DE1274229B - Hochdruck-Gasentladungslampe - Google Patents

Description

BUNDESKEPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WTW^ PATENTAMT Int. CL:

AUSLEGESCHRIFT

HOIj

Deutsche Kl.: 2If-82/01

Nummer: 1274229

Aktenzeichen: P 12 74 229.9-33 (W 39028)

Anmeldetag: 22. April 1965

Auslegetag: !.August 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochdruck-Gasentladungslampe mit einem langgestreckten Entladungsgefäß, das einen Hauptkörper mit gleichbleibendem Durchmesser aufweist, der an beiden Enden jeweils in ein abdichtendes Einschmelzstück mündet, und das eine Füllung aus einer ausgewählten, die. Entladung aufrechterhaltenden Substanz enthält, welche beim Betrieb der Lampe auf einer hohen Temperatur gehalten werden muß, ferner mit einem das Entladungsgefäß umgebenden Außenkolben, in dem eine Halterung angeordnet ist, die das Entladungsgefäß an den Einschmelzstücken erfaßt und abstützt, wobei Wärmefallen über den geschlossenen Enden des Entladungsgefäßes angebracht sind, die im wesentlichen alle Teile der jeweils an diesem Ende angeordneten Elektrode überdecken.

Es ist bereits bekannt, Hochdruck-Quecksilberdampflampen dadurch zu modifizieren, daß man Zusätze, insbesondere ausgewählte metallische Jodide, in das Entladungsgefäß einschließt. Beim Betrieb derartiger Lampen sorgt gewöhnlich das Quecksilber, das vollständig verdampft ist, für den nötigen Spannungsabfall quer durch die Lampe, und die zusätzlichen Jodide verbessern die Farbe und die Lichtausbeute der Entladung. Solche Lampen mit Zusatzfüllung sind in »Illuminating Engineering Society, Paper 29« unter dem Titel »Higher Efficiency Light Source Through the Use of Additives to Mercury Discharge«, vom September 1962 allgemein beschrieben.

Damit solche Entladungslampen mit Zusatzfüllung richtig arbeiten, muß der Zusatzstoff während des Betriebs auf eine hohe Temperatur erhitzt werden, so daß er einen relativ hohen Dampfdruck hat. Der Dampfdruck des Zusatzstoffes wird normalerweise von dem kühlsten Teil des Entladungsgefäßes bestimmt, und dieser kühlste Teil befindet sich häufig an einem Ende des Entladungsgefäßes, besonders dann, wenn das Entladungsgefäß in vertikaler Brennlage betrieben wird. Es ist erstrebenswert, solche Lampen in jeder beliebigen Brennlage wirksam betreiben zu können.

Es ist eine Entladungslampe bekannt (USA.-Patentschrift 2 272274), bei der auf die Enden des Entladungsgefäßes metallische Kappen so weit aufgebracht sind, daß sie im wesentlichen alle Teile der an diesen angeordneten Elektroden überdecken.

Es ist ferner eine Hochdrucklampe mit Kappen aus hitzebeständigem Material bekannt (USA.-Patentschrift 2 319 912). Diese Kappen überdecken die Elektroden und verhindern die Kondensation der die Hochdruck-Gasentladungslampe

Anmelder:

Westinghouse Electric Corporation,

Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann

und Dr. K. Fincke, Patentanwälte,

8000 München 27, Möhlstr. 22

Als Erfinder benannt:

Charles R. Edris, Bloomfield, N. J.;

Hugh D. Fräser,

West Caldwell, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 19. Mai 1964 (368 471)

Entladung unterhaltenden Füllung an den Enden des Entladungsgefäßes.

Es ist weiterhin bekannt (USA.-Patentschrift 254 845), bei Hochdrucklampen mit einem Außenkolben an den Enden des Entladungsgefäßes entsprechende Kappen vorzusehen. Auch hier haben die Kappen den Zweck, eine Kondensation hinter den Elektroden zu verhindern.

Bei diesen bekannten Entladungslampen tritt notwendigerweise ein Luftabstand zwischen den Metallkappen und dem Entladungsgefäß auf, da das Entladungsgefäß und die Metallkappen unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Durch die Luftabstände wird jedoch die Wärmedämmung ungünstig beeinträchtigt.

Es ist ferner eine Entladungslampe bekannt (deutsche Patentschrift 597 916), bei der ein verschiebbarer Metallmantel das Ende des Entladungsgefäßes umschließt. Zusätzlich ist dieser Mantel noch mit einer wärmeisolierenden Schicht bekleidet. Trotz dieser wärmeisolierenden Schicht muß jedoch ein Luftabstand zwischen dem Mantel und dem Entladungsgefäß bleiben, so daß auch bei dieser bekannten Entladungslampe die Wärmedämmung und damit die Ausbeute der Lampe ungünstig beeinträchtigt wird.

809 588/185

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hochdruck-Gasentladungslampe mit Zusatzfüllung zu schaffen, die mit verbesserter Ausbeute arbeitet.

Die Erfindung ist dadurch gelöst, daß die Wärmefallen eine Matte aus hitzebeständiger Fasermasse aufweisen, die den Zwischenraum zwischen einer Haltekappe aus hitzebeständigem Metall und dem überdeckten Teil des Entladungsgefäßes festgepackt ausfüllt und deren Material bei den Betriebstemperaturen der Lampe nicht gast, inert ist und mit der Haltekappe und dem Entladungsgefäß nicht reagiert. Die erfindungsgemäßen Wärmefallen haben den Vorteil, daß sie keine Luftabstände zu dem Entladungsgefäß haben. Ferner paßt sich die Matte bei der erfindungsgemäßen Wärmefalle von selbst leicht der unregelmäßigen Form des Entladungsgefäßes an und erleichtert dadurch das Anbringen der metallischen Haltekappe.

Die Erfindung ist aus nachfolgender Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele an Hand der beigefügten Zeichnungen genauer ersichtlich. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, einer vollständigen Hochdruck-Entladungslampe mit Zusatzfüllung, wobei Teile des Außenkolbens weggebrochen sind, um eine Kappe im Detail zu zeigen, F i g. 2 einen vergrößerten Querschnitt nach der Linie Π-ΙΙ in F i g. 1,

F i g. 3 einen vergrößerten Teilschnitt nach der Linie III-III in F i g. 1, der Konstruktionseinzelheiten einer Kappe zeigt,

F i g. 4 einen vergrößerten Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3, der Einzelheiten der Befestigung einer Kappe zeigt,

F i g. 5 einen Schnitt nach der LinieV-V in F i g. 4, der eine Aufsicht auf eine Kappe veranschaulicht,

Fig. 6 eine Matte aus hitzebeständigem Fasermaterial, wie sie zur Isolation zwischen der Kappe und dem Entladungsgefäß verwendet wird, und

F i g. 7 ein Stanzstück, das eine Ausführungsform der Kappe darstellt, bevor diese um das Ende des Entladungsgefäßes herumgelegt wird.

In dem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung, das den Zeichnungen zugrunde liegt, entspricht die Lampe 10 der Fig. 1 in ihrer Konstruktion einer gebräuchlichen Hochdruck-Quecksilberdampflampe, wie sie in der USA.-Patentschrift 2748 303, vom 29. Mai 1956 von Thorington beschrieben ist. Das Entladungsgefäß ist jedoch etwas abgeändert, wie später noch genauer erläutert wird. Die Lampe 10 umfaßt in der Hauptsache einen strahlungsdurchlässigen, luftdichten inneren Mantel, das Entladungsgefäß 12 aus Quarz, polykristallinem Aluminiumoxyd oder einem anderen geeigneten Werkstoff, an dessen Enden die beiden Arbeitselektroden 14 derart angeordnet sind, daß zwischen ihnen eine Dampfentladung aufrechterhalten werden kann. In dem Entladungsgefäß 12 sind eine Quecksilberfüllung 16 und eine kleine Menge eines inerten, ionisierbaren Zündgases, beispielsweise Argon, enthalten. Die Quecksilberfüllung ist in vorgegebenen Mengen vorhanden, so daß beim Betrieb der Lampe nach dem vollständigen Verdampfen des Quecksilbers der geeignete Spannungsabfall quer durch die Lampe und die richtige Energiezufuhr zur Lampe entstehen.

In einem Ausführungsbeispiel sind 117 mg Quecksilber in dem Entladungsgefäß 12 eingeschlossen, das ein Volumen von 23,5 ecm hat. Der Abstand zwischen den Elektroden beträgt 6,2 cm; das Entladungsgefäß ist mit Argon bei einem Druck von 20—25 mm Hg gefüllt. Zu den Zusatzstoffen 18, die in dem Entladungsgefäß enthalten sein können, gehört: Thalliumjodid, Natriumiodid und Indiumjodid; weitere metallische Jodide, Chloride oder Bromide können zur Ergänzung oder an Stelle der genannten Zusatzstoffe verwendet werden, um unterschiedliche Entladungscharakteristiken zu erzielen. In einem speziellen Beispiel kann Thalliumjodid in einer Menge von

ίο 0,3 mg pro ecm des Gesamtvolumens und Natriumjodid in einer Menge von 1 mg pro ecm des Gesamtvolumens in dem Entladungsgefäß enthalten sein. Eventuell kann auch noch eine kleine zusätzliche Menge von metallischem Thallium in dem Gefäß eingeschlossen sein.

Das Entladungsgefäß hat einen Hauptabschnitt (Gefäßkörper) 12 α mit gleichbleibendem Durchmesser und mündet an beiden Enden in ein dichtendes, abgeflachtes Einschmelzstück 12 b. Das Entladungsgefäß ist für einen Betrieb mit 400 Watt Eingangsleistung ausgelegt. Ein strahlungsdurchlässiger, luftdichter Außenkolben 20 umgibt in einem Abstand das Entladungsgefäß 12. Die Elektroden 14 sind an leitende Zuführungen 22 angeschlossen, die durch die Enden des Entladungsgefäßes eingeschmolzen sind. Weitere Zuleitungen 24 sind durch den Außenkolben 20 eingeschmolzen und mit den Zuführungen 22 des Entladungsgefäßes elektrisch verbunden. Sie dienen dazu, die Elektroden 14 mit einer nicht gezeigten, üblichen Energiequelle zu verbinden.

Weiter ist in dem Entladungsgefäß 12 noch eine gebräuchliche Zündelektrode 26 angeordnet, die über einen üblichen Startwiderstand 28 an eine der Zuleitungen 24 angeschlossen ist. Das Entladungsgefäß 12 ist in dem Außenkolben 20 mit Hilfe einer üblichen Halterung 30 abgestützt.

Gemäß der Ausführungsform nach der Erfindung ist, wie aus den F i g. 1 bis 5 klar ersichtlich, über jedem verschlossenen Ende des Entladungsgefäßes 12 eine Metallkappe 32 an einer Querstrebe 34 gehaltert. Die beiden Kappen 32, die beispielsweise aus mit Nickel überzogenem Stahl sein können, erstrecken sich von dem jeweiligen verschmolzenen Ende 12 b des Entladungsgefäßes so weit an dem Gefäßkörper 12 a entlang, daß sie im wesentlichen alle Teile der nächst diesem Ende angeordneten Elektrode 14 überdecken. Diese überlappende Lage der Kappen 32 ist in den F i g. 3 und 4 noch genauer dargestellt.
Zwischen jeder Kappe 32 und dem von der Kappe bedeckten Teil des Entladungsgefäßes ist eine Matte 36 aus festgepackter, hitzebeständiger Fasermasse eingelegt, die in Fig. 6 im ausgebreiteten Zustand dargestellt ist. Die Matte 36 besteht aus einer bei den Betriebstemperaturen des Entladungsgefäßes nicht gasenden, inerten und mit dem Entladungsgefäß und den Metallkappen nicht reagierenden Substanz. Als ein Beispiel können die Matten 36 aus Aluminiumsilikatfaser oder aus Quarzwolle bestehen oder auch statt dessen aus anderen zweckmäßigen Materialien.

Beim Betrieb der Lampe 10 halten die Kappen 32 und die festgepackten Matten 36 die in der Nähe der Elektroden 14 entstehende Wärme zurück und verhindern so eine Kondensation der die Entladung unterhaltenden Füllung an den Enden des Entladungsgefäßes.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform nach der Erfindung, die die F i g. 3, 4, 5 und 7 zeigen, werden die Kappen 32 in ihrer Lage von den Querstreben 34

gehalten. Jede Metallkappe 32 umfaßt einen ersten, ringförmigen Abschnitt 38, der den Rohrkörper ein Stück weit umgibt. Ein zweiter Abschnitt der Kappe ist an das Ende des Entladungsgefäßes angepaßt und besteht aus einer Reihe von nebeneinanderliegenden, etwa trapezförmigen Gliedern 40. An ihren Grundlinien sind die Trapeze 40 mit dem Ringabschnitt 38 verbunden, und in der Nähe der Grundlinien sind sie derart gekrümmt, daß sie sich zu einem Deckel über dem Ende des Entladungsgefäßes formen. Die Kappen 32 können zwar aus einem durchgehenden Stück sein, vorzugsweise bestehen sie jedoch, wie in F i g. 7 gezeigt, aus einem Metallstreifen, der so gebogen wird, daß er sich an das Entladungsgefäß 12 in der geschilderten Weise anpaßt.

Beim Betrieb der mit den Kappen 32 und der Matte 36 ausgerüsteten Entladungslampen mit Zusatzfüllung besteht keine Neigung zur Kondensation des die Entladung unterhaltenden Zusatzstoffes an den Enden des Entladungsgefäßes, unabhängig davon, welche Brennlage das Entladungsgefäß einnimmt. Dadurch wird der Dampfdruck des Zusatzstoffes erhöht, so daß die Lampen mit verbessertem Wirkungsgrad arbeiten.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hochdruck-Gasentladungslampe mit einem langgestreckten Entladungsgefäß, das einen Hauptkörper mit gleichbleibendem Durchmesser aufweist, der an beiden Enden jeweils in ein abdichtendes Einschmelzstück mündet, und das eine Füllung aus einer ausgewählten, die Entladung aufrechterhaltenden Substanz enthält, welche beim Betrieb der Lampe auf einer hohen Temperatur gehalten werden muß, ferner mit einem das Entladungsgefäß umgebenden Außenkolben, in dem eine Halterung angeordnet ist, die das Entladungsgefäß an den Einschmelzstücken erfaßt und abstützt, wobei Wärmefallen über den geschlossenen Enden des Entladungsgefäßes angebracht sind, die im wesentlichen alle Teile der jeweils an diesem Ende angeordneten Elektrode überdecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmefallen eine Matte (36) aus hitzebeständiger Fasermasse aufweisen, die den Zwischenraum zwischen einer Haltekappe (32) aus

ίο hitzebeständigem Metall und dem überdeckten Teil des Entladungsgefäßes (12) festgepackt ausfüllt und deren Material bei den Betriebstemperaturen der Lampe nicht gast, inert ist und mit der Haltekappe (32) und dem Entladungsgefäß

(12) nicht reagiert.

2. Hochdruck-Gasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede metallische Kappe (32) einen ersten, ringförmigen Abschnitt (38), der ein Stück des Gefäßkörpers (12 a) umgibt, und einen zweiten, dem Ende des Entladungsgefäßes sich anpassenden Abschnitt aufweist, der aus einer Reihe von nebeneinanderliegenden trapezförmigen Gliedern (40) besteht, die an ihren Grundlinien mit dem Ringabschnitt

(38) verbunden sind und nächst der Grundlinie derart gebogen sind, daß sie sich dem Ende des Entladungsgefäßes anpassen.

3. Hochdruck-Gasentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkappen (32) aus einem Metallstreifen bestehen, der entsprechend der Form des Entladungsgefäßes gebogen wird und sich an seinen Enden überlappt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 597 916;
USA.-Patentschriften Nr. 2 254 845, 2 272 274,
319 912.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen