina (PCA), consisting of two ends The burner tube is wound around and on the outer surface thereof adjoining and also having two ends antenna of wire, as well with two of its two ends protruding into the burner tube Electrodes.

Hochdruckentladungslampen, wie Metallhalogenlampen oder Hochdrucknatriumdampflampen, brauchen zum Starten eine hohe Zündspannung, die üblicherweise von einer speziellen Zündquelle erzeugt wird. Derartige Hochdruckentladungslampen werden mit einer Zündhilfe ausgerüstet, die das Zündverhalten verbessert. Der benötigte Hochspannungsimpuls wird in der Zündquelle erzeugt und zwischen den Elektroden angelegt.High intensity discharge lamps, like metal halide lamps or high pressure sodium lamps for starting a high ignition voltage, the usual from a special ignition source is produced. Such high-pressure discharge lamps are provided with a ignition aid equipped, the ignition behavior improved. The needed High voltage pulse is generated in the ignition source and between applied to the electrodes.

Es ist eine Zündhilfe der eingangs genannten Bauart bekannt ( US 4 520 294 ), bei welcher die Antenne mit einem eingebauten Starter verbunden ist, der die benötigten Hochspannungspulse erzeugt. Die Antenne ist dabei nicht am Brennerrohr selbst festgelegt, sondern nur an gesonderten Halterungen innerhalb eines Hüllkolbens und lässt sich somit nicht unabhängig von den Halterungen am Brennerrohr anbringen. Dies ist aufwendig und kostenträchtig. Außerdem kann sich die Zündhilfe unter dem Einfluß der auftretenden Wärmespannungen bei den vorhandenen hohen Betriebstemperaturen am Brennerrohr verlagern, was sich sehr nachteilig auf das Zündverhalten auswirkt.It is a starting aid of the aforementioned type known ( US 4,520,294 ), in which the antenna is connected to a built-in starter which generates the required high voltage pulses. The antenna is not fixed to the burner tube itself, but only on separate brackets within a Hüllkolbens and thus can not be independent of the brackets on the burner tube attach. This is complicated and costly. In addition, the ignition aid can shift under the influence of the thermal stresses occurring at the existing high operating temperatures on the burner tube, which has a very adverse effect on the ignition.

Ferner ist eine Zündhilfe bekannt ( EP 1 355 345 A1 ), bei welcher die Antenne aus Titannitrid oder aus einem anderen Metallnitrid besteht, das jeweils als Pulver in Streifenform in die Wand eines PCA-Brenners eingesintert wird. Für verschiedene Lampentypen müssen verschiedene Antennen und deren Materialien eingesetzt werden. Brennerrohre aus PCA sind am Markt ohne Schwierigkeit verfügbar und frei erhältlich, derartige Brennerrohre mit verschiedenen Antennen der beschriebenen Art jedoch nicht. Die Herstellung solcher Zündhilfen ist somit nicht nur recht schwierig, sondern auch aufwendig. Außerdem ist bei induktiven Zündhilfen das elektrische Kontaktieren der eingesinterten Antenne durch eine Bimetallfeder problematisch, da es vorkommt, dass beim Prozeß des Einsinterns Material der Antenne gerade dort, wo die Bimetallfeder zur Anlage kommt, von Material des Brenners abgedeckt wird. Diese bekannte Bauform besitzt bereits im Bereich der Elektroden um das Brennerrohr herumlaufende Ringe, mit denen die Antenne mit ihren jeweiligen Enden in Verbindung steht, um möglichen exzentrischen Anordnungen der Elektroden, d. h. deren gegebenenfalls beim Einschmelzen im Brennerrohr auftretende Abweichungen von dessen Mittelachse, Rechnung zu tragen.Furthermore, a starting aid is known ( EP 1 355 345 A1 ), in which the antenna consists of titanium nitride or of another metal nitride, which is sintered as a powder in strip form in the wall of a PCA burner. For different lamp types different antennas and their materials have to be used. Burner tubes made of PCA are available on the market without difficulty and freely available, but such burner tubes with different antennas of the type described not. The preparation of such ignition aids is thus not only quite difficult, but also expensive. In addition, in inductive ignition aids, the electrical contacting of the sintered antenna by a bimetallic spring is problematic because it happens that in the process of Einsinterns material of the antenna just where the bimetal spring comes to rest, is covered by material of the burner. This known design already has rings running around the burner tube in the area of the electrodes, with which the antenna is connected to their respective ends in order to take account of possible eccentric arrangements of the electrodes, ie their deviations from the central axis thereof which occur during melting in the burner tube ,

Außerdem ist aus der US 2003/0006705 A1 eine Zündhilfe der eingangs genannten Bauart bekannt, die lediglich um das Brennerrohr gewickelt ist, ohne daß gesonderte Elemente zur Festlegung der Zündhilfe am Brennerrohr vorgesehen wären.Besides that is from US 2003/0006705 A1 an ignition aid of the aforementioned Type known, which is wound only around the burner tube, without that separate Elements for determining the ignition aid would be provided on the burner tube.

Schließlich ist aus der US 5 757 137 A eine Zündhilfe bekannt, die sich als geradliniger Draht längs des Brennerrohrs erstreckt und am einen Ende desselben teilweise um dasselbe geschlungen ist und am anderen Ende des Brennerrohrs von einer gesonderten Halterung abgestützt ist, die einen komplizierten Aufbau besitzt.Finally, out of the US Pat. No. 5,757,137 a Zündhilfe known, which extends as a straight wire along the burner tube and at one end thereof is partially wrapped around the same and is supported at the other end of the burner tube by a separate holder which has a complicated structure.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird darin gesehen, eine Zündhilfe der eingangs genannten Bauart zu schaffen, die eine kostengünstige, flexible Fertigung und die Verwendung gleicher Brennerrohre für unterschiedliche Lampentypen ermöglicht, ohne dass Einsinterungen benötigt würden.The The problem underlying the invention is seen in, a ignition aid of the type mentioned at the outset, which is a cost-effective, flexible production and the use of the same burner tubes for different Enables lamp types, without sintering needed would.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Bereich der Elektroden auf jedem Ende des Brennerrohrs ein gespaltener Klemmring unter Vorspannung aufgebracht ist, dass die Antenne mit jedem ihrer beiden Enden an jeweils einem der Ringe angeschweißt ist, und dass die Ringe oder die Enden der Antenne jeweils mit einem keramischen Zement bzw. Kitt an der Oberfläche des Brennerrohrs festgelegt sind.These Task is inventively characterized solved, that in the region of the electrodes on each end of the burner tube a split clamping ring is applied under pretension that the Antenna with each of its two ends on each of the rings welded is, and that the rings or the ends of the antenna each with a fixed ceramic cement or putty on the surface of the burner tube are.

Die Spaltung der Ringe ermöglicht ihren Klemmsitz auf den Brennrohrenden und auch ihre Aufbringung auf Brennerrohre, die vom Normdurchmesser geringfügig abweichen, solange eine ausreichende Vorspannung sichergestellt ist. Die Antennenenden werden nach dem Aufbringen der Ringe um das Brennerrohr gewickelt und mit den Außenseiten der Ringe verschweißt. Vor allen Dingen ermöglicht die Erfindung die Verwendung der Zündhilfe für verschiedene Lampentypen, da sie noch nach der Fertigstellung, z. B. eines PCA-Brenners, an demselben angebracht werden kann. Ein Tropfen keramischer Klebstoff bzw. Kitt in Form einer Suspension wird nach dem Aufsetzen der Ringe auf diese oder die Enden der Antenne und das Brennerrohr aufgebracht.The Cleavage of the rings allows their clamping fit on the combustion tube ends and also their application on burner tubes which deviate slightly from the standard diameter, as long as a sufficient bias voltage is ensured. The antenna ends are wound around the burner tube after the rings have been applied and with the outsides of the Welded rings. Above all, the Invention the use of the ignition aid for different Lamp types, as they still after completion, for. B. a PCA burner, can be attached to the same. A drop of ceramic glue or putty in the form of a suspension is after placing the rings applied to this or the ends of the antenna and the burner tube.

Diese Tropfen sichern nach ihrer Trocknung bei Umgebungstemperatur die Ringe oder die genannten Enden und stets die Antenne an der Oberfläche des Brennerrohres gegen jedwede Verlagerung während der Montage. Nach dem Zünden des Brenners und bei Erreichen von dessen Betriebstemperatur sintert das Material des jeweiligen Tropfens mit dem Material des Brenners zusammen und sorgt für eine unverrückbare Festlegung der Ringe oder der Enden der Antenne sowie der Antenne selbst an der Brenneroberfläche und damit für ein einwandfreies Zünden des Brenners während dessen gesamter Lebensdauer.These drops, after drying at ambient temperature, secure the rings or said ends and always secure the antenna to the surface of the burner tube against any displacement during assembly. After ignition of the burner and upon reaching its operating temperature, the material of the respective droplet sinters together with the material of the burner and ensures immovable fixing of the rings or the ends of the antenna and the antenna itself to the burner surface and thus for a perfect ignition of Burner throughout its lifetime.

Dabei kann der keramische Zement bzw. Kitt vorteilhaft Aluminiumoxid enthalten, das den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist wie das PCA-Rohr.there the ceramic cement or putty can advantageously contain aluminum oxide, the same thermal expansion coefficient like the PCA tube.

Bei einer erfindungsgemäßen Zündhilfe für induktive Zündung bei einem in einem Hüllkolben mit Sockel angeordneten Brenner ist zweckmäßig eine an sich bekannte Bimetallfeder zur Verbindung der Antenne mit einer Zündquelle vorgesehen, wobei gemäß der Erfindung die Bimetallfeder im kalten Zustand des Brenners an dem am weitesten vom Sockel abgelegenen Ring zur Anlage kommen kann. Das metallische Kontaktieren sichert einen geringen Übergangswiderstand für den Strom. Nach dem Zünden unterbricht die Bimetallfeder unter dem Einfluß der ansteigenden Temperatur die Stromzufuhr zur Antenne, um im Falle einer Hochdrucknatriumdampflampe Natriumverluste durch die Wand des Brennerrohrs hindurch zu vermeiden.at an ignition aid according to the invention for inductive ignition at one in an envelope arranged with base burner is expediently a known bimetallic spring provided for connecting the antenna to an ignition source, wherein according to the invention the bimetal spring in the cold state of the burner at the furthest From the base remote ring can come to the plant. The metallic one Contact ensures a low contact resistance for the current. After the ignition interrupts the bimetal spring under the influence of the rising temperature the power supply to the antenna in case of a high pressure sodium vapor lamp To avoid sodium losses through the wall of the burner tube.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Antenne aus Molybdän, während die Ringe aus Chromnickelstahl bestehen. Es können jedoch je nach Anwendung auch anderweitige Metalle Verwendung finden.at a preferred embodiment if the antenna is made of molybdenum, while the rings are made of stainless steel. However, it may vary depending on the application also find other metals use.

Die Erfindung und ihre vorteilhaften Weiterbildungen sind als Ausführungsformen im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.The Invention and its advantageous developments are as embodiments explained in more detail below with reference to the drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Draufsicht auf eine SHP-Lampe mit einem Hüllkolben mit Sockel und einem in dem Hüllkolben angeordneten PCA-Brenner mit einer induktiven Zündhilfe nach der Erfindung; 1 a plan view of a SHP lamp with an enveloping bulb with base and a arranged in the enveloping piston PCA burner with an inductive ignition aid according to the invention;

2 eine Draufsicht auf eine Seite des Endes des PCA-Brenners mit der induktiven Zündhilfe nach 1 in leicht abgewandelter Form und in vergrößertem Maßstab; 2 a plan view of one side of the end of the PCA burner with the inductive Zündhilfe after 1 in slightly modified form and on an enlarged scale;

3 eine Schnitt längs der Linie III-III in 2; 3 a section along the line III-III in 2 ;

4 eine Draufsicht auf eine SHP-Lampe mit einem Hüllkolben mit Sockel und einem in dem Hüllkolben angeordneten PCA-Brenner mit einer kapazitiven Zündhilfe nach der Erfindung; 4 a plan view of a SHP lamp with an enveloping bulb with base and a arranged in the enveloping piston PCA burner with a capacitive ignition aid according to the invention;

5 eine Draufsicht auf eine Seite des Endes des PCA-Brenners mit der kapazitiven Zündhilfe nach 4 in leicht abgewandelter Form und in vergrößertem Maßstab; 5 a plan view of one side of the end of the PCA burner with the capacitive ignition aid according to 4 in slightly modified form and on an enlarged scale;

6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in 5 6 a section along the line VI-VI in 5

Gemäß der Ausführungsform nach 1 ist in einem Hüllkolben 1 mit einem Sockel 2 einer SHP-Lampe 3 um ein zwei Enden 4 und 5 aufweisendes Brennerrohr 6 aus PCA herum und an der äußeren Oberfläche des Brennerrohrs anliegend eine ebenfalls zwei Enden 7 und 8 aufweisende Antenne 9 einer Zündhilfe 12 vorgesehen. Es sind zwei von seinen beiden Enden 4 und 5 in das Brennerrohr 6 hineinragende Elektroden 10 und 11 vorhanden.According to the embodiment according to 1 is in an envelope 1 with a pedestal 2 a SHP lamp 3 around one two ends 4 and 5 having burner tube 6 from PCA and abutting the outer surface of the burner tube also has two ends 7 and 8th having antenna 9 a starting aid 12 intended. It's two of its two ends 4 and 5 in the burner tube 6 protruding electrodes 10 and 11 available.

Erfindungsgemäß ist im Bereich der Elektroden 10 und 11 auf jedem Ende 4, 5 des Brennerrohres 6 ein gespaltener Klemmring 13, 14 unter Vorspannung aufgebracht; die Antenne 9 ist mit jedem ihrer beiden Enden 7, 8 an jeweils einem der Ringe 13, 14 angeschweißt. Die Ringe 13, 14 sind jeweils mit einem keramischen Zement bzw. Kitt l5, 16 an der Oberfläche des Brennerrohrs 6 festgelegt.According to the invention, in the region of the electrodes 10 and 11 on each end 4 . 5 of the burner tube 6 a split clamping ring 13 . 14 applied under tension; the antenna 9 is with each of its two ends 7 . 8th on each one of the rings 13 . 14 welded. The Rings 13 . 14 each with a ceramic cement or putty l5 . 16 on the surface of the burner tube 6 established.

Der bei Umgebungstemperatur trocknende Zement bzw. Kitt 15, 16 ist jeweils als Suspensionstropfen aufgebracht und bei Betriebstemperatur des Brenners 18 aushärtbar, wobei sich dieser Tropfen mit der Oberfläche des Brennerrohres 6 fest verbindet.The ambient temperature drying cement or putty 15 . 16 is applied in each case as a suspension droplet and at the operating temperature of the burner 18 curable, with this drop with the surface of the burner tube 6 firmly connects.

Zweckmäßig enthält auch der keramische Zement bzw. Kitt Aluminiumoxid und weist nach seiner Trocknung den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf wie das PCA-Rohr.It also contains useful the ceramic cement or putty alumina and has after his Drying the same coefficient of thermal expansion on like the PCA tube.

Die in der 1 einerseits und in den 2 und 3 andererseits etwas unterschiedliche Lage der Antennenenden und 8 ist hier nicht relevant.The in the 1 on the one hand and in the 2 and 3 on the other hand, slightly different position of the antenna ends and 8th is not relevant here.

Bei der in den 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen handelt es sich um eine Zündhilfe für induktive Zündung, bei der eine Bimetallfeder 17 zur Verbindung mit einer nicht gezeigten Zündquelle vorgesehen ist. Diese Bimetallfeder 17 liegt im kalten Zustand des Brenners 18 an dem am weitesten vom Sockel 2 abgelegenen Ring 13 an.In the in the 1 . 2 and 3 shown embodiments is an ignition aid for inductive ignition, in which a bimetallic spring 17 is provided for connection to an ignition source, not shown. This bimetallic spring 17 is in the cold state of the burner 18 at the furthest from the pedestal 2 remote ring 13 at.

Wie 1 zu entnehmen ist, wird der Brenner 18 innerhalb des Hüllkolbens 1 von zwei Halterungen 19 und 20 einerseits am Sockel 2 und andererseits an einer Eindrückung 21 am gegenüberliegenden Ende 22 des Hüllkolbens 1 fixiert. Diese Halterungen 19 und 20 dienen ferner der Stromzufuhr von Anschlüssen 23 und 24 zu den Elektroden 10 und 11, wobei zwischen dem Anschluss 24 und der Halterung 19 ein Leitungsdraht 25 geschaltet ist. Mit 26 ist ein Getter bezeichnet. Die Bezugszeichen 27 und 28 bezeichnen Schweißpunkte der Antennenenden 7 und 8 an den Ringen 33 und 14. Die an den Enden 4, 5 des Brennerrohrs 6 eingeschmolzenen Elektroden 10 und 11 besitzen Anschlüsse 29 und 30 zur leitenden Verbindung mit den Halterungen 19 und 20. Eine nicht gezeigte Stromquelle zur Speisung des Brenners 18 dient gleichzeitig als die oben erwähnte Zündquelle für die Zündhilfe 12.As 1 can be seen, the burner is 18 within the outer bulb 1 of two mounts 19 and 20 on the one hand at the base 2 and on the other hand at a depression 21 at the opposite end 22 of the outer bulb 1 fixed. This Hal Chippings 19 and 20 also serve the power supply of terminals 23 and 24 to the electrodes 10 and 11 , being between the connection 24 and the holder 19 a conductor wire 25 is switched. With 26 is a getter called. The reference numerals 27 and 28 denote welding points of the antenna ends 7 and 8th at the rings 33 and 14 , The at the ends 4 . 5 of the burner tube 6 melted electrodes 10 and 11 own connections 29 and 30 for conductive connection with the brackets 19 and 20 , A not shown power source for supplying the burner 18 at the same time serves as the above-mentioned ignition source for the ignition aid 12 ,

Die in den 4, 5 und 6 gezeigte zweite Ausführungsform mit einer kapazitiven Zündhilfe 12' ist erfindungsgemäß der in den 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsform mit einer induktiven Zündhilfe 12 weitgehend gleich, weshalb jeweils gleiche Teile mit jeweils gleichen Bezugszeichen versehen worden sind. Auch hier ist die etwas unterschiedliche Lage der Antennenenden 7, 8 in den 5 und 6 gegenüber der 4 nicht relevant.The in the 4 . 5 and 6 shown second embodiment with a capacitive ignition aid 12 ' is according to the invention in the 1 and 2 shown first embodiment with an inductive ignition aid 12 largely the same, which is why the same parts have been provided with the same reference numerals. Again, the slightly different location of the antenna ends 7 . 8th in the 5 and 6 opposite the 4 Not relevant.

Zum Unterschied zu der induktiven Zündhilfe 12 nach den 1 und 2 besitzt die kapazitive Zündhilfe 12' nach der 4 keine elektrische Verbindung zur stromführenden Halterung 19' und die jeweiligen Suspensionstropfen des Zements bzw. Kitts 15, 16 sind auf die Enden 7 und 8 der Antenne 9 und die angrenzende Oberfläche des Brennerrohrs 6 aufgebracht worden, wobei die Ringe 13, 14 einen größeren Abstand von den Rändern 31 und 32 des Brennerrohrs 6 aufweisen. Aus den genannten Gründen gibt es hier keine Bimetallfeder. Die Halterungen 19' und 20' besitzen eine gegenüber den Halterungen 19 und 20 etwas veränderte Gestalt.Unlike the inductive ignition aid 12 after the 1 and 2 owns the capacitive ignition aid 12 ' after 4 no electrical connection to the live holder 19 ' and the respective suspension drops of the cement or putty 15 . 16 are on the ends 7 and 8th the antenna 9 and the adjacent surface of the burner tube 6 been applied, the rings 13 . 14 a greater distance from the edges 31 and 32 of the burner tube 6 exhibit. For the reasons mentioned, there is no bimetallic spring here. The brackets 19 ' and 20 ' have one opposite the brackets 19 and 20 slightly different shape.

Claims

Ignition aid ( 12 . 12 ' ) for a high-pressure discharge lamp, in particular a high-pressure sodium lamp (SHP lamp) ( 3 ) having an end made of quartz or a translucent ceramic, in particular of polycrystalline aluminum oxide, two ends ( 4 . 5 ) burner tube ( 6 ) of a burner ( 18 ) wound around and on the outer surface of the same and also two ends ( 7 . 8th ) antenna ( 9 ) of wire, as well as two of its two ends ( 4 . 5 ) into the burner tube ( 6 ) protruding electrodes ( 10 . 11 ), characterized in that in the region of the electrodes ( 10 . 11 ) on each end ( 4 . 5 ) of the burner tube ( 6 ) a split clamping ring ( 13 . 14 ) is applied under bias, that the antenna ( 9 ) with each of its two ends ( 7 . 8th ) on each of the rings ( 13 . 14 ) is welded, and that the rings ( 13 . 14 ) or the ends ( 7 . 8th ) of the antenna ( 9 ) each with a ceramic cement or putty ( 15 . 16 ) on the surface of the burner tube ( 6 ).

Ignition aid ( 12 . 12 ' ) according to claim 1, characterized in that the ambient temperature drying cement or putty ( 15 . 16 ) at the operating temperature of the burner ( 18 ) is curable.

Ignition aid ( 12 . 12 ' ) according to claim 1 or 2 with a burner tube ( 6 Polycrystalline alumina (PCA), characterized in that also the ceramic cement ( 15 . 16 ) Contains alumina and after drying it has the same coefficient of thermal expansion as the PCA tube.

Ignition aid ( 12 . 12 ' ) according to one of claims 1 to 3 for inductive ignition in a case in an envelope ( 1 ) with base ( 2 ) arranged burner ( 18 ), characterized in that a bimetallic spring ( 17 ) for connecting the antenna ( 9 ) is provided with an ignition source, and that this bimetallic spring ( 17 ) in the cold state of the burner ( 18 ) at the farthest from the base ( 2 ) remote ring ( 13 ) is present.

Ignition aid ( 12 . 12 ' ) according to claim 1, characterized in that the antenna ( 9 ) consists of molybdenum.

Ignition aid ( 12 . 12 ' ) according to claim 1, characterized in that the rings ( 13 . 14 ) made of stainless steel.