DE2359138A1 - MERCURY METAL HALOGENIDE DISCHARGE LAMPS - Google Patents

Description

Die'Erfindung bezieht sich auf Quecksilber-Metallhalogeniddampf-Bogenentladungslampen. des Typs, der Quecksilber und einen oder mehrere yerdampfbare Metallhalogenide enthält, die in der Hit z.e eines Lichtbogens zwischen zwei primären Bogehelektroden zersetzt werden, die in eine evakuierbare Umhüllung hineinragen, in der das Natriumatom eine Hauptstrahlungsspezies ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf solche Dampfentladungslampen, in denen das Vorhandensein von freiem Jod aufgrund chemischer und damit in Beziehung stehender anderer Mechanismen der Aufzehrung bzw. Entgasung von Natrium aus dem Entladungsmant.el verhindert wird und die Lebensdauer der Lampe stark verlängert ist.The invention relates to mercury-metal halide arc discharge lamps. of the type containing mercury and one or more vaporisable metal halides, those in the hit z.e of an electric arc between two primary Arc electrodes are decomposed into an evacuable Sheath protrude in which the sodium atom is a main radiation species is. In particular, the invention relates to such vapor discharge lamps in which the presence of free iodine due to chemical and related other mechanisms of consumption or Degassing of sodium from the discharge jacket is prevented and the service life of the lamp is greatly extended.

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Verbesserte Dampfentladungslampen für die Erzeugung von nahe der weißen Spektrallinie liegendem Licht hoher Intensität und mit großem Wirkungsgrad sind durch die Quecksilber-Metallhalogeniddampf-Bogenentladungslampe ermöglicht worden, wie sie in der US-Patentschrift 3 234 421 beschrieben ist.Improved Vapor Discharge Lamps for the Generation of High Intensity Light Near the White Spectral Line and with high efficiency thanks to the mercury-metal halide arc discharge lamp as described in U.S. Patent 3,234,421.

Gemäß der vorgenannten US-Patentschrift 3 234 421 wird die Emission einer Dampf-Lichtbogenlampe von den linienverbreiterten Spektren eines oder mehrerer Metalle erhalten, die in der Lampenumhüllung als Halogenid des Metalles enthalten sind, wie vorzugsweise als Jodid. In der vorgenannten ÜS^PS 3 234 421 ist das Natriumiodid als die Quelle einer Hauptstrahlungsspezies angegeben. Das Natriumatom als "eine" fiauptstrahlungsspezi.es ist besonders attraktiv, da das Erregungspotential des Natriumatoms eines der niedrigsten derjenigen Materialien ist, die für Zusätze in Halogenidformen, vorwiegend als Jodid, als geeignet befunden worden sind. Obwohl das Natriumatom eine Orange-Rotstrahlung emittiert, die im wesentlichen die linienverbreiterte Charakteristik der "D"-Linien von Natrium ist, erzeugt der Zusatz von *· zusätzlichen Jodiden, wie beispielsweise den Jodiden von Thallium und Indium, die in den grünen und blauen Abschnitten des sichtbaren Spektrums emittieren, eine Gesamtemission, in der sich die grünen und blauen Emissionen mit der Emission des Natriumatoms mischen, um eine angenehme weiße oder nahe beim Weiß liegende Spektralwiedergabe zu erzeugen.According to the aforementioned US Pat. No. 3,234,421, the emission a vapor arc lamp from the line broadened Obtain spectra of one or more metals contained in the lamp envelope as the halide of the metal, as is preferred as iodide. In the above-mentioned ÜS ^ PS 3 234 421 this is Sodium iodide indicated as the source of a major radiation species. The sodium atom as "a" radiation speci.es is special attractive because of the excitation potential of the sodium atom is the lowest of those materials found suitable for additives in halide forms, predominantly as iodide have been. Although the sodium atom has an orange-red radiation which is essentially the line-broadened characteristic of the "D" lines of sodium, the addition of * additional iodides, such as the iodides of thallium and indium, found in the green and blue portions of the in the visible spectrum, a total emission in which the green and blue emissions correspond to the emission of the sodium atom mix to produce a pleasant white or near-white spectral rendition.

Obwohl Lampen der beschriebenen Art, die Natrium-als eine Hauptstrahlungsspezies verwenden, sehr vorteilhaft sind, bewirken die chemische Aktivität von Natrium und andere damit in Beziehung stehende Effekte, daß die Natriummenge innerhalb der Entladungsumhüllung mit wachsender Lampenbetriebszeit progressiv abnimmt. Ein abnehmender Natriumgehalt bewirkt eine Zunahme des Spannungsabfalls zwischen den Lichtbogenelektroden und eine graduelle Änderung der spektralen Emissionsfähigkeit in Richtung des blauen Spektrums verbunden mit einer Abnahme der Wirksamkeit und einer. Einschnürung bzw. Instabilitäten des Lichtbogens im Dampf.Although lamps of the type described, use sodium as a main radiation species use, are very beneficial, effect the chemical activity of sodium and others related to it standing effects that the amount of sodium within the discharge envelope decreases progressively with increasing lamp operating time. A decreasing sodium content causes an increase in the voltage drop between the arc electrodes and a gradual one Change in spectral emissivity towards the blue Associated with a decrease in effectiveness and a spectrum. Constriction or instabilities of the arc in the vapor.

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Es ist deshalb eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, Metalldampf-Lichtbogenlampen zu schaffen, in denen Natrium eine xiauptstrahlungsspezies ist, die stark verlängerte Lebensdauern ohne Verlust der Wirksamkeit oder Farbwiedergabe aufweisen und in denen Natrium eine vorwiegende emittierende Spezies ist, in der das Vorhandensein von freiem Jod verhindert oder auf ein Minimum herabgesetzt ist.It is therefore a main object of the present invention Create metal halide arc lamps in which sodium is a xi is a radiation species that has greatly extended lifetimes without loss of effectiveness or color rendering and in which sodium is a predominant emitting species, in which prevents or minimizes the presence of free iodine.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Quecksilber—Metallhalogeniddampf-Bogenentladungslampe geschaffen, die eine evakuierbare Umhüllung aufweist, in der ein Paar Bogenelek-troden und eine verdampfbare Einlagerung (Charge) ■enthalten ist, die eine Menge an Quecksilber, eine Menge von Natriumjodid_s mit oder ohne anderen Jodiden, deren spektrales Emissionsvermögen sich mit dem Emissionsvermögen des Natriumatoms mischt, um eine weiße oder nahe beim Weiß liegende Spektralwiedergabe zu erzeugen, und eine ausreichende Menge an elementarem Zinn umfaßt, um jedes freie Jod zu gettern, das aufgrund der Aufzehrung (clean-up) von Natrium aus der Natriumjodideinlagerung in der Lampe vorhanden sein würde. Somit wird die nutzbare Lebensdauer der Lampe ohne Verlust bei der spektralen Wiedergabe oder ohne eine wesentliche Erhöhung des Spannungsabfalls zwischen den Bögenelektroden der Lampe stark verlängert.According to an embodiment of the present invention, a mercury-metal halide vapor arc discharge lamp is provided which comprises an evacuatable envelope in which trodes Bogenelek-a pair and a vaporizable storage (batch) ■ is included, the _s a quantity of mercury, an amount of sodium iodide with or without other iodides, the spectral emissivity of which mixes with the emissivity of the sodium atom to produce a white or near-white spectral rendition, and contains a sufficient amount of elemental tin to getter any free iodine that, due to consumption ( clean-up) of sodium from the sodium iodide storage in the lamp. Thus, the useful life of the lamp is greatly extended without loss of spectral reproduction or without a substantial increase in the voltage drop between the arc electrodes of the lamp.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert , in der einige Teile aufgebrochen dargestellt werden.The invention will now be explained in more detail with further features and advantages with reference to the following description and the drawing , in which some parts are shown broken up.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel einer Quecksilber-Metallhalogeniddampf-Bogenentladungslampe enthält eine äußere, evakuierbare, lichtdurchlässige Umhüllung 1, die auf einem schraubbaren "Kontaktsockel 2 angebracht ist, und in dieser eine innere, den Lichtbogen enthaltende Umhüllung 1. Die innere Umhüllung 3 ist lichtdurchlässig, in der Form im ällge- ' meinen zylindrisch, hermetisch abgedichtet und an jedem Ende mit abgekröpften Abschnitten 4 und 5 abgeschlossenj die den Innenraum der Umhüllung 3 hermetisch abdichten und durch dieThe embodiment of a mercury metal halide arc discharge lamp shown in the drawing contains an outer, evacuable, translucent envelope 1 which is attached to a screwable "contact base 2, and in this an inner envelope 1 containing the arc. The inner envelope 3 is translucent , generally cylindrical in shape, hermetically sealed and closed at each end with cranked sections 4 and 5, which hermetically seal the interior of the envelope 3 and through the

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Glühelektroden 6 und 7 mittels Einführleiter 8 bzw. 9 hindurchführen .Guide glow electrodes 6 and 7 through lead-in conductors 8 and 9, respectively .

Die Umhüllung 1 kann aus irgendeinem geeigneten harten lichtdurchlässigen Hochtemperaturglas bestehen, wie beispielsweise Pyrex oder Vycor. Die Umhüllung 3 kann aus irgendeinem ähnlichen lichtdurchlässigen, aber einer höheren Temperatur widerstehenden Material bestehen, wie beispielsweise geschmolzenem Quarz, polycrystallinem Aluminiumoxid, wie es in der US-Patentschrift 3 026 210 beschrieben ist, oder Yttriumoxid mit hoher Dichte, wie es in der US-Patentschrift 3 5^5 987 beschrieben ist, oder anderen ähnlichen durchsichtigen oder durchscheinenden Keramikstoffen hoher Dichte. Da im Betrieb der erfindungsgemäßen Lampe der kühlste Teil der Innenwand der Entladungsumhüllung 3 eine Temperatur von wenigstens etwa 500 ⁰C und vorzugsweise wenigstens 600 ⁰C aufweist, haben die heißeren Teile davon unmittelbar neben dem Lichtbogen im allgemeinen eine Temperatur in der Größenordnung von wenigstens 1000 ⁰C oder noch mehr. Demzufolge sollte die Umhüllung 3 aus einem der oben angegebenen Materialien bestehen, um diesen hohen Temperaturen ohne Verlust mechanischer Festigkeit oder einer Einbuße bei der Durchlässigkeit zu wider-stehen. The envelope 1 can be made of any suitable hard, translucent high temperature glass such as Pyrex or Vycor. The envelope 3 may be made of any similar translucent but higher temperature resistant material such as fused quartz, polycrystalline alumina as described in US Pat. No. 3,026,210, or high density yttria as described in US Pat. 3 5 ^ 5,987 or other similar clear or translucent high density ceramics. Since the coolest part of the inner wall of the discharge envelope 3 has a temperature of at least approximately 500 ^° C. and preferably at least 600 ^° C. during operation of the lamp according to the invention, the hotter parts thereof immediately next to the arc generally have a temperature of the order of at least 1000 ^° C or more. Accordingly, the casing 3 should consist of one of the materials specified above in order to withstand these high temperatures without loss of mechanical strength or a loss in permeability.

Die Lichtbogenelektroden 6 und 7 sind in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet, der von der Nennleistung der Lampe abhängt, um so einen elektrischen Lichtbogen hoher Stromstärke dazwischen aufrechtzuerhalten, damit die darin enthaltenen verdampfbaren Bestandteile verdampfen und eine Strahlung hoher Intensität mit geeigneten Wellenlängen erzeugt wird. Eine Starterelektrode 10 ist in dem einen Ende der inneren. Umhüllung angeordnet und durch einen Quetschb_ereich 5 der inneren Umhüllung abgedichtet. Die Starterelektrode 10 ist über einen Widerstand 11, an dem eine Spannung abfällt, mit einem Leiter- und Halterungsteil 12 verbunden, der auf dem gleichen Potential liegt wie ein weiterer Leiter- und Halterungsteil 13, die beide mit dem einen Kontaktteil des Anschlußsockels 2 verbunden sind. Selbstverständlich können jedoch auch andere Mittel als die Starter-The arc electrodes 6 and 7 are arranged at a predetermined distance from one another, which is of the rated power of the Lamp depends, so as to maintain an electric arc of high amperage between them, so that the contained therein Vaporize vaporizable constituents and high-intensity radiation with suitable wavelengths is generated. One Starter electrode 10 is in one end of the inner. Sheath arranged and by a Quetschb_ereich 5 of the inner sheath sealed. The starter electrode 10 is via a resistor 11, across which a voltage drops, with a conductor and Bracket part 12 connected, which is at the same potential as another conductor and bracket part 13, both of which with the a contact part of the connection base 2 are connected. Of course, other means than the starter

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elektrode 10 verwendet werden, um die Lampe zu starten bzw, zu zünden. .electrode 10 can be used to start the lamp or to ignite. .

Die'innere:Umhüllung 3 ist in der äußeren Umhüllung 1 mittels eines einfachen Satzes von Sattelklemmteilen Ik und 15 aufgehängt, die von dem Leiter- und Halterungsteil 13 herabhängen und die um die abgeflachten Abschnitte der^xabgequetschten BeV reiche 4 und 5 der inneren Umhüllung 3 herum sicher mechanisch befestigt sind. Die untere Sattelklemme 14 ist* zwischen den Halterungsteilen 12 und 13 verbunden und die obere Sattelklemme 15 ist zwischen dem Halterungsteil 13 und einem aufgehängten Halterungsteil l6 verbunden, der mit einer Hülse 17 in Verbindung steht, die über einen einspringenden. Nippel 18 im oberen Teil des äußeren Kolbenteiles 1 paßt. Die Hülse 17 dient zur Verankerung des oberen Endes des Leiter- und Halterungsteils Die eine Lichtbogenelektrode 6 ist mit dem Halterungsteil 13 verbunden-, während die andere Lichtbogenelektrode 7 mit einem getrennten Leiter 20 verbunden isti der mit demjenigen Kontaktteil des SchraubsockeIs 2 verbunden ist, der nicht mit den Halterungsteilen 13 und 14 verbunden ist. Die vorstehende Beschreibung der Halterungsstruktur innerhalb der äußeren Umhüllung 1 ist zwar typisch, aber sie ist nicht die einzig mögliche. Es können auch andere Halterungsmittel verwendet werden, was von der Leistung abhängt, bei der die Vorrichtung arbeiten soll, und ferner von der besonderen Verwendung, für die die Vorrichtung vorgesehen ist. Darüber hinaus können Lampen, die für eine horizontale Anbringung ausgelegt sind, sich von denjenigen unterscheiden, die für einen vertikalen Betrieb vorgesehen sind. Alternativ können auch andere Konstruktionen für entweder die vertikale oder horizontale Anbringung geeignet sein. ■Die'innere: Serving 3 is suspended in the outer envelope 1 by means of a simple set of saddle clamp parts Ik and 15 which hang down from the ladder and support member 13 and the rich to the flattened portions of the ^x pinched BeV 4 and 5 of the inner casing 3 are securely mechanically fastened around. The lower saddle clamp 14 is connected between the bracket parts 12 and 13 and the upper saddle clamp 15 is connected between the bracket part 13 and a suspended bracket part l6, which is connected to a sleeve 17, which via a re-entrant. Nipple 18 in the upper part of the outer piston part 1 fits. The sleeve 17 serves to anchor the upper end of the conductor and holder part is connected to the holder parts 13 and 14. While the above description of the support structure within the outer envelope 1 is typical, it is not the only possible one. Other support means can also be used, depending on the power at which the device is intended to operate and also on the particular use for which the device is intended. In addition, lamps designed for horizontal installation may differ from those designed for vertical use. Alternatively, other constructions may be suitable for either vertical or horizontal mounting. ■

Der Entladungskolben 3'enthält ein Startergas, wie beispielsweise eines der Edelgase wie Argon, das sjch im allgemeinen auf einem Druck von 5 bis 50 Torr und vorzugsweise auf einem Druck von etwa 20 Torr befindet. Dieses Gas wird zum Starten der Lampe verwendet,'indem es als das· leitende Mittel eines an_fanglichen Lichtbogens dient, der die Hauptlichtbogenspezies verdampft. DerThe discharge bulb 3 'contains a starter gas, such as one of the noble gases such as argon, which is generally on a pressure of 5 to 50 torr and preferably at one pressure of about 20 torr. This gas is used to start the lamp used, 'by using it as the · guiding means of an initial Arc is used, which vaporizes the main arc species. Of the

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Entladungskolben 3 enthält weiterhin eine Einlagerung (Charge) 19, die die verdampfbaren Materialien enthält, aus denen die lichtemittierende Spezies abgeleitet wird. Die Einlagerung hat im allgemeinen die Form einer Perle, die Quecksilber und ein oder mehrere Jodide einschließlich Natriumiodid enthält. Dies sind die Jodide der strahlenden metallischen Spezies, welche speziell ausgewählt sind, um das von der Lampe erwünschte spektrale Emissionsvermögen zu erzeugen'. Aus allgemeinen Gründen ist es wünschenswert, daß weißes Licht erhalten wird, und eine derartige Einlagerung (Charge), die, in idealer Weise zur Erzeugung von weißen Lichtbestandteilen geeignet^ist, bilden die Jodide von Natrium, Thallium und Indium. D;Le Einlagerung 19 enthält- erfindungsgemäß auch eine gewisse Menge von elementarem Zinn. Die Quecksilbermenge, die verschiedenen Jodide und das Zinn in der Einlagerung 19 ändern sich mit der Nennleistung der Lampe. Wie zu erwarten ist, ist die Nennleistung der Lampe um so höher, je größer das Volumen des Entladungskolbens 3 und je größer der Abstand zwischen den Lichtbogenelektroden 6 und 7 ist. Typischerweise kann eine 400 Watt Lampe einen Entladungs-. kolben mit einem Volumen von etwa 20 cm haben, während für eine 1000 Watt Lampe das Volumen im allgemeinen etwa 35 cnr beträgt. Unabhängig von der Leistung der Lampe ist jedoch der Dampfdruck der entsprechenden Materialien in dem Entladungskolben während des Betriebes der Lampe gewöhnlich in dem gleichen Bereich. Somit ist beispielsweise Quecksilber in dem Bereich von 1 bis 20 Atmosphären Partialdruck vorhanden. Deshalb ist in der Einlagerung eine ausreichende Menge Quecksilber vorgesehen, die bei Betriebstemperaturen (wobei die minimale innere Kolbenwandtemperatur auf einem Wert von mindestens 500 ⁰C und vorzugsweise wenigstens 600 ⁰C gehalten wird) ausreicht, um eine solche Menge Quecksilberdampf zu liefern, daß ein derartiger Druck aufgebaut wird, wobei eine restliche Quecksilbermenge in der Einlagerung mit den unverdampften Halogeniden und dem Zinn zurückgelassen wird. Es werden genügend Natriumhalogenid und irgendwelche anderen verwendeten Halogenide zugesetzt, um einen gesättigten Dampfdruck dieser Materialien bei Betriebstemperaturen der Lampe zu erzeugen. Dieser Dampfdruck liegt im allge-Discharge bulb 3 also contains an inclusion (charge) 19 which contains the vaporizable materials from which the light-emitting species is derived. The inclusion is generally in the form of a pearl containing mercury and one or more iodides including sodium iodide. These are the iodides of the radiating metallic species which are specially selected to produce the spectral emissivity desired by the lamp. For general reasons it is desirable that white light is obtained, and such an intercalation (charge), which is ideally suited for the production of white light components, forms the iodides of sodium, thallium and indium. According to the invention, the inclusion 19 also contains a certain amount of elemental tin. The amount of mercury, the various iodides and the tin in the storage 19 change with the rated power of the lamp. As is to be expected, the greater the volume of the discharge bulb 3 and the greater the distance between the arc electrodes 6 and 7, the higher the nominal power of the lamp. Typically a 400 watt lamp can have a discharge. have a bulb with a volume of about 20 cm, while for a 1000 watt lamp the volume is generally about 35 cm. Regardless of the power of the lamp, however, the vapor pressure of the corresponding materials in the discharge envelope is usually in the same range during operation of the lamp. Thus, for example, mercury is present in the range of 1 to 20 atmospheric partial pressure. Therefore, a sufficient amount of mercury is provided in the storage, which is sufficient at operating temperatures (with the minimum inner bulb wall temperature being kept at a value of at least 500 ⁰ C and preferably at least 600 ⁰ C) to deliver such an amount of mercury vapor that such a Pressure is built up, leaving a residual amount of mercury in the inclusion with the unevaporated halides and tin. Sufficient sodium halide and any other halides used are added to produce a saturated vapor pressure of these materials at operating temperatures of the lamp. This vapor pressure is generally

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meinen in" der Größenordnung von 0,05 bis 25.Torr für Natriumiodid , 0,1 bis 100 Torr für Indiumjodid und 0,1 bis 100 Torr für "Thalliumj odidmean on the order of 0.05 to 25 torr for sodium iodide , 0.1 to 100 torr for indium iodide and 0.1 to 100 torr for "thallium iodide

Ein wichtiger Mechanismus, der häufig-die nutzbare Lebensdauer von Quecksilber-Metalldampf-Bogenentladungslampen begrenzt hat, bei denen Natriumiodid eine Hauptquelle für das Natrium und Natrium eine vorwiegende strahlende Spezies ist, ist die extreme chemische und sonstige Aktivität von Natrium gewesen, die bewirkt, daß Natrium'verarmt oder aus dem-Volumen des Entladungskolbens ausgetrieben (cleaned^-up) wird. Es ist zwar eine scheinbar mögliche Lösung, der Einlagerung 19 einen Überschuß an Natriumiodid zuzusetzen, um einen ausreichenden Partialdruck des Natriumjodids in dem Entladungskolben aufrechtzuerhalten, um die erforderliche Natriummenge sicherzustellen, die-für die gewünschte spektrale Ausgangsgröße notwendig ist. Dies ist jedoch keine "zufriedenstellende Lösung für das Problem. Die Gründe-, daß das einfache Zusetzen von zusätzlichem Natriumiodid zur Einlagerung das Problem nicht löst, bestehen darin, daß mit dem Aufzehren des Natriums aus dem Entladungskolben das Jod, .das vor der Dissoziation ein Teil des Natriumjodids im Dampfzustand war, als freies Jod in der Umhüllung bzw. .in dem Kolben zurückbleibt.. Das freie Jod innerhalb des Entladungskolbens bewirkt eine Einschnürung des Metalldampfbogens und vergrößert den Spannungsabfall zwischen den Lichtbogenelektroden, während gleichzeitig eine' lokale überhitzung der Wand des Entladungskolbens bewirkt wird.An important mechanism that often-the usable life has been limited by metal halide mercury arc discharge lamps, where sodium iodide is a major source of the sodium and sodium is a predominantly radiating species, it has been the extreme chemical and other activity of sodium that causes that sodium is depleted or expelled from the volume of the discharge bulb (cleaned ^ -up). It is an apparent one possible solution, the inclusion 19 an excess of sodium iodide add to maintain a sufficient partial pressure of sodium iodide in the discharge bulb to reduce the To ensure the required amount of sodium, the -for the desired spectral output is necessary. However, this is not a "satisfactory solution to the problem. The reasons - that." the simple addition of additional sodium iodide for storage that does not solve the problem are that with consuming it of the sodium from the discharge bulb the iodine, .that before the Dissociation was when a portion of the sodium iodide was in the vapor state free iodine remains in the envelope or in the flask Free iodine within the discharge bulb causes a constriction of the metal vapor arc and increases the voltage drop between the arc electrodes, while at the same time a 'local overheating of the wall of the discharge bulb is caused.

Aufgrund der vorstehenden nachteiligen Wirkungen des freien Jods in dem Entladungskolben der Lampen dieses Typs und der Tendenz der Entgasung von Natrium, wobei freies Jod zurückbleibt, ist in der Vergangenheit die allgemeine Praxis dahingehend gewesen, daß nur eine solche Menge an Natriumiodid zugesetzt wurde, die zur. Erzielung eines Partialdruckes von Natriumiodid in der Entladungsröhre unbedingt erforderlich ist und ausreicht, um genügend freies Natrium bei der Dissoziation zu gewinnen, um bei der entsprechenden Orange/RotrEmission für eine angemessene Betriebs- ' dauer zu sorgen_o. Eine derartige Betriebsdauer betrug bisher etwaBecause of the foregoing adverse effects of free iodine in the discharge envelope of lamps of this type and the tendency for sodium to outgas leaving free iodine, the general practice in the past has been that only such an amount of sodium iodide is added as is sufficient for the . Achieve a partial pressure of sodium in the discharge tube is strictly necessary and sufficient enough free sodium to win in the dissociation to _o to provide for the corresponding Orange / RotrEmission for adequate operational 'life. Such an operating time was previously about

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4000 bis 8000 Stunden, die von vielen Paktoren abhängt, die das Entgasen von Natrium beeinflussen. Für eine Quecksilber-Metalldampf -Bogenent ladungs lampe von 400 Watt reicht eine Natriummenge von etwa 6 bis 8 mg für diesen Zweck aus.4000 to 8000 hours, which depends on many factors that make the Affect degassing of sodium. A quantity of sodium is sufficient for a mercury metal vapor arc discharge lamp of 400 watts from about 6 to 8 mg for this purpose.

Es wurde nun gefunden, daß elementares Zinn einen exzellenten Getter für freies Jod darstellt, das durch das Entgasen von Natrium aus Lampen dieses Typs erzeugt wird, wobei Natrium eine hauptsächliche Strahlungsspezies ist, und das in der Form des Jodids von Natrium zugesetzt wird. Es sind zwar viele Materialien als Jodgetter bekannt, aber es ist kein anderes Material bekannt, das thermodynamisch mit den Betriebsparametern von Quecksilber-Metalljodiddampf-Lichtbogenlampen kompatibel ist.It has now been found that elemental tin is an excellent getter for free iodine, which is produced by the degassing of sodium from lamps of this type, with sodium being a is the main radiation species and which is added in the form of the iodide of sodium. While many materials are known as iodine getters, it is not a different material known that is thermodynamically compatible with the operating parameters of mercury metal iodide vapor arc lamps.

Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung freies Zinn, das der Füllung oder Einlagerung 19 zugesetzt ist, zusammen mit den Jodiden und dem Quecksilber der Einlagerung 19 verdampft, und obxfohl die Zinnstrahlung nicht signifikant ist im Vergleich zur Natriumstrahlung, dient dieses elementare Zinn dazu, ein thermodynamisches Gleichgewicht mit dem Jod zu bewahren, das durch die Natriumaufzehrung freigesetzt wird. Deshalb ist im Entladungskolben in und um den Metalldampfbogen herum Zinnjodid anstelle von freiem Jod vorhanden und eine Einschnürung des Lichtbogens und alle damit verbundenen Nachteile werden vermieden.Thus, according to the present invention, free tin added to the fill or embedding 19 becomes along with the iodides and the mercury of the storage 19 evaporated, and obxfohl The tin radiation is not significant compared to sodium radiation, this elemental tin serves to create a thermodynamic Maintain balance with the iodine released by sodium depletion. That is why it is in the discharge bulb in and around the metal vapor arc instead of tin iodide Free iodine is present and a constriction of the arc and all associated disadvantages are avoided.

Zwar ist Quecksilber-Metallbogenlampen schon bisher Zinnjodid zugesetzt worden, um das spektrale Emissionsvermögen des Zinnatoms zu erhalten, aber da der Zusatz von Zinnjodid zu einer Einlagerung (Charge) in einem Entladungskolben eine stöchiometrische Jodmenge mit sich bringt, kann die Gegenwart von Zinn,-das als Jodid zugesetzt wird, in keiner Weise die Verarmung von irgendwelehern Natrium kompensieren, das, wenn überhaupt, während des Lampenbetriebes vorhanden sein kann, und deshalb kann das Zinn nicht als ein Getter für das dadurch freigesetzte freie Jod wirken.Tin iodide has already been added to mercury metal arc lamps in order to increase the spectral emissivity of the tin atom to obtain, but since the addition of tin iodide to a storage (charge) in a discharge bulb is stoichiometric The presence of tin, which is added as iodide, cannot in any way deplete the amount of iodine any sodium will compensate for that, if any, during can be present during lamp operation, and therefore the tin cannot act as a getter for the free iodine released as a result works.

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Erfindungsgemäße Lampen zeigen eine bemerkenswerte Verbesserung gegenüber ähnlichen Lampen, die kein elementares Zinn in der Füllung bzw. Einlagerung enthalten, aus der die lichtemittierende Spezies schließlich entwickelt wird.'Somit hat beispielsweise eine übliche bekannte Quecksilber-Metalljodiddampf-Lichtbogenlampe von 400 Watt, die Natriumjodid, Thalliumjodid und Indiumjodid verwendet, typischerweise eine maximale nutzbare normale Lebensdauer von etwa 8000 Stunden und kann unter normalen Leistungspezifikationen eine Lebensdauer aufweisen, die nur 4000 Stunden beträgt. Lampen der gleichen Nennleistung, die erfindungsgemäß aufgebaut sind, haben andererseits durchweg Lebensdauern-von 20 000 Stunden oder mehr. Quecksilber-Metalljqdidlampen, die für eine Hennleistung von 400 Watt- ausgelegt sind, in denen Natrium eine hauptsächliche emittierende Spezies ist, haben normalerweise einen anfänglichen Spannungsabfall (für einen Abstand zwischen den Elektroden von 40 mm) von etwa 135 Volt. Vorstehend beschriebene bekannte Lampen verwenden gewöhnlich eine Einlagerung, die typischerweise 80 mg Quecksilber,8 bis 10 mg Natriumjodid, 2 mg Thalliumjodid, 1 mg Indiumjodid und 20 Torr Argon enthält. Derartige Lampen.weisen am Ende ihrer nutzbaren Lebensdauer (nach Ablauf von 4000 bis 8000 Betriebsstunden) einen Spannungsabfall zwischen den Lichtbogenelektroden von etwa I90 Volt auf, der Lichtbogen ist scharf begrenzt und häufig spiralförmig aufgrund der Anwesenheit von Joddämpfen in dem Entladungskolben und sie tendieren dazu, einen charakteristischen grünlichen Beschlag zu haben. Die erhöhte Bogenspannung hat einen erhöhten Leistungsverbrauch und Überhitzung zur Folge mit zahlreichen damit verbundenen nachteiligen Effekten. . .Lamps according to the invention show a remarkable improvement compared to similar lamps that have no elemental tin in the Contain filling or inclusion from which the light-emitting species is ultimately developed. Thus, for example, a conventionally known mercury-metal iodide vapor arc lamp has of 400 watts, the sodium iodide, thallium iodide and Indium iodide used, typically a maximum usable normal life of about 8000 hours and may be under normal Performance specifications have a lifespan that is only 4000 hours. Lamps of the same power rating constructed in accordance with the invention, on the other hand, consistently have Lifetimes - of 20,000 hours or more. Mercury metal jqdid lamps, designed for a Henn power of 400 watts are where sodium is a major emitting species normally have an initial voltage drop (for a distance between electrodes of 40 mm) of about 135 volts. Use known lamps described above usually a storage that typically contains 80 mg of mercury, 8 up to 10 mg sodium iodide, 2 mg thallium iodide, 1 mg Contains indium iodide and 20 torr of argon. Such lamps at the end of their useful life (after 4000 to 8000 operating hours) a voltage drop between the arc electrodes from about 190 volts, the arc is sharp limited and often spiraling due to the presence of iodine vapors in the discharge bulb and they tend to have a characteristic greenish fog. The increased arc voltage results in increased power consumption and overheating, with numerous associated disadvantages Effects. . .

Demgegenüber erreichen erfindüngsgemäße Lampen, die zwar den gleichen anfänglichen Spannungsabfall zwischen im Abstand von 40-mm angeordneten Lichtbogenelektröden für eine 400 Watt Lampe aufweisen, niemals den untragbar hohen Wert von 190 Volt Lichtbogen-Spannungsabfall, sondern weisen vielmehr eine Höchstspannung zwischen den Lichtbogenelektroden von maximal etwa 15Ο Volt nach ungefähr 20 000 Betriebsstunden auf. Zu dieser Zeit ist dieIn contrast, lamps according to the invention achieve the same initial voltage drop between arc electrodes spaced 40 mm apart for a 400 watt lamp never have the unacceptably high value of 190 volts arc voltage drop, rather, they have a maximum voltage between the arc electrodes of a maximum of about 15Ο volts after approximately 20,000 hours of operation. At that time is the

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charakteristische Emission immer noch im wesentlichen wei^ri 3ä-^_· ihe weiß, und in der Bogenentladung kann nur eine ger-ingfügira Einschnürung gefunden oder beobachtet werden. Zu dieser ZeLt h~: die-Lampe gewöhnlich das Ende ihrer nutzbaren Lebensdauer erreicht .aufgrund der Abnutzung der Kathoden oder weil die Entl:. dungsröhre durch das Verspritzen von Kathodenmaterial trübe ~„ _-· undurchlässig geworden ist oder aufgrund anderer normaler Abnutzungserscheinungen. characteristic emission still essentially white ^r i 3E - ^ _ · ihe white, and in the arc, only one ger-ingfügira found constriction or observed. At this point, the lamp usually has reached the end of its useful life, due to the wear and tear of the cathodes or because the discharge. The tube has become cloudy due to the splashing of cathode material or due to other normal signs of wear and tear.

wie bereits ausgeführt wurde, ist in bekannten Metalldampf-Lichtbogenlampen, in denen Natrium eine vorwiegende emittierende Spezies ist, die Menge des zugesetzten Natriums sehr eng begrenzt, um eine frühe Beschädigung durch die Entwicklung einer gewissen Menge freien Jods zu verhindern. Diese Begrenzung bezüglich der Natriumj odidmenge, die vervrendet werden kann, ist durch den Zusatz von elementarem Zinn zur Einlagerung gemäß der vorliegenden Erfindung aufgehoben. Solange also elementares Zinn in der Einlagerung (Charge) vorhanden ist, das bei der Betriebstemperatur der Lampe verdampft werden kann, um sich mit irgendxvelchem Jod zu vereinigen, das durch den Austrieb von Natrium freigesetzt ist, kann der Sättigungsdruck von Natrium, der etwa 0,05 bis 25 Torr beträgt, was von-der Betriebstemperatur der Lampe abhängt, innerhalb des Entladungskolbens aufrechterhalten 7.3rden und es kann der Einlagerung eine ausreichende Menge Natriumj odid zugesetzt werden, um den Sättigungsdruck beizubehalten, bis die 20 000 Betriebsstunden der Lampe, die aufgrund " anderer Lampenkomponenten als Ende der nutzbaren Lebensdaueranzusehen sind, erreicht sind.As already stated, in known metal halide arc lamps, in which sodium is a predominant emitting species, the amount of sodium added is very narrowly limited, to prevent early damage from developing a certain amount of free iodine. This limit on is the amount of sodium iodide that can be used canceled by the addition of elemental tin for inclusion in accordance with the present invention. So long as elemental tin is present in the storage (charge), which can be evaporated at the operating temperature of the lamp in order to deal with any Combine iodine, which is released by the expulsion of sodium, the saturation pressure of sodium, which is about 0.05 to 25 Torr, which is the operating temperature of the The lamp depends on, is maintained within the discharge bulb and a sufficient amount of sodium can be stored odid can be added to maintain the saturation pressure, up to the 20,000 operating hours of the lamp, which are considered to be the end of their useful life due to "other lamp components" are achieved.

Im allgemeinen ist die Zinnmenge, die der Einlagerung zugesetzt werden muß, diejenige, die im Hinblick auf die beträchtliche Lebensdauer der Lampe ausreicht, um die Existenz von irgendwelchem freien Jod im Entladungskolben zu verhindern. Somit muß genügend freies Zinn vorhanden sein, um eine Zinnjodidmenge zu bilden, die das gesamte Jod verbraucht, das durch die Natriuiair.enge freigesetzt ist, die während des Betriebes über eine derartige Lebensdauer entgast bzw. aufgezehrt wird. TheoretischIn general, the amount of tin added to the storage must be the one which, in view of the considerable life of the lamp, is sufficient for the existence of any to prevent free iodine in the discharge bulb. Thus, there must be enough free tin to make up an amount of tin iodide which uses up all the iodine produced by the natriuiair.enge is released, which is degassed or consumed during operation over such a service life. Theoretically

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mm Λ Λ MB mm Λ Λ MB

sollte zur Erzielung der vollen Wirkungen der vorliegenden Erfindung maximal 1/2 Mol freies Zinn für jedes Mol Natriumiodid zugesetzt werden," das am Anfang in der Einlagerung 19 vorhanden ist. Aus praktischen, betrieblichen Grunden _s da nun ein wesentlicher Überschuß an Nat r ium j od id verwendet werden.- kann, da ein Mittel vorhanden ist, um die nachteiligen Wirkungen der Erzeugung von freiem Jod zu verhindern,und es ratsam ist, einen Überschuß an Natriumiodid .zuzusetzen, um die. anfällgliche .Farbwiedergabe zu steigern und die Färbwiedergabe während der Lebensdauer der Lampe beizubehalten, wird eine wesentliche Menge van zugesetztem Natrium nicht ausgenutzt und nicht entgast (cleaned-up) Somit brauchen hur 0,1 Mol Zinn für jedes Mol Natriumiodid in denjenigen Fällen verwendet zu werden, in denen relativ große Mengen Natriumiodid zugesetzt werden. - 'should be used to achieve the full effects of the present invention will be a maximum of 1/2 mole free tin added for each mole of sodium iodide, "which is present at the beginning of storage in the 19th practical, operational reasons _s since now a substantial excess of Nat ium r j od id can be used, since there is an agent to prevent the adverse effects of free iodine production and it is advisable to add an excess of sodium iodide to increase the vulnerable color rendering and the color rendering during To maintain lamp life, a substantial amount of added sodium is not utilized and not degassed (cleaned-up). Thus, only 0.1 moles of tin need be used for each mole of sodium iodide in those cases where relatively large amounts of sodium iodide are added . - '

Die Menge des den erfinduhgsgemäßen Lampen zugesetzten jodids liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 2 bis 6 mg pro crcr Volumen des Entladungsrohres, Somit ist beispielsweise laiö einem Entladungsrohrvolumen von 20 cnr Natriumiodid in.der Einlagerung in einem·Bereich von etwa 40 bis 120 mg vorhanden. Die <4uecksilbermenge wird im allgemeinen so ausgevrählt, daß sie bei einer nahezu totalen Verdampfung ausreicht, um in dem¹ Eritladungskolben einen Quecksilber-Partialdruck von etwa 1 bis 20 Atmosphären .zu bilden. Da die Menge anderer Halogenide, die aen Lampen dieses Typs zugesetzt werden, wie beispielsweise Tnalliumjodid und Ihdiumjodid, nicht an dem Mechanismus von freiem Jod und der Natriumaufzehrung beteiligt ist, kann die Menge dieser anderen Halogenide, insbesondere Jodide, in konventioneller Weise den. Quecksilber-Metalljodidlampen zugesetzt werden, um'die gewünschte Emission zu erzielen, die im allgemeinen weiß oder nahe bei weiß ist. Somit kann beispielsweise die Menge von Thal-? liumjodid und In.diumjodid in derartigen Lampen so sein, daß sie einen Partialdruck unter Lampenbetriebsbedingungen von jeweils ■ 3.twa 0,1 bis 100 Torr in der Umhüllung erzeugen.The amount of iodide added to the lamps according to the invention is generally in the range of about 2 to 6 mg per square meter of the volume of the discharge tube. Thus, for example, a discharge tube volume of 20 cm of sodium iodide is present in the storage in a range of about 40 to 120 mg . The amount of mercury is generally selected in such a way that, with almost total evaporation, it is sufficient to create a mercury partial pressure of about 1 to 20 atmospheres ^{in the 1 charge flask.} Since the amount of other halides added to lamps of this type, such as tungsten iodide and ihdium iodide, is not involved in the mechanism of free iodine and sodium depletion, the amount of these other halides, particularly iodides, can be conventionally reduced. Mercury-metal iodide lamps can be added to achieve the desired emission, which is generally white or close to white. Thus, for example, the amount of Thal-? lium iodide and indium iodide in such lamps must be such that they generate a partial pressure under lamp operating conditions of about 0.1 to 100 Torr each in the envelope.

Im Rahmen der vorgenannten allgemeinen Kriterien wurde gefunden, daß bei einer Quecksilber-Metalldampf lampe von ¹JOO * Wa'tV mit" *In the context of the aforementioned general criteria it was found that with a mercury metal vapor lamp of ¹ JOO * Wa'tV with "*

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einem inneren Elektrodenabstand von 40 mm und einem Entladungskolben mit einem Volumen von 20 cm-⁵ eine Quecksilbermenge von etwa 80 mg ausreicht, um unter Betriebsbedingungen einen Partialdruck von 4 Atmosphären zu erzeugen. Bei dieser Quecksilberfüllung kann eine Menge von 40 bis 120 mg Nat.riumjodid zugesetzt und es kann typischerweise eine nutzbare Zinnmenge in dem Bereich von 10 bis 50 mg verwendet werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die zugesetzte Zinnmenge zu der vorhandenen Natriumjodidmenge nicht in einer arithmetischen Verbindung steht durch eine einfache Anwendung des Bereiches verwendbarer molarer Verhältnisse. Dies liegt daran, daß die zugesetzte Zinnmenge so gewählt ist, daß sie zur Kompensierung der aufgezehrten Natriummenge angemessen ist, aber nicht für die gesamte vorhandene Natriummenge. Wie bereits ausgeführt wurde, wird also bei kleinen Kengen an vorhandenem Natriümjodid ein größerer molarer Anteil von Zinn zugesetzt, als wenn eine große Natriummenge aus Gründen spektraler Wiedergabe zugesetzt wird. Obwohl also viele Proportionen von Zinn im Verhältnis zum vorhandenen Natriümjodid gewählt werden können, ist das letztliche Kriterium darin zu sehen, daß für genügend Zinn gesorgt ist, damit das Vorhandensein von freiem Jod in dem Entladungskolben während der nutzbaren Lampen- -lebensdauer verhindert ist. Eine derartige Einlagerung der typischen Quecksilber-Metallhalogenidlampe von 400 Watt kann durch den Zusatz von O,5 bis 5,0 mg Thalliumjodid und 0,5 bis 5,0 mg Indiumjodid vervollständigt werden. Eine derartige Lampe benutzte die folgende spezielle Ladung:an internal electrode distance of 40 mm and a discharge bulb with a volume of 20 cm- ^5, an amount of mercury of about 80 mg is sufficient to generate a partial pressure of 4 atmospheres under operating conditions. With this mercury filling, an amount of 40 to 120 mg sodium iodide can be added and a usable amount of tin in the range 10 to 50 mg can typically be used. It should be noted, however, that the amount of tin added to the amount of sodium iodide present is not arithmetically linked by simply applying the range of usable molar ratios. This is because the amount of tin added is chosen to be adequate to compensate for the amount of sodium consumed, but not for the total amount of sodium present. As has already been stated, if the sodium iodide present is small, a larger molar proportion of tin is added than if a large amount of sodium is added for reasons of spectral reproduction. Thus, although many proportions of tin can be selected in relation to the sodium iodide present, the ultimate criterion is that sufficient tin is provided so that the presence of free iodine in the discharge bulb is prevented during the useful life of the lamp. Such an incorporation of the typical mercury metal halide lamp of 400 watts can be completed by adding 0.5 to 5.0 mg of thallium iodide and 0.5 to 5.0 mg of indium iodide. One such lamp used the following special charge:

80 mg Natriumiodid
80 mg Quecksilber
20 mg Zinn80 mg sodium iodide
80 mg of mercury
20 mg tin

2 mg Thalliumjodid2 mg thallium iodide

1 mg Indiumjodid
20 Torr Argon1 mg indium iodide
20 torr argon

Diese.Lampe hatte einen anfänglichen Spannungsabfall zwischen den Elektroden von 135 Volt und nach 20 000 Betriebsstunden wies sie immer noch, einen relativ niedrigen Abfall zwischen den Elek-This lamp had an initial voltage drop between the electrodes of 135 volts and after 20,000 hours of operation they still have a relatively low drop between the elec-

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tr,oden von 1^0 Volt auf und emittierte:im wesentlichen weißes Licht mit einer nur* kaum beobachtbaren Verengung oder Einschnü- * rung des .Lichtbogens.tr, oden of 1 ^ 0 volts and emitted: essentially white Light with only a * barely observable constriction or constriction * arcing.

Beim Betrieb der erfindürigsgemäßen Lampe wird beispielsweise eine Netzspannung von 220 oder. AMQ Volt, die durch die Spannungsquelle 21 angedeutet ist, an einen konventionellen Vorschalt^· transformator 22 angelegt Und über Leiter 25 und 24 an den Sokkel angelegt Und von dort an die entsprechenden Liehtbogenelektröden D und 7 sowie die Starterelektrode 10. Ein anfänglicher Lichtbogen wird zwischen der Starterelektrode 10 und der Hauptelektrode 7 gezündet und reicht aus, um die Ionisierung des einen niedrigen Druck aufweisenden inerten Gases innerhalb der Umhüllung bzw. des Kölbensi zu bewirken, wodurch ein Überschlag zwischen den Haüptelektroden 6 und 7 erleichtert wird. Ein derartiger Anfangsüberschlag in dem inerten Gas erhitzt das Quecksilber der Einlagerung, so daß eine ausreichende QUecksilbermehge verdampft wird, damit eine QüecksiIberentladung zwischen den Lichtbogenelektroden 6 und 7 herbeigeführt wird. Sobald zwischen den Lichtbögenelektroden 6. und 7 eine Höchstrbmleitüng initiiert worden ist, reicht der Widerstand Ü in dem Schaltkreis· zur Starterelektrode 10 aus"; um deri Hilfsbbgen zwisöheii der Starterelektrode 10 Und der Hauptelektrode 7 zu iöschen': ■ Der Quecksilberbogen, der zwischen den Haüptelektroden 6 und 7 entwickelt ist, erzeugt eine ausreichende Wärmemenge, um die entsprechenden Halogenidei wie beispielsweise die Jodide von Thallium, Natrium und Indium, und elementares Zihri zu verdampfen, damit das Natrium, Thallium und Indium dissoziiert werden Und die Ausbildung einer Bogenentladung von beispielsweise Natrium, Thallium und Iridium bewirkt wird.·When operating the lamp according to the invention, for example, a mains voltage of 220 or. AMQ volts, which is indicated by the voltage source 21, is applied to a conventional ballast transformer 22 and applied to the base via conductors 25 and 24 and from there to the corresponding Liehtbogen electrode D and 7 as well as the starter electrode 10. An initial arc is between the starter electrode 10 and the main electrode 7 ignited and is sufficient to cause the ionization of the low pressure inert gas within the envelope or the piston, whereby a flashover between the main electrodes 6 and 7 is facilitated. Such an initial flashover in the inert gas heats the mercury of the inclusion so that a sufficient amount of mercury is evaporated so that an overdischarge between the arc electrodes 6 and 7 is brought about. As soon as a maximum current has been initiated between the arc electrodes 6 and 7, the resistance U in the circuit to the starter electrode 10 is sufficient to extinguish the auxiliary arcs between the starter electrode 10 and the main electrode 7: The mercury arc between the Main electrodes 6 and 7 is developed, generates a sufficient amount of heat to evaporate the corresponding halides such as the iodides of thallium, sodium and indium, and elemental Zihri so that the sodium, thallium and indium are dissociated and the formation of an arc discharge of, for example, sodium , Thallium and iridium.

Zusammenfassend ist also eine Verbesserung in Qüecksilber-Metälldampf-Bogenlampen des Typs beschrieben-wordeiij der Natrium als eine vorwiegende emittierende Spezies verwendet j wobei das Natrium als dessen Jodid zugesetzt wird. Die normale Tendenz derartiger Lairiperi₄ aufgrund aet Ausbildung von freiem Jöddampf iri äem Entlaäurigskolberi^ die" durch die Aufzehrung (Giean-upj vonIn summary, then, an improvement has been described in mercury-metal vapor arc lamps of the type where sodium is used as a predominantly emitting species, the sodium being added as its iodide. The normal tendency of such Lairiperi ₄ due to aet formation of free Jöddampf iri äem Entlaäurigskolberi ^ which "by the consumption (Giean-upj von

h&98 2t/0782 h & 98 2t / 0782

- in -- in -

Natrium bewirkt wird, eine begrenzte Lebensdauer zu haben, wird dadurch vermieden, daß der Quecksilber und Natrium mit oder ohne anderen Jodiden enthaltenden Einlagerung eine Menge an metallischem Zinn zugesetzt wird, die von 0,1 bis 0,5 Mol Zinn für jedes Mol Natriumiodid variiert, das der Einlagerung zugesetzt wird. Irgendwelches Jod, das die Tendenz hat, in dem Entladungskolben aufgrund der Entgasung von Natrium freigesetzt zu werden, wird sofort mit dem Zinndampf vereinigt, um Zinnjodid zu bilden, das die Einschnürung der Bogenentladung und damit verbundene Instabilitäten und ferner einen wesentlichen Anstieg des Spannungsabfalls zwischen den Elektroden und eine nachteilige Erhitzung des Ladungskolbens verhindert, während zur gleichen Zeit die Färbwiedergabe über der normalen Lebensdauer der Lampe beibehalten wird, die durch die Lebensdauer anderer Lampenbest.andteile, beispielsweise der Kathode, bestimmt wird.Sodium is caused to have a limited life, is avoided by having the mercury and sodium with or without other iodides-containing inclusions an amount of metallic tin is added which is from 0.1 to 0.5 mol of tin for each mole of sodium iodide added to the intercalation varies will. Any iodine that has a tendency to be released in the discharge bulb due to the outgassing of sodium, is immediately combined with the tin vapor to form tin iodide, which causes the necking of the arc discharge and associated instabilities and also a substantial increase in the voltage drop between the electrodes and adverse heating of the charge bulb, while at the same time maintaining the color rendering over the normal life of the lamp caused by the service life of other lamp components, for example the cathode, is determined.

Srfindungsgemäß aufgebaute Lampen weisen Lebensdauern von wenigstens 20 000 Stunden auf im Vergleich zu 4000 bis 8000 Stunden, die normalerweise mit bekannten Quecksilber-Metalldampf-Bogen-*. entladungslampen erzielbar sind.Lamps constructed according to the invention have lifetimes of at least 20,000 hours on compared to 4,000 to 8,000 hours normally with known mercury metal vapor arc *. discharge lamps are achievable.

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Claims (1)

■Patentansprüche ■ Patent claims 1./Hochdruck-Metalldampf-Entladungslampe mit einer hermetisch abgedichteten, lichtdurchlässigen Entladungsumhüllung und einem Paar primärer Lichtbogenelektroden, die durch die gegenüberliegenden'Stirnwandabschnitte der Entladungsumhüllung hindurchführen und eine Hochstromentladung im Metalldampf unterhalten können, d a d u r c h g e k en η ζ e i c h h e t , daß in der Entladungsumhüllung (3) eine Füllung enthalten ist, die einen niedrigen Druck eines inerten Gases und eine Einlagerung (19) aus wenigstens Quecksilber, Natriümjodid und elementarem Zinn aufweist, und daß mit den Lichfcbogenelektroden (6₈ 7) Mittel verbunden sind zum Anlegen einer Spannung mit„einem Stromführungsvermögen, das zur Ausbildung einer elektrischen Entladung innerhalb der Lampenumhüllung ausreicht, die den kältesten Teil der Innenwand davon auf einer Temperatur von wenigstens 500 ⁰C hält,.derart, daß eine ausreichende Verdampfung der Füllung herbeiführbar ist zur Erzielung einer im wesentlichen weißen sichtbaren Strahlung mit großem Wirkungsgrad.1./High-pressure metal vapor discharge lamp with a hermetically sealed, light-permeable discharge envelope and a pair of primary arc electrodes, which pass through the opposite end wall sections of the discharge envelope and can maintain a high-current discharge in the metal vapor ) a filling is contained which has a low pressure of an inert gas and an embedding (19) of at least mercury, sodium iodide and elemental tin, and that _{means are connected to the arc electrodes (6 8} 7) for applying a voltage with "a current-carrying capacity sufficient to form an electrical discharge within the lamp envelope which holds the coldest part of the inner wall at a temperature of at least 500 ⁰ C, .derart that sufficient evaporation of the filling can be brought about in order to achieve a substantially white visible radiation mi t high efficiency. 2. Entladungslampe nach Anspruch 1, d a du r c h g e ken η ζ ei c h η e t , daß das Quecksilber in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, so daß in der Entladungsumhüllung (3) unter Betriebsbedingungen ein Quecksilberdampfdruck von 1 bis 20 Atmosphären ausbildbar ist.2. Discharge lamp according to claim 1, d a du r c h g e ken η ζ ei c h η e t that the mercury in a sufficient amount is available so that a mercury vapor pressure in the discharge envelope (3) under operating conditions from 1 to 20 atmospheres can be developed. 3. Entladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, · daß ein inertes Startergas in' der Entladungsumhüllung (3) bei einem Partialdruck von etwa 5 bis 50 Torr vorhanden ist. ,3. Discharge lamp according to claim 2, characterized in that an inert starter gas in ' the discharge envelope (3) at a partial pressure of about 5 to 50 Torr is present. , Entladungslampe nach Anspruch 2, dad ure .h gekennzeichnet , daß das Natriumjodid in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, so daß unter Lampenbe-. triebsbedingungen ein Partialdruck von Nätriumjodid in der Entladungsumhüllung (3) von etwa 0,05 bis 25 Torr ausbildbar,Discharge lamp according to claim 2, dad ure .h characterized in that the sodium iodide in a sufficient amount is available so that under lamp use. operating conditions a partial pressure of sodium iodide in the Discharge envelope (3) from about 0.05 to 25 Torr can be formed, 40982 4/0762 ·40982 4/0762 und eine wesentliche Menge davon im unverdampften Zustand zip"'!clchaltbar ist.and a substantial amount of it in the unevaporated state zip "'! cl is switchable. 5. lint ladungs lampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Natriumiodid in einer i-lenge von etwa 2 bis 6 mg/cnr des Volumens der Entladuhgsumhüllung (3) vorhanden ist.5. lint charge lamp according to claim 4, characterized that the sodium iodide is in an amount of about 2 to 6 mg / cnr of the volume of the discharge envelope (3) exists. 6. Entladungslampe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet ,- daß das elementare Zinn in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, damit es sich mit dem gesamten freien Jod vereinigt, das in der Lampe während ihrer Lebensdauer durch die Entgasung von Natrium entwickelt ist.6. Discharge lamp according to claim 5 » characterized in that - that the elemental tin is present in a sufficient amount so that it combines with all of the free iodine that is developed in the lamp during its service life by the degassing of sodium. 7. Entladungslampe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß das elementare Zinn in einer Menge im Bereich von etwa 0,1 bi-s 0,5 Mol pro Mol des darin befindlichen Natriumjodids vorhanden ist.7. Discharge lamp according to claim 5 » characterized in that the elemental tin is present in an amount in the range from about 0.1 to 0.5 moles per mole of the sodium iodide contained therein. 8. Entladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumiodid in einer Menge von etwa 2 bis 6 mg/cm-⁵ des Volumens der Entladungsumhüllung und das elementare Zinn in einer Menge von etwa 0,1 bis 0,5 Mol pro Mol des darin befindlichen Natriumjodids vorhanden ist.8. Discharge lamp according to claim 4, characterized in that the sodium iodide in an amount of about 2 to 6 mg / cm- ^{5 of} the volume of the discharge envelope and the elemental tin in an amount of about 0.1 to 0.5 mol per mol of the sodium iodide contained therein is present. 9. Entladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Einlagerung (19) wenigstens ein zusätzliches verdampfbares dissoziierbares Halogenid eines lichtemittierenden Metalls enthält, das sich mit der Emission von Natrium zur Ausbildung einer gewünschten spektralen Wiedergabe kombiniert.9. Discharge lamp according to claim 4, characterized in that that the inclusion (19) at least one additional evaporable dissociable halide a light-emitting metal that deals with the emission of sodium to form a desired combined spectral reproduction. AO98 24/07 62AO98 24/07 62 BAD ORIOiNALBAD ORIOiNAL 10. Entladungslampe nach Anspruch 4, d a d u r c h . g e k e η η zeichnet, daß die Entladungsumhüllung weiterhin Mengen von Thall'iumj odid und Indiumjodid enthält, derart, daß die spektrale Emission der Lampe im wesentlichen weißes Licht ist.10. Discharge lamp according to claim 4, d a d u r c h. g e k e η η indicates that the discharge envelope furthermore contains amounts of thallium iodide and indium iodide, such that the spectral emission of the lamp is essentially white light. 814/^7814 / ^ 7 ΐΐ;.;! -r.;Tj3ΐΐ;.;! -r.; Tj3 LeerseiteBlank page