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DE1100167B - Verfahren zum Betrieb einer Entladungslampe grosser Lichtstaerke und Leuchtdichte sowie Hochdruckentladungslampe hierfuer - Google Patents

Verfahren zum Betrieb einer Entladungslampe grosser Lichtstaerke und Leuchtdichte sowie Hochdruckentladungslampe hierfuer

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Publication number
DE1100167B
DE1100167B DEU6478A DEU0006478A DE1100167B DE 1100167 B DE1100167 B DE 1100167B DE U6478 A DEU6478 A DE U6478A DE U0006478 A DEU0006478 A DE U0006478A DE 1100167 B DE1100167 B DE 1100167B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nozzle
arc
electrode
passage
lamp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEU6478A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert Maccornack Gage
Leo Isadore
Harold Sylvanus Morton Jun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Union Carbide Corp
Original Assignee
Union Carbide Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Publication of DE1100167B publication Critical patent/DE1100167B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/48Generating plasma using an arc
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
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    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Discharge Lamp (AREA)

Description

DEUTSCHES
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Entladungslampe großer Lichtstärke und Leuchtdichte mit axialem oder seitlichem Lichtaustritt, bei welcher ein Bogen zusammen mit einem inerten Gasstrom durch einen die Entladung einengenden Durchgang eingeleitet wird und damit ein verjüngter Bogen von hoher axialer Stabilität und konzentrierter Wärme hergestellt wird.
Hoch intensive Lichtquellen finden wirtschaftlich l>edeutende Anwendungen, besonders bei dem Film-Lildwurf. Bei dieser Anwendung reicht es nicht aus, nur eine Quelle mit einer hohen Gesamtlichtausbeute zu haben. Die Optik dieses Projektionssystems macht es wünschenswert, daß dieses Licht von einer Lichtquelle hoher und verhältnismäßig gleichmäßiger Leuchtdichte kommt,
Die übliche hochintensive Lichtquelle, die zur Zeit Anwendung findet, ist der Kohlelichtbogen. Es ist bekannt, daß Lichtbogen im Xenongas ein äußerst brillantes weißes Licht erzeugen. Es wurde deshalb auf diesem Gebiet daran gearbeitet, eine Xenonlichtbogenquelle zu entwickeln, die den Kohlelichtbogen auf einigen Gebieten ergänzen und sogar ersetzen kann.
Kürzlich wurde ein Verfahren für die Erzeugung eines ausgerichteten Lichtbogenausflusses hoher Wärmeintensität beschrieben, bei dem ein Lichtbogen, der zwischen zwei Elektroden von entgegengesetzter Polarität gebildet wird, zusammen mit einem Gasstrom in einem verjüngten Durchgang einfließt, dessen Querschnitt kleiner ist als der Querschnitt eines gleichwertigen offenen Lichtbogens. Als Folge dieser Verengung vermischen sich der Lichtbogen und der Gasstrom innerhalb des Durchganges, um als hocherhitzter Ausfluß auszuströmen, der entweder Strom führen kann oder nicht, je nachdem, ob die Elektroden auf der gleichen Seite oder auf entgegengesetzten Seiten des verjüngten Durchganges liegen. Ein Lichtbogenbrenner, der einen Lichtbogen anwendet, welcher zwischen einer nicht abschmelzenden Stabelektrode innerhalb einer Düse und einem benachbarten Wandteil der Düse gezündet wird, ergibt einen Ausfluß, der keinen Strom auf einen Körper, auf den er auftritt, überträgt und der als »nicht übertragender« Lichtbogenbrenner bezeichnet worden ist. Demgegenüber ergibt ein Lichtbogenbrenner, der einen Lichtl >ogen zwischen einer solchen inneren Stabelektrode und einem äußeren Körper, der unterhalb der Düse angebracht ist, zündet, einen Ausfluß, der einen vollen Strom auf einen bereits getroffenen Körper trägt, und ist als »übertragender« Lichtbogen bekannt. Man hat nun herausgefunden, daß die sich verjüngende innere oder äußere Lichtbogensäule, die von beiden dieser Lichtbogenbrennerarten erzeugt wird, unter bestimm-Verfahren zum Betrieb
einer Entladungslampe großer Lichtstärke
und Leuchtdichte
sowie Hochdruckentladungslampe hierfür
Anmelder:
Union Carbide Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. H. Görtz, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Schneckenhofstr. 27
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. September 1958
Leo Isadore, Larchmont, N. Y.,
Harold Sylvanus Morton jun.r Gaithersburg, Md.,
und Robert MacCornack Gage, Summit, N. J.
(V. StA.),
sind als Erfinder genannt worden
ten Bedingungen als eine Lichtquelle hoher Intensität dienen kann.
Die Erfindung liegt nun darin, daß zusätzlich ein unter Druck stehendes inertes Gas mit einem über 39 liegenden Molekulargewicht durch den Entladungsraum des eingeengten Lichtbogens stetig hindurchgeführt wird. Geeignete Gase zur Anwendung bei dem Verfahren dieser Erfindung sind Argon (Molekulargewicht 39,9), Krypton (Molekulargewicht 83,70) und Xenon (Molekulargewicht 131,3). Ganz besonders wird Xenon bevorzugt, weil es das hellste und Weiß am nächsten kommende Licht erzeugt.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Hochdruckentladungslampe für die Ausführung des zuvor erwähnten Verfahrens mit einer nicht abschmelzenden Stabelektrode, die innerhalb einer Düse mit einem verjüngten Auslaßdurchgang angeordnet ist. Die Spitze der Elektrode befindet sich in der Nähe des Eingangs des sich verjüngenden Durchganges, und eine Ergänzungselektrode ist unterhalb der Düsenöffnung angeordnet. Die Düse ist an einer Zuführung neutralen Gasen angeschlossen, und die Elektroden sind an eine Quelle mit Gleichstrom angeschlossen. Die Stabelektrode dient als Kathode und die Ergänzungselektrode als Anode. Gemäß der Erfindung ist
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diese Hochdruckentladungslampe dadurch gekennzeichnet, daß eine Sichtkammer, die in an sich bekannter Weise durch Umschließen des Zwischenraums zwischen der Düse und der zusätzlichen Elektrode von einer Wand gebildet ist, die mindestens teilweise lichtdurchlässig ist, Teil eines Leitungssystems ist, welches dem Umwälzen des Düsengases dient, das stetig durch die Düse in die Kammer eingeführt ist.
Dieser übertragende Lichtbogenbrenner erzeugt eine äußerst stabile, hochintensive Lichtbogensäule, die über ihre Länge eine relativ gleichmäßige Leuchtdichte aufweist. Dies ist anscheinend auf den wandstabilisierten, sich verjüngenden Lichtbogen, der innerhalb dieses Brenners erzeugt wird, zurückzuführen, indem das Gas in einer Linie mit dem Lichtbogen durch die Brenndüse fließt, dazu neigt, die sich verjüngende Eigenschaft der Lichtbogensäule über einige Entfernung von dem Düsenende aufrechtzuerhalten.
Die Strom führende Gasströmung, die in einem übertragenden Lichtbogenbrenner entsteht, wenn von der Seite her gesehen wird, findet als eine Lichtquelle bei Filmbildwerfern Verwendung oder bei anderen Anwendungen, wo eine äußerst helle, relativ gleichförmige Lichtquelle erwünscht ist. Vom Ende her gesehen wird die stromführende Gasströmung, die bei einem übertragenden oder nicht übertragenden Lichtbogenbrenner erzeugt wird, da, wo ein äußerst heller Lichtpunkt erforderlich ist, gebraucht.
Bei all diesen Lichtquellenanwendungen bringt die Stabilität des sich verjüngenden Lichtbogens und das hellere ausgebreitete Licht unerwartete Vorteile gegenüber den bekannten elektrischen Lichtbogenquellen und besonders gegenüber den bekannten Lichtquellen, die Xenon anwenden.
Weiter« Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus den Darstellungen von Ausführungsbeispielen und der nachfolgenden Beschreibung. Es zeigt
Fig. 1 eine Teilansicht im vertikalen Querschnitt der neuen Hochdruckentladungslampe,
Fig. 2 einen ähnlichen Schnitt einer abgewandelten Ausführung,
Fig. 3 ein Diagramm der Leuchtdichte in Abhängigkeit der axialen Lage der Lichtbogensäule,
Fig. 4 und 5 Schnitte, ähnlich den Fig. 1 und 2, weiterer abgewandelter Ausführungen,
Fig. 6 einen vertikalen Querschnitt einer verbesserten Hochdruckentladungslampe nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7 einen ähnlichen Schnitt einer abgewandelten Ausführung,
Fig. 8 ein Diagramm der relativen Leuchtdichte in Abhängigkeit vom in einer Linie mit dem Bogen liegenden Gaßfluß für verschiedene Lichtbogenzonendrücke.
Wie in Fig, I gezeigt, liegt eine Wolframelektrode 110 mit einem Durchmesser von 2,4 mm koaxial innerhalb einer wassergekühlten Kupferdüse 112 mit einem inneren Rohrdurchmesser von 4 mm. Die Elektrodenspitze wird 4,8 mm von dem Düsenausgang zurückgesetzt. Argongas mit 566 1 pro Stunde wird nach unten und rund um die Elektrode sowie aus der Düse herausgeleitet. Dann wird ein Lichtbogen 114 von der Elektrode 110 zu einer wassergekühlten Kupferanode 116 gezogen und bei über 40 Volt Gleichstrom und 100 Ampere aufrechterhalten. Die Leuchtdichte wurde unter diesen Bedingungen mit über 4380 Stilb gemessen, und zwar durch Fokussierung des Lichtes von diesem Teil des Lichtbogens genau unterhalb der Düse aitf ein Photometer. Der Strom wird dann von _ - 50 auf 200 Ampere verstärkt, und die Durchschnittsleuchtdichte des Lichtbogens genau unterhalb der Düse änderte sich dabei von 1710 auf 6550 Stilb über diesen Strombereich.
Die Versuchsanordnung wurde mit Xenongas wiederholt, das in einer Menge von 424 1 pro Stunde durch den übertragenden Lichtbogenbrenner hindurchfließt. Die Leuchtdichte des Lichtbogenteils genau unter der Düse wuchs von 17 800 auf 30 400 Stilb an,
ίο als der Strom von 100 auf 200 Ampere verstärkt wurde.
Wie in Fig. 2 gezeigt, wird ein Lichtbogenbrenner 123 mit einer Wolframelektrode 122 und 2,4 mm Durchmesser, die koaxial innerhalb einer wassergekühlten Kupferdüse 124 mit einem Innendurchmesser von 3,2 mm gelegen und 3,2 mm von dem Düsenauslaß zurückgesetzt ist, innerhalb eines Druckbehälters 126 mit einem Quarzfenster 128 angeordnet. Der Behälter wird mit Xenon gefüllt. Ein Lichtbogen 130 mit 100 Ampere und 21 bis 38 Volt Gleichstrom wird von der negativen Elektrode zu einer wassergekühlten Kupferanode 132 gezogen. Die Leuchtdichte des Lichtbogens wurde dadurch gemessen, daß ein Teil des Lichtbogenbildes durch das Quarzfenster auf ein Photometer eingestellt wurde. Der Xenondruck in dem Behälter wurde dann allmählich bis zu 65,3 Atm. verstärkt. Die höchste Leuchtdichte wuchs von 21 900 auf 120 000 Stilb an, als der Außendruck über den oben angegebenen Bereich verstärkt wurde. Zur Erzielung maximaler Leuchtdichte wird, wie ersichtlich, das vorliegende Verfahren vorzugsweise bei einem über den atmosphärischen Druck hinausgehenden Druck ausgeführt. Besonders wird bevorzugt in dem Bereich von 15 bis 50 Atm. gearbeitet.
Einer der Hauptvorteile des übertragenden Lichtbogens als Lichtquelle ist die relativ gleichförmige Leuchtdichte, die entlang der Lichtbogensäule erzeugt wird.
Die Fig. 3 zeigt die Abhängigkeit der Leuchtdichte, gemessen in Richtung senkrecht zur Achse der Lichtbogensäule für einen nicht verengten offenen Lichtbogen in Argon (Kurve 134) und für einen analogen, aber eingeengten Lichtbogen in Argon (Kurve 136) unter ähnlichen Betriebsbedingungen vom Abstand der Düse oder Kathode. Ein Vergleich der Kurven 134 und 136 zeigt, daß der verengte Lichtbogen entlang der gesamten Länge der Lichtbogensäule im wesentlichen gleichmäßig hell ist, wogegen der nicht verengte oder offene Lichtbogen bei zunehmendem Abstand von der Düse oder Kathode entlang der Lichtbogensäule stark an Leuchtdichte verliert.
Das obige Ergebnis wurde durch eine Betrachtung des Lichtbogens von der Seite in der herkömmlichen Weise ermittelt, wobei eine Bogenlichtquelle benutzt wird. Gelegentlich wird ein äußerst heller Lichtpunkt gefordert, z. B. als Beleuchtungsquelle' zum Mikroskopieren oder für Schlierenaufnahmen. Für diesen Anwendungsfall kann der Lichtbogen axial beobachtet werden. Dies wird mit dem übertragenden Lichtbogenbrenner bewerkstelligt, indem man eine Anode mit einem zentrischen Loch benutzt und den Bogen durch dieses Loch betrachtet.
Das folgende Beispiel gibt Werte an, die für Argon und Xenongase in einem axial betrachteten übertragenden Lichtbogenbrenner erzielt wurden.
Wie in Fig. 4 gezeigt, wird ein Lichtbogenbrenner benutzt, der aus einer Wolframelektrode 142 mit einem Durchmesser von 2,4 mm, die koaxial innerhalb einer wassergekühlten Kupferdüse 144 mit einem Durchmesser von 3,2 mm gelegen ist, besteht. Die
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Elektrodenspitze ist vom Düsenauslaß um 4,8 mm zu- 15 um die Kathode 10 herum, geht mit dem Lichtrückgesetzt. Eine scheibenförmige Anode 146 mit bogen 13 durch die Öffnung in der Düse 11, verläuft einem 4,8 mm großen Loch 148 ist 3,2 mm unter der durch einen hohlen Raum 16 in der Anode 12 und ver-Brennerdüse angeordnet. Argon wird in einer Menge läßt den Brenner durch einen Auslaß 17. Der Einlaß von 566 1 pro Stunde nach unten durch den Brenner 5 14 und Auslaß 17 sind durch eine äußere Rohrleitung durchgelassen, während ein Lichtbogen bei 150 Ampere 18 und ein Ventil 19 verbunden. Der Gasumlauf kann und 34,5 Volt Gleichstrom aufrechterhalten wird. Die durch Lichtbogenpumpen oder Konvektion aufrechtdurch die Anodenöffnung beobachtete Leuchtdichte erhalten werden. Für diese Lampe aber ist eine äußere betrug 18330 Stilb. Der obige Test wurde unter Ver- Pumpe 20 in der Verbindung 18 vorgesehen,
wendung von 84,9 1 pro Stunde Xenongas wiederholt io Die Lichtbogenzone ist durch eine durchsichtige und der Brenner mit 200 Ampere und 45 Volt Gleich- Hülle 21 umgeben, welche dem Aufrechterhalten einer strom betrieben. Die durch die Öffnung der Anode Druckkammer genausogut dient wie zum Schaffen einer beobachtete Leuchtdichte betrug 70 600 Stilb. Strahlenöffnung für die Bogenlichtquelle. Eine solche
Der nicht übertragende Bogen kann ebenfalls als Hülle ist vorzugsweise aus Quarz zusammengesetzt,
punktförmige Lichtquelle benutzt werden. In diesem 15 Ein Wärmeaustauscher 22 kann, falls erwünscht, in
Fall ist keine äußere Anode notwendig, und der Bogen der äußeren Gasleitung 18 benutzt werden, um die
strahlt axial durch die Brennerdüse. Lichtbogenwärme von dem unwälzenden Gas abzu-
Die übertragenden und nicht übertragenden Bogen leiten. Fig. 7 zeigt eine abgewandelte Lampe 8 nacli haben, wenn sie als punktförmige Lichtquellen be- der vorliegenden Erfindung mit einer Kathode 23, die nutzt werden, den Vorteil, daß sie Licht ergeben, 20 vorzugsweise aus einem thorhaltigen Wolfram btwelches stabiler und heller als bekannte punktförmige steht und zu einem wassergekühlten Kupferelektroden-Lichtquellen sind. halter 24 hin eingeschnürt ist, der innerhalb- einer
Es ist oft wünschenswert, eine durchscheinende, wassergekühlten Kupferdüse 27 angeordnet ist. Die nicht leitende Düse zu verwenden, um eine Licht- Anode besteht aus einem Knopf 25, der vorzugsweise t>ogensäule über einen größeren Teil seiner Länge ein- 25 aus Wolfram besteht und an dem wassergekühlten zuschnüren, um nämlich .einen größeren Bruchteil der Kupferträger 26 angeschweißt ist. Die Anode wird Strahlung von dem Lichtbogen auszunutzen und um von einer wassergekühlten Kupferröhre 41 umgeben, das Doppellichtbogenproblem zu vermeiden, dem oft welche in erster Linie als Schutz dient, um den Gasmit leitenden Düsen bei hohen Graden der Einschnü- fluß um die Anode 25 zu leiten und ebenso um den rung begegnet wird. Fig. 5 zeigt eine Lichtbogensäule 30 Lichtbogen etwas zu verengen und zu stabilisieren. 150, die innerhalb eines Wasserwirbelkanals ange- Ein Lichtbogen 28 wird zwischen der Kathode 23 und ordnet ist, welcher sowohl für die Einschnürung des der Anode 25 gezogen, während ein ausgewähltes Bogens als auch für die Kühlung des umgebenden inertes Gas in einer Linie mit diesem Lichtbogen Quarzführungsrohres 152 sorgt, durch welches das zirkuliert. Derartiges Gas tritt in den Brenner durch Licht von dem Bogen ausgestrahlt wird. Seitliche 35 den Einlaß 29 ein, geht nach oben durch einen Ring-Leuchtdichtebestimmungen wurden von diesem wasser- raum 30 und um den Elektrodenhalter 24 und eine wandeingeschnürten Lichtbogen gemacht, und zwar Elektrode23 herum, passiert einen ringförmigen Raum durch Verwendung von Argon und Beobachtung der 31 um den Elektrodenhalter 26 herum und tritt dann Säule durch die Quarz- und Wasserwände. Die Bogen- durch den Auslaß 32 aus. Einlaß 29 und Auslaß 32 säule wurde um einen kleinen Betrag eingeschnürt 40 sind durch eine Rohrleitung 33 verbunden, die mit und wies eine Leuchtdichte von 8000 Stilb bei einer Pumpe 34 zur Gaszirkulation versehen ist.
250 Ampere auf. Die Lichtbogenzone ist durch eine durchsichtige
Bekannte, in Quarz abgedichtete Lichtbogenquellen Ouarzhülse 35 umgeben, welche dazu dient, sowohl
werden dadurch in ihrer Leuchtdichte begrenzt, daß eine Druckkammer als auch eine Strahlungsmündung
alle Lichtbogenhitze durch die umgebende durchsich- 45 für die Bogenlichtquelle zu schaffen. Die durchsichtige
tige Hülle aufgenommen werden muß. Insofern ist es Hülse 35 sollte dick genug gemacht werden, um den
ein großer Vorteil der Lampe nach der vorliegenden inneren Betriebsdrücken standzuhalten. Zum Beispiel
Erfindung, daß das Umwälzen des Lichtbogengases wurde eine 4,8 mm dicke Ouarzhülse mit einem
außerhalb der Lichtbogenzone wärmekapazitäts- äußeren Durchmesser von 3,8 cm bis zu ungefähr
mäßig keine Grenze setzt. 50 50 Atm. benutzt. Die Quarzhülse ist gegen eine durch
Das umwälzende Gas kann in einem wassergekühlten die Lichtbogenhitze und Strahlung bewirkte Erblin-Anodendurchgang gekühlt werden, und zwar er- dung durch Umgeben mit einer Schutztransparentwünschtenfalls durch äußeren Wärmeaustausch. Die hülse36 geschützt, um somit einen ringförmigen Raum Hitzeübertragungsbelastung, welche die durchsichtige 37 zu schaffen, durch welchen Wasser von dem Einlaß Umhüllung, wie z. B. das Quarz, aufnehmen muß, ist 55 38 zum Auslaß 39 zirkuliert. Die Hülse 36 kann aus somit weitgehend vermindert, wodurch die Leistungs- jedem Material mit der gewünschten Übertragungsaufnahme eines gegebenen Hüllenformats durch einen charakteristik für das gewünschte Licht hergestellt Schätzfaktor 3 gegenüber den mit dem bekannten werden, wie z. B. aus geschmolzenem Silizium, Quarz Quarz abgedichteten Lampen zunimmt. oder normalem Fensterglas. Die ganze Lichtbogen-
Wie in Fig. 6 dargestellt, weist die Lampe 6 eine 60 anordnung 8 wird durch Haltevorrichtungen 40 zu-
vorzugsweise aus thorhaltigem Wolfram zusammen- sammengehalten.
gesetzte Stabkathode 10 auf, die sich in einer Linie Als Beispiel des Betriebes der Lampe 8, die in innerhalb einer wassergekühlten Kupferdüse 11 an- Fig. 7 gezeigt wird, wurde ein Lichtbogen von geordnet befindet. Die Anode 12 ist hohl und ebenfalls 25 Ampere und ungefähr 65 Volt Gleichstrom zwiaus wassergekühltem Kupfer zusammengesetzt. Ein 65 sehen einer im Durchmesser 2,4 mm großen thorhal-Lichtbogen 13 wird zwischen der Kathode 10 und der tigen Wolframelektrode, die sich koaxial innerhalb Anode 12 gezogen, während ausgewähltes inertes Gas einer 3,8 mm großen wassergekühlten Kupferdüse bein einer Linie mit diesem Bogen umläuft. findet, und einer 2,4 mm starken Wolframanode, die
Derartiges Gas tritt in die Lampe 6 durch einen innerhalb einer 8 mm großen wassergekühlten Kupfer-Einlaß 14 ein, geht durch eine ringförmige öffnung 70 düse angeordnet ist, gezogen. Die Kathodenspitze
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wurde um ungefähr 0,8 bis 1,6 mm zurückversetzt. Größere Zurückversetzungen verstärkten die verhältnismäßige Gleichmäßigkeit der Leuchtdichte über die ausgesetzte Lichtbogenlänge, und ebenso resultiert sie in einer tieferen Ausbeute infolge der -5 partiellen Abschirmung. Argongas wurde in einer Menge von 2,83 m3 pro Stunde bei normaler Temperatur- und Druckbedingung in einer Linie mit dem Bogen durchgeleitet, und die Bogenkammer wurde auf einem Druck von 25 Atm. gehalten.
Die vcn einem auf den Auslaß der Kathodendüse gerichteten Photometer gemessene Leuchtdichte betrug 128 000 Stilb. Der Bogen war äußerst stabil und annähernd zylindrisch, in seiner Form.
Die relative Leuchtdichte des Lichtbogens nimmt gemäß der vorliegenden Erfindung im Prinzip durch drei Methoden zu": Erhöhung des Stromes, Erhöhung des Gasflusses durch den Brenner und Erhöhung des Lichtbogenkammerdruckes. Die Auswirkung der letzten zwei Variablen sind in Fig. 8 dargestellt. Der dargestellte Gasfluß ist der Fluß unter den angezeigten Druckbedingungen. Jeder Kammerdruck oberhalb des atmosphärischen Drucks kann verwendet werden, aber ein Druck von 15 bis 50 Atm. ist vorzuziehen.
Dabei zeigt die Fig. 8 die Wirkung zunehmenden Gasflusses durch den Brenner und zunehmenden Lichtkammerdrucks auf die relative Leuchtdichte des Borgens. Ein Vergleich der Kurven zeigt, daß die relative Leuchtdichte des Lichtbogens bei einer Zunahme des Gasflusses ebenfalls unabhängig vom herrschenden Lichtbogenkammerdruck zunimmt, aber bei demselben Gasfluß durch den Brenner ist der Lichtbogen heller bei 26,36 Atm. Lichtbogenkammerdruck als bei 15,82 Atm. Lichtbogenkammerdruck.
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Claims (11)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Betrieb einer Entladungslampe großer Lichtstärke, und Leuchtdichte mit axialem oder seitlichem Lichtaustritt, bei welcher ein Bogen zusammen mit einem inerten Gasstrom durch einen die Entladung einengenden Durchgang eingeleitet wird und damit ein verjüngter Bogen von hoher axialer Stabilität und konzentrierter Wärme hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein unter Druck stehendes inertes Gas mit einem über 39 liegenden Molekulargewicht durch den Entladungsraum des eingeengten Lichtbogens stetig hindurchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das inerte Gas, das in den Durchgang eingeführt wird, aus Xenon besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Durchgang eingeführte inerte Gas Krypton ist.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck in dem Zwischenraum zwischen, der Düse und der zweiten Elektrode über 1 Atm. beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zwischenraum ein Gasdruck von 15 bis 50 Atm. gehalten wird.
6. Hochdruckentladungslampe für das Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5 mit einer nicht abschmelzenden Stabelektrode, die innerhalb einer Düse mit einem verjüngten Auslaßdurchgang angeordnet ist, wobei sich die Spitze dieser Elektrode heben dem Einlaß des eingeengten Durchganges befindet, sowie mit einer Ergänzungselektrode, die unterhalb der Düsenöffnung angeordnet ist, wobei die Düse mit einer Zuführung von inertem Gas verbunden ist und die Elektroden, nämlich die Stabelektrode als Kathode und die gegenüberliegende Elektrode als Anode mit einer Gleichstromquelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sichtkammer, die in an sich bekannter Weise durch Umschließen des Zwischenraums zwischen der Düse und der zusätzlichen Elektrode von einer Wand gebildet ist und mindestens teilweise lichtdurchlässig ist, Teil eines Leitungssystems ist, welches dem Umwälzen des Düsengäses dient-, das stetig durch die Düse in die Kammer eingeführt ist.
7. Lampe nach. Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitung eine Pumpe eingeschaltet ist.
8. Lampe nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung einen Wärmeaustauscher aufweist.
9. Lampe nach, den Ansprüchen 6 bis 8, bei welcher die Erg"änzungselektrode einen -axialen Durchgang aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Durchgang in Verbindung mit der Düse steht.
10. Lampe nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ergänzungselektrode aus einer innerhalb einer zweiten Düse koaxial angeordneten Stabelektrode -besteht, wobei die Düse in Verbindung mit der ersterwähnten. Düse steht.
11. Lampe nach Anspruch 10, bei welcher die Stäbelektroden mit einer Gleichstromquelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenstabelektrode mit einer thorhaltigen Wolframspitze und die Kathodenstabelektrode mit einem Wolframknopf versehen ist.
In Setrach't gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 531 171, 839 832,
911871;
USA.-OP-atentschriften Nr. 2 184 386, 2 567 037.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 109 527/238 2.61
DEU6478A 1958-09-08 1959-09-07 Verfahren zum Betrieb einer Entladungslampe grosser Lichtstaerke und Leuchtdichte sowie Hochdruckentladungslampe hierfuer Pending DE1100167B (de)

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