WO2008119697A1 - High-pressure discharge lamp - Google Patents
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Definitions
- the invention is based on a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1.
- Such high-pressure discharge lamps are in particular equipped with a ceramic discharge vessel.
- EP-A 1294011 discloses a high-pressure discharge lamp in which an electrode system is inserted into the capillary of a ceramic discharge vessel. Typically, the inner diameter of the capillary is constant.
- a similar high pressure discharge lamp is shown in EP 1 211 714.
- the capillary is designed such that it is designed in one piece with the discharge vessel and has a defined radius of curvature at the edge between capillary and internal volume.
- such a construction is relatively expensive and does not sufficiently reduce the variation of the color temperature.
- the object of the present invention is to prevent a depletion of the filling in the discharge vessel and to improve the stability of the color temperature over the life of a high-pressure discharge lamp.
- the ceramic discharge vessel has a capillary with a given inner diameter.
- the capillary can be made integral with the discharge vessel or even be an independent component.
- the inner diameter of the capillary is not kept constant as usual, but over a certain length Lr, in particular 0.5 to 3 mm, on the discharge volume facing part of the capillary so reduced that the inner diameter DA here so far narrows that it is approximately is equal to the diameter DE of the electrode head.
- the electrode system is divided into head, shaft and bushing.
- the diameter DF of the implementation is greater than the smallest diameter DA of the bottleneck. There- with the bottleneck also provides a stop for the implementation.
- the structure should be such that upon insertion of the electrode system into the capillary, the electrode head together with the shaft passes through the constriction and the remaining part abuts against the constriction.
- the electrode spacing can thus also be set.
- the bottleneck can assume various geometric shapes. Depending on the type of geometry, the electrode, in particular the head, must be adapted accordingly.
- the constriction may be an integral part of the capillary. However, it is also possible to use them as a separate part in the capillary.
- the constriction at the transition to the discharge volume acts as a kind of closure of the capillary and separates the capillary from the actual discharge vessel.
- This creep the filling during operation in the capillary is much more reliably prevented than previously known measures. This is particularly evident when several components are used in a metal halide filling.
- FIG. 1 is a ceramic discharge vessel in section;
- FIG. 2 shows a detail of the end region;
- FIG. 3 shows an alternative embodiment of the end region
- Figure 4 shows another alternative for the end.
- FIG. 1 An embodiment of a metal halide high-pressure discharge lamp 1 is shown in FIG. 1. It has a ceramic discharge vessel 2, which is closed on both sides. It is elongated and has two ends 3 with seals 6. Inside the discharge vessel sit two electrodes 4 opposite each other. The seals 6 are designed as capillaries, in which an electrode system 16 is sealed by means of glass solder 19. From the capillary 6 in each case a supply line 5, which is connected to the associated electrode 4 in a known manner, projects. This is connected via a power supply 7 and a pinch with foil 12 with a base contact 13. The contact 13 is seated at the end of an outer bulb 10 surrounding the discharge vessel.
- the capillary 6 is here integrally attached to the discharge volume.
- the capillary has an inner diameter D1, which is selected so that the electrode system fits straight into it.
- a constriction 20 is integrally attached with a given length L and a reduced, approximately constant diameter DE. The diameter DE is chosen so that the electrode head just fits through it.
- Figure 3 shows an embodiment in which the constriction 21 is shaped so that the diameter is not constant, but gradually widens behind the diameter of the capillary.
- the diameter at the bottleneck can also change V-shaped, so it does not necessarily have to be constant over a range.
- the bottleneck does not necessarily have to sit directly at the beginning of the capillary, it can also be set a little further back.
- the narrowest point with the minimum diameter should be in the range of the first 10% of the total length of the capillary.
- the annular bottleneck has procedural reasons rounded corners.
- Figure 4 shows an embodiment in which the constriction 22 is designed as a separate ceramic ring or metal ring which is clamped in the capillary.
- a glass solder is a known glass solder, see for example WO 2005/124823.
- any known metal halide is suitable.
- the system is particularly suitable for filling systems that are a halide of the Cerium included.
- a filling can be used as in WO9825294, US6525476 or WO9928946.
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
Description
Titel: HochdruckentladungslampeTitle: High pressure discharge lamp
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Hochdruckentladungslampen sind insbesondere mit keramischem Entladungsgefäß ausgestattet.The invention is based on a high-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1. Such high-pressure discharge lamps are in particular equipped with a ceramic discharge vessel.
Stand der TechnikState of the art
Die EP-A 1294011 offenbart eine Hochdruckentladungslampe, bei der ein Elektrodensystem in die Kapillare eines keramischen Entladungsgefäßes eingesetzt ist. Typisch ist der Innendurchmesser der Kapillare konstant.EP-A 1294011 discloses a high-pressure discharge lamp in which an electrode system is inserted into the capillary of a ceramic discharge vessel. Typically, the inner diameter of the capillary is constant.
Ein ähnliche Hochdruckentladungslampe ist in EP 1 211 714 gezeigt. Hier ist zur Vermeidung einer Variation der Farbtemperatur die Kapillare so gestaltet, dass sie einstückig mit dem Entladungsgefäß ausgeführt ist und einen definierten Krümmungsradius an der Kante zwischen Kapillare und Innenvolumen besitzt. Eine derartige Kon- struktion ist jedoch relativ aufwendig und verringert die Variation der Farbtemperatur nicht in ausreichendem Maße.A similar high pressure discharge lamp is shown in EP 1 211 714. Here, in order to avoid a variation of the color temperature, the capillary is designed such that it is designed in one piece with the discharge vessel and has a defined radius of curvature at the edge between capillary and internal volume. However, such a construction is relatively expensive and does not sufficiently reduce the variation of the color temperature.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verarmen der Füllung im Entladungsgefäß zu verhindern und die Stabilität der Farbtemperatur über die Lebensdauer bei einer Hochdruckentladungslampe zu verbessern.The object of the present invention is to prevent a depletion of the filling in the discharge vessel and to improve the stability of the color temperature over the life of a high-pressure discharge lamp.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Particularly advantageous embodiments can be found in the dependent claims.
Grundsätzlich stellt sich bei dieser Ausgangslage das Problem, dass die kapillare nicht vom Entladungsgefäß ab- getrennt ist. Die Füllung im Entladungsgefäß kann sich in die Freiräume zwischen Elektrodensystem und Innenwand der Kapillare zurückziehen, dem sog. Totvolumen. Die folge ist dann ein Verarmen der Füllung und zum andern eine Art Destillationseffekt, der die Füllung im Entladungsvolumen verändert. Dies führt zu eine Instabilität und Veränderung der wie auch Drift der Farbtemperatur während des Betriebs und über die Lebensdauer. Üblicherweise versucht man daher das Totvolumen von vornherein so gut wie möglich zu minimieren oder zu verdrängen. Beispielsweise geschieht dies mit Hilfe eines Glaslots, das hochtemperaturbeständig ist, siehe WO 2005/124823. Eine Alternative ist eine übergestülpte Mo-Wendel wie in EP-A 1294011 gezeigt.Basically, in this initial situation, the problem arises that the capillary is not separated from the discharge vessel. The filling in the discharge vessel can withdraw into the free spaces between the electrode system and the inner wall of the capillary, the so-called dead volume. The result is then a depletion of the filling and on the other a kind of distillation effect, which changes the filling in the discharge volume. This leads to instability and change in as well as drift of the color temperature during operation and over the life. Therefore, one usually tries to minimize or eliminate the dead volume as much as possible from the outset. For example, this is done with the aid of a glass solder, which is resistant to high temperatures, see WO 2005/124823. An alternative is a slipped-on Mo coil as shown in EP-A 1294011.
Erfindungsgemäß weist das keramische Entladungsgefäß eine Kapillare auf mit einem gegebenen Innendurchmesser. Die Kapillare kann integral mit dem Entladungsgefäß hergestellt sein oder auch eigenständiges Bauteil sein. Jedoch wird der Innendurchmesser der Kapillare nicht wie üblich konstant gehalten, sondern über ein bestimmte Länge Lr, insbesondere 0,5 bis 3 mm, am dem Entladungsvolumen zugewandten Teil der Kapillare so verringert, dass der Innendurchmesser DA hier sich so weit verengt, dass er annähernd gleich dem Durchmesser DE des Elektrodenkopfs ist. das Elektrodensystem ist in Kopf, Schaft und Durchführung gegliedert. Dabei ist der Durchmesser DF der Durchführung größer als der kleinste Durchmesser DA der Engstelle. Da- mit liefert die Engstelle zusätzlich einen Anschlag für die Durchführung.According to the invention, the ceramic discharge vessel has a capillary with a given inner diameter. The capillary can be made integral with the discharge vessel or even be an independent component. However, the inner diameter of the capillary is not kept constant as usual, but over a certain length Lr, in particular 0.5 to 3 mm, on the discharge volume facing part of the capillary so reduced that the inner diameter DA here so far narrows that it is approximately is equal to the diameter DE of the electrode head. The electrode system is divided into head, shaft and bushing. The diameter DF of the implementation is greater than the smallest diameter DA of the bottleneck. There- with the bottleneck also provides a stop for the implementation.
Der Aufbau sollte derart erfolgen, dass beim Einführen des Elektrodensystems in die Kapillare der Elektrodenkopf mitsamt dem Schaft durch die Engstelle hindurchpasst und der restliche Teil an der Engstelle anschlägt.The structure should be such that upon insertion of the electrode system into the capillary, the electrode head together with the shaft passes through the constriction and the remaining part abuts against the constriction.
Über die Schaftlänge Ls und die Länge der Engstelle Lr kann somit auch der Elektrodenabstand eingestellt werden.By means of the shaft length Ls and the length of the constriction Lr, the electrode spacing can thus also be set.
Die Engstelle kann verschiedene geometrische Formen an- nehmen. Je nach Art der Geometrie muss die Elektrode, insbesondere der Kopf, entsprechen angepasst werden.The bottleneck can assume various geometric shapes. Depending on the type of geometry, the electrode, in particular the head, must be adapted accordingly.
Die Engstelle kann integraler Teil der Kapillare sein. Es ist jedoch auch möglich, sie als separates Teil in die Kapillare einzusetzen.The constriction may be an integral part of the capillary. However, it is also possible to use them as a separate part in the capillary.
Somit wirkt die Engstelle am Übergang zum Entladungsvolumen als eine Art Verschluss der Kapillare und trennt die Kapillare vom eigentlichen Entladungsgefäß. Damit wird ein Kriechen der Füllung während des Betriebs in die Kapillare deutlich zuverlässiger verhindert als mit bisher bekannten Maßnahmen. Dies zeigt sich besonders wenn mehrere Komponenten in einer Metallhalogenidfüllung eingesetzt werden.Thus, the constriction at the transition to the discharge volume acts as a kind of closure of the capillary and separates the capillary from the actual discharge vessel. This creep the filling during operation in the capillary is much more reliably prevented than previously known measures. This is particularly evident when several components are used in a metal halide filling.
Dieses System ist auch gut geeignet für Metallhalogenidfüllungen, die auf Quecksilber ganz oder nahezu vollstädnig verzichten. Kurze Beschreibung der ZeichnungenThis system is also well suited for metal halide fillings that do not use mercury completely or almost completely. Brief description of the drawings
Im Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Die Figuren zeigen :In the following, the invention will be explained in more detail with reference to several embodiments. The figures show:
Figur 1 ein keramisches Entladungsgefäß im Schnitt; Figur 2 ein Detail des Endbereichs;Figure 1 is a ceramic discharge vessel in section; FIG. 2 shows a detail of the end region;
Figur 3 eine alternative Ausführungsform des Endbereichs; Figur 4 eine weitere Alternative für den Endbereich.FIG. 3 shows an alternative embodiment of the end region; Figure 4 shows another alternative for the end.
Bevorzugte Ausführungsform der ErfindungPreferred embodiment of the invention
Ein Ausführungsbeispiel einer Metallhalogenid- Hochdruckentladungslampe 1 zeigt Figur 1. Sie hat ein keramisches Entladungsgefäß 2, das zweiseitig verschlossen ist. Es ist längsgestreckt und hat zwei Enden 3 mit Abdichtungen 6. Im Innern des Entladungsgefäßes sitzen zwei Elektroden 4 einander gegenüber. Die Abdichtungen 6 sind als Kapillaren ausgeführt, in denen ein Elektrodensystem 16 mittels Glaslot 19 abgedichtet ist. Aus der Kapillare 6 ragt jeweils eine Zuleitung 5, die mit der zugeordneten Elektrode 4 in bekannter Weise verbunden ist, hervor. Diese ist über eine Stromzuführung 7 und eine Quetschung mit Folie 12 mit einem Sockelkontakt 13, verbunden. Der Kontakt 13 sitzt am Ende eines das Entladungsgefäß umgebenden Außenkolbens 10.An embodiment of a metal halide high-pressure discharge lamp 1 is shown in FIG. 1. It has a ceramic discharge vessel 2, which is closed on both sides. It is elongated and has two ends 3 with seals 6. Inside the discharge vessel sit two electrodes 4 opposite each other. The seals 6 are designed as capillaries, in which an electrode system 16 is sealed by means of glass solder 19. From the capillary 6 in each case a supply line 5, which is connected to the associated electrode 4 in a known manner, projects. This is connected via a power supply 7 and a pinch with foil 12 with a base contact 13. The contact 13 is seated at the end of an outer bulb 10 surrounding the discharge vessel.
In Figur 2 ist der Endbereich im Detail gezeigt. Die Kapillare 6 ist hier integral an das Entladungsvolumen an- gesetzt. Die Kapillare hat einen Innendurchmesser Dl, der so gewählt ist, dass das Elektrodensystem gerade hinein- passt. Zur Verringerung des Totvolumens ist eine Molyb- dän-Wendel um eine Durchführung gewickelt. Diese Mo- Wendel ist aber nicht unbedingt notwendig. Am der Entladung zugewandten Ende der Kapillare ist eine Engstelle 20 integral angesetzt mit gegebener Länge L und reduziertem, in etwa konstantem Durchmesser DE. Der Durchmesser DE ist so gewählt, dass der Elektrodenkopf gerade noch hindurch- passt .In Figure 2, the end portion is shown in detail. The capillary 6 is here integrally attached to the discharge volume. The capillary has an inner diameter D1, which is selected so that the electrode system fits straight into it. To reduce the dead volume, a molybdenum dan-helix wrapped around a bushing. This Mo spiral is not absolutely necessary. At the end of the capillary facing the discharge, a constriction 20 is integrally attached with a given length L and a reduced, approximately constant diameter DE. The diameter DE is chosen so that the electrode head just fits through it.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Engstelle 21 so geformt ist, dass der Durchmesser nicht konstant ist, sondern sich hinten allmählich auf den Durchmesser der Kapillare aufweitet. Generell kann der Durchmesser an der Engstelle sich auch V-förmig ändern, er muss also nicht notwendig konstant über einen Bereich sein . Die Engstelle muss nicht unbedingt direkt am Beginn der Kapillare sitzen, sie kann auch etwas weiter hinten angesetzt sein. Bevorzugt sollte die engste Stelle mit dem minimalen Durchmesser jedoch im Bereich der ersten 10 % der Gesamtlänge der Kapillare liegen. Normalerweise hat die ringförmige Engstelle schon aus verfahrenstechnsichen Gründen abgerundete Ecken.Figure 3 shows an embodiment in which the constriction 21 is shaped so that the diameter is not constant, but gradually widens behind the diameter of the capillary. In general, the diameter at the bottleneck can also change V-shaped, so it does not necessarily have to be constant over a range. The bottleneck does not necessarily have to sit directly at the beginning of the capillary, it can also be set a little further back. Preferably, however, the narrowest point with the minimum diameter should be in the range of the first 10% of the total length of the capillary. Normally, the annular bottleneck has procedural reasons rounded corners.
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Engstelle 22 als ein separater Keramikring oder Metallring ausgeführt ist, der in die Kapillare eingeklemmt ist.Figure 4 shows an embodiment in which the constriction 22 is designed as a separate ceramic ring or metal ring which is clamped in the capillary.
Als Glaslot eignet sich ein bekanntes Glaslot, siehe beispielsweise WO 2005/124823.As a glass solder is a known glass solder, see for example WO 2005/124823.
Als Füllung für das Entladungsgefäß eignet sich jede bekannte Metallhalogenidfüllung. Das System ist jedoch be- sonders für Füllsysteme geeignet, die ein Halogenid des Cer enthalten. Beispielsweise kann eine Füllung verwendet werden wie in WO9825294, US6525476 oder WO9928946. As filling for the discharge vessel, any known metal halide is suitable. However, the system is particularly suitable for filling systems that are a halide of the Cerium included. For example, a filling can be used as in WO9825294, US6525476 or WO9928946.
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