DD258099A1

DD258099A1 - ELECTRIC LAMP WITH A LIGHT-RELIABLE INFRARED REFLECTIVE EQUIPMENT

Info

Publication number: DD258099A1
Application number: DD26098184A
Authority: DD
Inventors: Wilfried Funk; Martin Kirsten; Dietmar Zinnow
Original assignee: Narva Rosa Luxemburg Buero F S
Priority date: 1984-03-16
Filing date: 1984-03-16
Publication date: 1988-07-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Lampe mit einer lichtdurchlaessigen infrarotreflektierenden Einrichtung, bestehend aus Ueberzuegen auf Kolbenwaenden einer Hochdruckentladungslampe, beispielsweise Quecksilberdampf-, Natriumdampf- und Halogen-Metalldampflampen. Bei derartigen Lampen soll eine erhoehte Lichtausbeute mit einem weitgehend geringen Aufwand an lichtdurchlaessigen infrarotreflektierenden Einrichtungen ermoeglicht werden. Aufgabe der Erfindung ist es, dass mit unveraenderter Kolbenform bei noch geringen Lichtverlusten und nicht beeintraechtigter Lichtverteilung es ermoeglicht werden kann, die vom Entladungsgefaess erzeugte Infrarotstrahlung so auf das Gefaess zurueckzureflektieren, dass kuehlere Entladungsgefaessbereiche in ihrer Temperatur angehoben werden koennen, damit eine Temperaturangleichung auf den gesamten Entladungsgefaessbereich erreicht werden kann. Das wird dadurch erreicht, dass Ueberzuege auf einer Kolbenwand strukturiert angeordnet sind, indem sowohl beschichtete als auch unbeschichtete Kolbenbereiche vorhanden sind. Die beschichteten Bereiche sind beispielsweise als ringfoermige Streifen ausgebildet und sind unweit von den kaelteren Bereichen des Entladungsgefaesses angeordnet. Fig. 1The invention relates to an electric lamp with a translucent infrared-reflecting device consisting of Überzuegen on Kolbenwaenden a high-pressure discharge lamp, for example, mercury vapor, sodium and metal halide lamps. In such lamps, an increased luminous efficacy is to be made possible with a largely low cost of translucent infrared-reflecting devices. The object of the invention is that with unchanged bulb shape with still low light losses and unimpaired light distribution it can be made to reflect the infrared radiation generated by the discharge vessel back to the vessel so that cooler discharge vessel areas can be raised in temperature so that a temperature equalization on the whole Discharge vessel area can be achieved. This is achieved by arranging coatings on a piston wall in a structured manner, in that both coated and uncoated piston regions are present. The coated regions are formed, for example, as ring-shaped strips and are arranged not far from the cooler regions of the discharge vessel. Fig. 1

Description

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Überzüge auf der Innenwand eines Außenkolbens einer elektrischen Lampe strukturiert angeordnet sind, indem sowohl beschichtete als auch unbeschichtete Kolbenbereiche vorhanden sind, wobei die beschichteten Bereiche beispielsweise als ringförmige Streifen ausgebildet sind.According to the invention the object is achieved in that coatings on the inner wall of an outer bulb of an electric lamp are arranged structured by both coated and uncoated piston areas are present, the coated areas are formed for example as annular strips.

Die Überzüge sind vorzugsweise in den Kolbenbereichen angeordnet, die unweit von kältesten Bereichen der Entladungsgefäße sind. Die Überzüge sind vorzugsweise in Kolbenbereichen angeordnet, die sich bei Betrieb der elektrischen Lampe unterhalb des Entladungsgefäßes befinden.The coatings are preferably arranged in the piston regions which are not far from the coldest regions of the discharge vessels. The coatings are preferably arranged in piston regions, which are located below the discharge vessel during operation of the electric lamp.

Die Funktion und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Lösung ist wie folgt:The function and mode of action of the solution according to the invention is as follows:

Bei Betrieb einer entsprechenden elektrischen Lampe wird die von einer Gasentladung und/oder vom Entladungsgefäß erzeugte Infrarotstrahlung von den erfindungsgemäß strukturiert ausgebildeten Überzügen auf Bereiche des Entladungsgefäßes reflektiert, an denen verstärkt Wärmeverluste auftreten, so daß die dort vorhandene niedrige Temperatur aufgehoben wird, ohne die Temperatur der sowieso schon warmen Bereiche der Gefäßwand weiter zu erhöhen. Insbesondere wird dabei bei rohrförmigen Entladungsgefäßen die von den mittleren Entladungsbereichen erzeugte Infrarotstrahlung auf den Bereich der Entladungsgefäßenden reflektiert.When operating a corresponding electric lamp, the infrared radiation generated by a gas discharge and / or by the discharge vessel is reflected by the inventively structured coatings on areas of the discharge vessel at which increased heat losses occur, so that the existing there low temperature is canceled, without the temperature of anyway warm areas of the vessel wall to increase further. In particular, in the case of tubular discharge vessels, the infrared radiation generated by the central discharge regions is reflected onto the region of the discharge vessel ends.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments. In the accompanying drawings show:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Halogen-Metalldampflampe mit erfindungsgemäß strukturiert angeordnetemFig. 1: a schematic representation of a metal halide lamp according to the invention structured arranged

Überzug, Fig. 2: eine schematische Darstellung einer Halogen-Metalldampflampe mit erfindungsgemäß strukturiert angeordnetemCoating, Fig. 2: a schematic representation of a metal halide lamp according to the invention structured arranged

Überzug, Fig. 3: eine schematische Darstellung einer Halogen-Metalldampflampe nach Fig. 2 in einer anderen Ausführungsform mit erfindungsgemäß angeordnetem Überzug.Coating, Fig. 3: a schematic representation of a metal halide lamp according to Fig. 2 in another embodiment with the invention arranged coating.

Die in den FIg. 1 bis 3 gezeigten elektrischen Lampen bestehen jeweils aus einem Kolben 1, einem Sockel 2, einem Entladungsgefäß 3 und erfindungsgemäßen Überzügen 4. Die Überzüge bestehen aus lichtdurchlässigen, infrarotreflektierenden hochdotierten Halbleiterschichten.The in the FIg. 1 to 3 each consist of a bulb 1, a base 2, a discharge vessel 3 and coatings 4 according to the invention. The coatings consist of light-transmitting, infrared-reflecting highly doped semiconductor layers.

Die Überzüge 4 sind in den Zeichnungen schraffiert dargestellt. Um sich in den Zeichnungen nur auf das Wesentliche der Erfindung zu beschränken, wurden daher alle weiteren Lampenteile wie beispielsweise Gestell, Getterring u.a.m. nicht dargestellt. Die Ausbreitung charakteristischer Infrarotstrahlen ist in den Zeichnungen durch Pfeile angedeutet.The coatings 4 are shown hatched in the drawings. To be limited in the drawings only to the gist of the invention, therefore, all other lamp parts such as frame, getter ring u.a.m. not shown. The propagation of characteristic infrared rays is indicated in the drawings by arrows.

Fig. 1 zeigt eine Natriumdampf-Hochdrucklampe in einem zylinderförmigen Außenkolben 1. Auf der Innenwand des Außenkolbens 1 sind ringförmige Streifen mit einer Breite, die einem Viertel der Länge des Entladungsgefäßes 3 entspricht, aufgetragen, die aus antimondotierten Zinnoxid bestehen.1 shows a high-pressure sodium vapor lamp in a cylindrical outer bulb 1. On the inner wall of the outer bulb 1, annular strips having a width which corresponds to one quarter of the length of the discharge vessel 3 are applied, which consist of antimony-doped tin oxide.

Die Streifen 4 sind so angeordnet, daß sie jeweils die beiden äußersten Viertel des Entladungsgefäßes 3 überdecken. Damit wird gewährleistet, daß Infrarotstrahlung aus den mittleren Bereichen auf die Endteile des Entladungsgefäßes 3 reflektiert und die Infrarotstrahlung der Endbereiche auf die Endbereiche zurückreflektiert wird. Außerdem wird gewährleistet, daß keine Infrarotstrahlung auf die mittleren Bereiche des Entladungsgefäßes reflektiert wird.The strips 4 are arranged so that they cover the two outermost quarters of the discharge vessel 3, respectively. This ensures that infrared radiation from the central regions is reflected onto the end parts of the discharge vessel 3 and the infrared radiation of the end regions is reflected back to the end regions. In addition, it is ensured that no infrared radiation is reflected to the central regions of the discharge vessel.

Fig. 2 zeigt eine Halogen-Metalldampflampe in einem elliptischen Außenkolben 1, die für eine waagerechte Betriebslage bestimmt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde der lichtdurchlässige infrarotreflektierende Überzug 4 aus zinndotierten Indium auf den Kolbenbereich angeordnet, der sich unterhalb dös Entladungsgefäßes 3 befindet. Dadurch wird die Infrarotstrahlung des unteren Bereiches des Entladungsgefäßes 3 auf denselben zurückreflektiert und somit die Temperatur dieses Bereiches erhöht. Bei diesem-Ausführungsbeispiel muß allerdings die Brennlage gekennzeichnet werden. Ein Betrieb ist nur in speziellen Fassungen möglich, die gewährleisten, daß die beschichtete Seite des Außenkolbens 1 nach unten zeigt. Ein Betrieb der Lampe mit dem Überzug 4 nach oben würde zu einer Überhitzung der Oberseite des Entladungsgefäßes 3 und zum schnellen Ausfall der Lampe führen.Fig. 2 shows a metal halide lamp in an elliptical outer envelope 1, which is intended for a horizontal operating position. In this embodiment, the translucent infrared reflecting coating 4 of tin-doped indium was placed on the bulb portion located below the discharge vessel 3. As a result, the infrared radiation of the lower region of the discharge vessel 3 is reflected back to the same and thus increases the temperature of this region. In this embodiment, however, the burning position must be marked. Operation is possible only in special versions, which ensure that the coated side of the outer bulb 1 points down. Operation of the lamp with the coating 4 upwards would lead to overheating of the top of the discharge vessel 3 and the rapid failure of the lamp.

Fig. 3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine Halogen-Metalldampflampe kleiner Leistung mit einem einseitig gequetschten Entladungsgefäß 3 in einem kugelförmigen Kolben 1, wie er für Allgebrauchsglühlampen üblich ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde das Entladungsgefäß 3 so angeordnet, daß die Entladung etwas außerhalb des Mittelpunktes des Kolbens liegt. Ein breit aufgetragener Streifen 4 aus antimondotiertem Zinnoxid auf dem halsnahen Kolbenbereich bewirkt, daß ein Großteil der Infrarotstrahlung der Entladung auf die Quetschung reflektiert und diese erwärmt wird.FIG. 3 shows, as a further exemplary embodiment, a low-power metal halide lamp with a discharge vessel 3 which is crimped on one side in a spherical bulb 1, as is customary for general-purpose incandescent lamps. In this embodiment, the discharge vessel 3 has been arranged so that the discharge is slightly outside the center of the piston. A broadly applied strip 4 of antimony-doped tin oxide on the neck-proximal piston area causes a majority of the infrared radiation of the discharge to be reflected on the pinch and to be heated.

Die in den Ausführungsbeispielen genannten Überzüge 4 sind als Einfachschichten ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, komplizierte Mehrfachschichten-Überzüge aus verschiedenen Komponenten, z. B. TiO₂-Ag-TiO₂ zu verwenden. Außer den Grundforderungen, also hoher Transmissionsgrad im sichtbaren und hoher Reflexionsgrad im infraroten Spektralbereich, besteht eine weitere Forderung an derartige Überzüge darin, daß sie bei der Außenkolbentemperatur, die bei Betrieb der Lampe größer als 400 Kelvin ist, über etwa 10000 Stunden stabil sein müssen.The coatings 4 mentioned in the exemplary embodiments are designed as single layers. But it is also conceivable complicated multilayer coatings of various components, eg. B. TiO ₂ -Ag-TiO ₂ to use. In addition to the basic requirements, ie high transmittance in the visible and high reflectance in the infrared spectral range, there is a further requirement for such coatings is that they must be stable over about 10,000 hours at the outer bulb temperature, which is greater than 400 Kelvin when the lamp is operated.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lampe sind folgende:The advantages of the lamp according to the invention are the following:

Mit einem wesentlich geringen technischen Aufwand an lichtdurchlässigen infrarotreflektierenden Einrichtungen kann mit den erfindungsgemäßen Merkmalen eine weitgehende Verbesserung des Wärmehaushaltes, dadurch bedingt eine erhöhte Lichtausbeute und verbesserte Farbeigenschaften, bei elektrischen Lampen, insbesondere bei Hochdruck-Entladungslampen kleiner Leistung, beispielsweise Natriumdampf-Hochdrucklampen 50 Watt oder Halogen-Metalldampflampen kleiner/gleich 100 Watt, erreicht werden.With a significantly low technical complexity of translucent infrared-reflecting devices can with the features of the invention, a substantial improvement in the heat balance, thereby increasing the light output and color properties, in electric lamps, especially in high-pressure discharge lamps low power, for example, high-pressure sodium vapor lamps 50 watts or halogen Metal halide lamps less than or equal to 100 watts, can be achieved.

Von den wärmsten Bereichen des Entladungsgefäßes bzw. von der Entladung selbst erzeugte Infrarotstrahlung kann durch die erfindungsgemäß strukturiert ausgebildeten Überzüge auf Bereiche des Entladungsgefäßes mit niedrigerTemperatur reflektiert werden, um den für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Lampe erforderlichen Dampfdruck zu erzeugen, ohne andere Teile des Entladungsgefäßes durch Überhitzung zu schädigen. Die Absorptionsverluste der sichtbaren Strahlung durch die strukturierten Überzüge werden dabei auf ein notwendiges Minimum reduziert. Die Lichtverteilung der elektrischen Lampe wird nicht nachteilig beeinträchtigt.Infrared radiation generated by the warmest regions of the discharge vessel or by the discharge itself may be reflected by the coatings structured in accordance with the invention onto areas of the discharge vessel at low temperature in order to produce the vapor pressure required for proper operation of the lamp without overheating other parts of the discharge vessel to harm. The absorption losses of the visible radiation through the structured coatings are thereby reduced to a necessary minimum. The light distribution of the electric lamp is not adversely affected.

Claims

1. Elektrische Lampe mit einer lichtdurchlässigen infrarotreflektierenden Einrichtung, bestehend aus Überzügen auf Kolbenwänden, insbesondere auf Innenflächen eines Außenkolbens von Hochdruck-Entladungslampen mit verschieden ausgebildeten Entladungsgefäßen, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzüge (4) auf einer Kolbenwand (1) strukturiert angeordnet sind, indem sowohl beschichtete als auch unbeschichtete Kolbenbereiche vorhanden sind, wobei die beschichteten Bereiche beispielsweise als ringförmige Streifen ausgebildet sind.1. An electric lamp with a translucent infrared-reflecting device consisting of coatings on piston walls, in particular on inner surfaces of an outer bulb of high-pressure discharge lamps with differently shaped discharge vessels, characterized in that the coatings (4) on a piston wall (1) are arranged structured by both coated and uncoated piston regions are present, wherein the coated regions are formed, for example, as annular strips.

2. Elektrische Lampe nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzüge (4) vorzugsweise in Kolbenbereichen angeordnet sind, die unweit von den kältesten Bereichen des Entladungsgefäßes (3) sind.2. Electric lamp according to item 1, characterized in that the coatings (4) are preferably arranged in piston areas which are not far from the coldest areas of the discharge vessel (3).

3. Elektrische Lampe nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzüge (4) vorzugsweise in Kolbenbereichen angeordnet sind, die sich bei Betrieb der elektrischen Lampfe unterhalb des Entladungsgefäßes (3) befinden.3. Electric lamp according to item 1 and 2, characterized in that the coatings (4) are preferably arranged in piston areas, which are located during operation of the electric Lampfe below the discharge vessel (3).

Hierzu 1 Seite Zeichnungen 'See 1 page drawings'

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine elektrische Lampe mit einer lichtdurchlässigen infrarotreflektierenden Einrichtung, bestehend aus Überzügen auf Kolbenwänden, insbesondere eine Anordnung lichtdurchlässiger infrarotreflektierender Überzüge auf Außenkolben bei Hochdruckentladungslampen, wie beispielsweise Quecksilberdampf-, Natriumdampf- und Halogen-Metalldampflampen. The invention relates to an electric lamp with a translucent infrared-reflecting device consisting of coatings on piston walls, in particular an arrangement of translucent infrared-reflecting coatings on outer bulb in high-pressure discharge lamps, such as mercury vapor, sodium vapor and metal halide lamps.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Nach der DE-OS 3233966 (HO 1J 61 /02) wird eine Entladungslampe hoher Intensität mit einer Einrichtung zum Reflektieren von Infrarot-Strahlung vom warmen Zentralabschnitt eines Entladungsgefäßes auf kühlere Bereiche desselben geschaffen. Hierbei ist zwischen einem Außenkolben und dem Entladungsgefäß der Entladungslampe ein Reflektor an einem Rahmen (Gestell) montiert. Der Reflektor besteht vorzugsweise aus einem Material, wie Glas, das für Strahlung sichtbarer Wellenlänge durchlässig ist, jedoch mit einem infrarotreflektierenden Material überzogen ist. Zusätzlich kann auch der Außenkolben auf seiner gesamten Innenfläche mit einem lichtdurchlässigen infraro.treflektierenden Überzug versehen werden. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, den Außenkolben in seinem Mittelabschnitt mit einer ringförmigen Einbuchtung zu versehen.According to DE-OS 3233966 (HO 1J 61/02) a high-intensity discharge lamp is provided with a device for reflecting infrared radiation from the warm central portion of a discharge vessel to cooler areas thereof. In this case, a reflector is mounted on a frame (frame) between an outer bulb and the discharge vessel of the discharge lamp. The reflector is preferably made of a material, such as glass, which is transmissive to visible wavelength radiation but coated with an infrared reflecting material. In addition, the outer bulb can be provided on its entire inner surface with a translucent infraro.treflektierenden coating. In addition, it is proposed to provide the outer bulb in its central portion with an annular recess.

Die Nachteile-dieser Einrichtungen sind durch einen hohen Aufwand bei Herstellung und Anordnung (Montage) derselben in einer Lampe gekennzeichnet. Ferner ist die Wirksamkeit der Einrichtungen gemäß DE-OS 3233966 weitgehend begrenzt, da diese Einrichtungen eine streuende Wirkung haben und nur geringe Mengen der Infrarot-Strahlung auf die gewünschten Bereiche des Entladungsgefäßes lenken. Durch die Anordnung der Einrichtungen in Hauptstrahlungsrichtung der Lampe, treten sowohl hohe Lichtverluste als auch eine wesentliche Verschlechterung der Lichtverteilung auf.The disadvantages of these devices are characterized by a great deal of effort in producing and arranging (mounting) the same in a lamp. Furthermore, the effectiveness of the devices according to DE-OS 3233966 is largely limited, since these devices have a scattering effect and direct only small amounts of infrared radiation to the desired areas of the discharge vessel. The arrangement of the devices in the main radiation direction of the lamp, both high light losses and a significant deterioration of the light distribution occur.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Mit der Erfindung sollen bei elektrischen Lampen, vorzugsweise bei Hochdruck-Entladungslampen mit einem klaren Außenkolben und üblicher Kolbenform, insbesondere von Lampen kleiner Leistungsaufnahme, eine erhöhte Lichtausbeute mit einem weitgehend geringeren Aufwand an lichtdurchlässigen infrarotreflektierenden Einrichtungen ermöglicht werden.With the invention, in electric lamps, preferably in high-pressure discharge lamps with a clear outer bulb and conventional bulb shape, especially lamps of low power consumption, an increased light output with a substantially lower cost of translucent infrared-reflecting devices are made possible.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Lampe vorher genannter Art mit verbessertem Wärmehaushalt zu schaffen, daß es mit unveränderter Kolbenform bei noch geringeren Lichtverlusten und nicht beeinträchtigter Lichtverteilung ermöglicht werden kann, einen Teil der von einer Entladung oder von einem Entladungsgefäß erzeugten Infrarotstrahlung so auf das Entladungsgefäß zu reflektieren, damit die Temperatur in kälteren Entladungsgefäßbereichen angehoben und somit eine weitgehende Angleichung der Temperatur aller Teile des Entladungsgefäßes erreicht werden kann.The invention has for its object to provide an electric lamp previously mentioned type with improved heat balance, that it can be made with unchanged piston shape with even lower light losses and unimpaired light distribution, a portion of the infrared radiation generated by a discharge or by a discharge vessel on to reflect the discharge vessel, so that the temperature can be raised in colder discharge vessel areas and thus a substantial approximation of the temperature of all parts of the discharge vessel can be achieved.