DE1124603B

DE1124603B - Hochdruck-Entladungslampe mit einem Fuelldruck gleich oder kleiner als 2 at

Info

Publication number: DE1124603B
Application number: DEP22786A
Authority: DE
Inventors: Horst Krense; Dr Bernhard Kuehl
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1959-05-15
Filing date: 1959-05-15
Publication date: 1962-03-01
Also published as: DE1157311B; GB957042A

Description

Hochdruck-Entladungslampe mit einem Fülldruck gleich oder kleiner als 2 at Für allgemeine Beleuchtungszwecke, wie z. B. für die Straßenbeleuchtung, haben sich in großem Umfang elektrische Metalldampf - Hochdrucklampen durchgesetzt, da derartige Lampen wegen ihrer großen Lichtausbeute und ihrer langen Lebensdauer eine sehr wirtschaftliche Beleuchtung liefern. Diese Lampen weisen jedoch den Nachteil auf, daß ihr Wiederzünden nach einem auch nur einen Bruchteil einer Sekunde währenden Ausfall oder Absinken der Versorgungsspannung sehr schwierig ist und erst nach mehreren Minuten erfolgt, nachdem infolge des Abkühlens der Lampe der Dampfdruck in ihr wieder auf einen genügend niedrigen Wert abgesunken ist. Wenn derartige kurzzeitige Netzausfälle oder hohe Spannungsschwankungen auch verhältnismäßig selten vorkommen, bedeutet ein mehrere Minuten dauernder Ausfall im Einzelfall doch eine recht unangenehme Erscheinung. Zur Behebung dieses Nachteils bei elektrischen Hochdruck-Entladungslampen, insbesondere bei Quecksilberdampf-Hochdrucklampen, ist es bereits bekannt, innerhalb des Gesäßes der Lampe eine parallel zu den Elektroden geschaltete, sich über deren ganze Länge erstreckende Zündwendel anzuordnen, die über je einen Vorschaltwiderstand hinter den Lampenelektroden mit diesen verbunden ist. Die durch die Vorwiderstände hervorgerufenen Spannungsabfälle sollen entlang der Zündwendel eine geringere Feldstärke als zwischen den Hauptelektroden bewirken, wodurch eine Zündung der Hochdruckentladung zwischen den Hauptelektroden ohne Bildung eines Nebenbogens von einer Hauptelektrode zur Zündwendel in jedem Betriebszustand der Lampe ermöglicht werden soll. In diesem Zusammenhang ist darauf hingewiesen, daß es notwendig sein kann, die Spannung zwischen den Zündwendelenden vor dem Zünden des Bogens auf weniger als die Hälfte zu verringern, was beispielsweise durch besondere Schaltungseinrichtungen erfolgen kann. Anderenfalls besteht die Gefahr eines Durchbrennens der Zündwendel, da sie offensichtlich nicht f"ür eine Belastung mit dem vollen Entladungsstrom der Lampe bemessen ist. Es ist ferner bekannt, einen teilweise abschaltbaren Ohmschen Zündwiderstand der Zündwendel vorzuschalten.
Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Hochdruck-Entladungslampe mit einem Fülldruck gleich oder kleiner als 2 at, in der zur Zündung und Wiederzündung der Lampe an Netzspannung, ohne Spannungsumschaltung, auch nach beliebig langer Schaltpause im Entladungsraum eine parallel zur Entladungsstrecke geschaltete und sich über deren ganze Länge erstreckende Zündglühwendel vorgesehen ist, die in geringem Abstand an den Lampenelektroden vorbeigeführt und über je einen Widerstand mit den Elektroden verbunden ist. Um die dargelegten Nachteile zu vermeiden, ist der Erfindung gemäß die Anordnung einer Zündwendel vorgesehen; die für einen Wendelstrom von 2 bis 300/0, vorzugsweise 5 bis 200% des Entladungsnennstromes der Lampe ausgelegt ist und über je einen Heißleiterwiderstand verbunden ist, welcher so nahe der Entladung angeordnet und so bemessen ist, daß sein Widerstand durch die von der Entladung erzeugte Wärme stark absinkt und damit der durch die Zündglühwendel fließende Strom verstärkt und das Auftreten von Querentladungen zwischen den Elektroden und der Zündglühwendel nach Zündung der Entladung vermieden ist.
Es ist zwar auch bekannt, Heißleiterwiderstände in einen parallel zur Entladungsstrecke liegenden Zündhiifsstromkreis einzuschalten, der zugleich eine Zündglühwendel enthält. Die Zündung der Hauptentladung zwischen den Hauptelektroden erfolgt dabei jedoch nicht selbsttätig ohne Spannungsumschaltung; sondern dadurch, daß der . Hilfszündstromkreis, der die Zündglühwendel und die Heißleiterwiderstände enthält, nach Entstehung des Hilfslichtbogens abgeschaltet wird, wodurch im übrigen die Entstehung von Nebenbögen nicht zwangläufig verhindert wird.
Vorteilhaft ist die Zündwendel bei einer Lampenbrennspannung von 80 V für eine Spannung von etwa 180 V und für einen Wendelstrom von 10 bis 200/n des Lampennennstromes bemessen. Ferner hat es sieh als günstig erwiesen, die Zündwendel für eine Spannung von mehr als 100% der Lampenbrennspannung und für eine Belastung vor Zündung der Entladung zwischen 3 und 151m/W zu bemessen oder für eine Spannung von mehr als 150% der Lampenbrennspannung und dann für eine Belastung vor Zündung der Entladung zwischen 5 und 8 lm/W auszulegen. Der Heißleiter-Zündwiderstand ist so zu bemessen, daß er in kaltem und heißem Zustand die gewünschte Zündwendelstromstärke entstehen läßt. Zweckmäßig ist er so auszulegen, daß der Spannungsabfall am warmen Heißleiterwiderstand 10 bis 20 V beträgt, während das Verhältnis des Heißleiter-Kaltwiderstandes zu seinem Warmwiderstand etwa 3 : 1 bis 300: 1 ist. Bei Hochdruck-Entladungslampen, die an einer Netzspannung von etwa 220 V und mit einer Lampenbrennspannung von etwa 80 V betrieben werden, ist es besonders günstig, die Zündwendel für eine Spannung von etwa 180 V und für einen Wendelstrom von etwa 20% des Lampennennstromes zu bemessen. Das Verhältnis des Heißleiter-Kaltwiderstandes zu seinem Warmwiderstand ist zweckmäßig etwa 100 : 1.
Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch veranschaulicht. In dem Hochdruckbrenner 1 sind die festen Elektroden 2 und 3 angeordnet, deren Kerndrähte mittels Folieneinschmelzungen 4 und 5 mit den Stromzuführungen 6 bzw. 7 verbunden sind. Etwas exzentrisch ist in dem Hochdruckbrenner 1 ferner parallel zur Entladung eine Zündwendel 8 angeordnet, die etwa in ihrer Mitte bei 9 an der Kolbenwand befestigt sein kann. Der Zündwendel 8 sind im Sinne der Erfindung Heißleiterwiderstände 10 und 11 derart vorgeschaltet, daß die Zündwendel 8 mit diesen vorgeschalteten Heißleitern 10 und 11 parallel zur Entladungsstrecke und den Elektrodenstromzuführungsteilen 6 und 7 liegt. Die Zündwendel ist über zwei eigene Foliendurchführungen 12, 13 unabhängig von den Elektrodeneinschmelzungen aus der Entladungslampe herausgeführt, während der Heißleiterwiderstand außerhalb des eigentlichen Entladungsraumes der Lampe angeordnet und über die Stromzuführungen 6, 7 mit den Elektroden 2, 3 verbunden ist. Der Hochdruckbrenner ist zusammen mit den Heißleiterwiderständen in üblicher Weise in einem Außenkolben (in der Zeichnung nicht dargestellt) eingeschlossen, so daß die Heißleiter nach dem Hochbrennen der Lampe Temperaturen annehmen, bei denen ihre Widerstände auf beispielsweise 10 bis 40 Ohm absinken; dadurch kann sich dann die gewünschte Zündwendelstromstärke selbsttätig einstellen: Bei einem Hochdruckbrenner für eine Quecksilberdampf-Mischlichtlampe, bei welcher eine Wolframdrahtwendel gleichzeitig als Vorwiderstand für den Hochdruckbrenner und als Lichtquelle dient, die bei einer Netzspannung von 220 V mit einem Betriebsstrom von etwa 2,35 A brennt, wird vorteilhaft die Zündwendel für etwa 180 V und für einen Nennstrom von 0,47 A ausgelegt. Der Warmwiderstand des Heißleiters beträgt zweckmäßig etwa 30 Ohm, sein Kaltwiderstand etwa 3000 Ohm.
Bei einem Hochdruckbrenner für eine Quecksilberdampf-Hochdruck-Leuchtstofllampe, bei welcher als Vorschaltgerät eine Drosselspule dient und deren den Brenner umgebender Glaskolben auf seiner Innenseite eine Leuchtstoffschicht trägt, sind die entsprechenden Betriebswerte folgende: Netzspannung ..................... 220 V Betriebsstrom des Brenners ......... 3,3 A Zündwendelspannung .............. 180 V Warmwiderstand des Heißleiters etwa 25 Ohm Kaltwiderstand des Heißleiters etwa 2500 Ohm Bei der Bemessung der Heißleiter wird demnach ein Spannungsabfall von je 10 bis 20 V angenommen. Die Bemessung der Zündwendelspannung und der Warmwiderstände wird so gewählt, daß eine sichere Wiederzündung auch bei 100/p Unterspannung im Netz gewährleistet ist.
Die Erfindung ist geeignet für Metalldampf-Hochdrucklampen. mit oder ohne Grundgasfülldruck und Edelgas-Hochdrucklampen mit einem Fülldruck von 0,1 bis etwa 2 at, z. B. Quecksilber-Mischlichtlampen, Quecksilber-Hochdrucklampen und Xenonlampen für Netzspannungen von 100 bis 250 V und Betriebsspannungen von 50 bis 200 V. Wenn mehrere Brenner in Reihe geschaltet sind, ist bei entsprechender Netzspannung durch die Schaltung und Bemessung der Zündwendel und der zugehörigen Heißleiter gemäß der Erfindung ebenfalls eine sichere Zündung gewährleistet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Hochdruck-Entladungslampe mit einem Fülldruck gleich oder kleiner als 2 at, in der zur Zündung und Wiederzündung der Lampe an Netzspannung, ohne Spannungsumschaltung, auch nach beliebig langer Schaltpause im Entladungsraum eine parallel zur Entladungsstrecke geschaltete und sich über deren ganze Länge erstreckende Zündglühwendel vorgesehen ist, die in geringem Abstand an den Lampenelektroden vorbeigeführt und über je einen Widerstand mit den Elektroden verbunden ist, gekennzeichnet durch eine Zündglühwendel; die für einen Wendelstrom von 2 bis 30% des Entladungsnennstromes der Lampe ausgelegt ist und über je einen Heißleiterwiderstand mit den Elektroden verbunden ist, welcher so nahe der Entladung angeordnet und so bemessen ist; daß sein Widerstand durch die von der Entladung erzeugte Wärme stark absinkt und damit der durch die Zündglühwendel fließende Strom verstärkt und das Auftreten von Querentladungen zwischen den Elektroden und der Zündglühwendel nach Zündung der Entladung vermieden ist.
2. Entladungslampe nach: Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Lampenbrennspannung von 80 V die Zündwendel für eine Spannung von etwa 180 V und für einen Wendelstrom von 10 bis 20% des Lampennennstromes bemessen ist.
3. Entladungslampe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündwendel für eine Spannung von mehr als 1000% der Lampenbrennspannung bemessen und für eine Belastung vor Zündung der Entladung zwischen 3 und 151m/W ausgelegt ist.
4. Entladungslampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündwendel für eine Spannung von mehr als 150010 der Lampenbrennspannung bemessen und für eine Belastung vor Zündung der Entladung zwischen 5 und 8 lm[W ausgelegt ist. 5: Entladungslampe nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung des Heißleiter-Zündwiderstandes, daß der Spannungsabfall am Heißleiterwiderstand in warmem Zustand 5 bis 20 V beträgt. 6. Entladungslampe nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Heißleiterwiderstandes in kaltem Zustand zu demjenigen in warmem Zustand 3 : 1 bis 300 : 1 beträgt. 7. Entladungslampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Heißleiterwiderstandes in kaltem Zustand zu demjenigen in warmem Zustand etwa 100 : 1 beträgt. B. Entladungslampe nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Zündwendel eine Mehrfachwendel verwendet ist. 9. Entladungslampe nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch. gekennzeichnet, daß die Zündwendel an zwei von den Elektroden unabhängigen eigenen Foliendurchführungen in den Quetschfüßen befestigt und die Heißleiterwiderstände außerhalb des eigentlichen Entladungsraumes der Lampe nahe dem Entladungsgefäß angeordnet und mit den Stromzuführungen zu den Elektroden verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 722 565, 691 570, 961 123; deutsche Patentanmeldung p 3918B VIII c/21 f (bekanntgemacht am 13. 12. 1951); schweizerische Patentschrift Nr. 226 344; österreichische Patentschrift Nr: 180 623; USA.-Patentschrift Nr. 2 784 347.