DE3852169T2 - Bogenentladungslampe. - Google Patents

Bogenentladungslampe.

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Description

  • Diese Erfindung betrifft eine Bogenentladungslampe und betrifft insbesondere, obwohl nicht ausschließlich, eine Natrium-Hochdruckbogenentladungslampe.
  • Eine bekannte Natrium-Hochdruckbogenentladungslampe, die durch die Anmelderfirma unter dem Handelsnamen SONDL auf den Markt gebracht wurde, arbeitet bei einer verhältnismäßig hohen Farbtemperatur (2150K) mit einem erwünschten Farbwiedergabeindex von typischerweise Ra = 65.
  • Die SONDL arbeitet bei einem verhältnismäßig hohen Dampfdrck, der eine hohe Coolspot-Temperatur [Kaltfleck-Temperatur] benötigt. In der SONDL wird dies durch Bereitstellung eines Wärmeschildes um jedes Ende des Bogenentladungsrohres jeweils in der Nachbarschaft einer Entladungselektrode erreicht. In der Praxis wird gefunden, daß die Coolspot-Temperatur kritisch von der Länge eines verwendeten Wärmeschildes und von der Große eines Rückraums zwischen einer Entladungselektrode und einem benachbarten Ende des Bogenentladungsrohres abhängt. Die bei der Herstellung verlangte Toleranzeinstellung kann daher sehr hohe Anforderungen stellen, was zu erhöhten Herstellungskosten führt. Weiter können während des Lampenbetriebs Variationen bei den Betriebsbedingungen, wie z.B. Lampenspannung, Versorgungsspannung und Drosselspulenimpedanz, kleine aber signifikante Schwankungen der Lampenleistung verursachen. Bei den in der SONDL benötigten verhältnismäßig hohen Coolspot- Temperaturen kann sich das glasartige Abdichtungsmaterial, das verwendet wird, um die Entladungselektroden gegen die Enden des Bogenentladungsrohres abzudichten, chemisch mit dem in dem Lampenzusatz enthaltenen Natrium verbinden, und durch Zunahme der Lampenleistung wird das genannte Problem verschärft. Über eine Zeitspanne wird Natrium allmählich aus dem Zusatz entfernt, wodurch der Na-Mol-Anteil (im Fall der SONDL nominell 0,744) im Bogenentladungsrohr verringert wird und eine allmähliche Zunahme der Lampenspannung verursacht wird, was schließlich bewirkt, daß die Lampe periodisch an- und ausgeht, und ihre Nutzlebensdauer begrenzt. Auch verändert sich die durch die Lampe abgestrahlte Lichtfarbe, die während der Lebensdauer rötlicher wird.
  • Ein Vorschlag zur Verbesserung dieser Situation ist in EP-A-0 080 820 gemacht worden. In dieser Beschreibung ist in einem kühleren Bereich eines Bogenentladungsrohres ein Reservoir für einen flüssigen Zusatz vorgesehen, und es ist ein Durchlaß vorgesehen, der sich von dem Reservoir nach außen erstreckt, um flüssigen Zusatz aus dem Reservoir zu einem verhältnismäßig heißeren Bereich des Bogenentladungsrohres zu fördern.
  • Die vorliegende Erfindung sucht eine andere Form der Konstruktion einer Bogenentladungslampe bereitzustellen, welche im Fall einer Natrium-Hochdruckbogenentladungslampe die beschriebenen Probleme zumindest verringert.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Bogenentladungslampe bereitgestellt, die ein Bogenentladungsrohr, das einen Zusatz enthält, einen Elektrodenaufbau, der dicht mit jedem der Enden des Bogenentladungsrohres verbunden ist, und einen Durchlaß umfaßt, der so angeordnet ist, daß er einen flüssigen Zusatz von einem verhältnismäßig kalten Bereich des Bogenentladungsrohres zu einem verhältnismäßig heißen Bereich des Bogenentladungsrohres bewegt, die gekennzeichnet ist durch ein Einschubglied, das zwischen der Wand des Bogenentladungsrohres und wenigstens einem Elektrodenaufbau positioniert ist, wobei das Einschubglied so angeordnet ist, daß es den Durchlaß begrenzt, der im Betrieb der Lampe den flüssigen Zusatz durch Kapillarwirkung von dem verhältnismäßig kalten, an das Ende angrenzenden Bereich des Bogenentladungsrohres, in ein Reservoir in dem verhältnismäßig heißen Bereich des Bogenentladungsrohres bewegt, und daß es weiter einen Durchgangsweg begrenzt, der durch Dampfdiffusion eine Bewegung des Zusatzes zu dem verhältnismäßig kalten Bereich zuläßt, wobei der Durchlaß so gestaltet ist, daß er ein variables Volumen des flüssigen Zusatzes aufnimmt, und wobei der Durchgangsweg so gestaltet ist, daß er ein Erreichen eines gewünschten Betriebsdrucks im Bogenentladungsrohr ermöglicht, die Verteilungen von Dampfdruck und Temperatur längs des Durchgangswegs eine Dampfkondensation im verhältnismäßig kalten Bereich derart fördern, daß der Durchlaß eine im wesentlichen kontinuierliche Zufuhr von flüssigem Zusatz in das Reservoir aufrechterhalten kann.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Einschubglied bereitgestellt, wie oben beschrieben.
  • Im Bogenentladungsrohr wird durch Verdampfung des flüssigen Zusatzes von dem im wesentlichen beständigen Vorrat, der in dem Reservoir enthalten ist, ein stabiler Betriebsdruck realisiert und aufrechterhalten, und die effektive Coolspot-Temperatur der Lampe an der Flüssigkeitsoberfläche im Reservoir ist signifikant höher als die Temperatur am Ende des Bogenentladungsrohres, wo die Elektrodenabdichtung gelegen ist. Deshalb verbindet sich im Fall einer Natrium-Hochdruckbogenentladungslampe das verhältnismäßig kalte Dichtungsmaterial weniger wahrscheinlich chemisch mit im Lampenzusatz befindlichem Natrium, was einen stabileren Lampenbetrieb und eine größere Lampenlebensdauer ergibt. Außerdem wird die Notwendigkeit für einen spezifischen Wärmeschild mit seinen begleitenden Toleranzproblemen beseitigt. Da die Bewegung des Zusatzes durch Kapillarwirkung und durch Dampfdiffusion gesteuert wird, kann die Lampe, im Gegensatz zu anderen bisher bekannten Formen einer Lampe mit Durchlaß, in jeder beliebigen gewünschten Orientierung zufriedenstellend arbeiten.
  • Der Durchgangsweg kann um die Elektrodenstruktur herum gelegen sein und kann einen verengten Einlaß aufweisen, wodurch es ermöglicht wird, daß der Betriebsdampfdruck im Bogenentladungsrohr von der gleichen Größe wie der Dampfdruck unmittelbar oberhalb der Oberfläche des Reservoirs ist. Vorzugsweise kann die durch den verengten Einlaß dargebotene Querschnittsfläche gleich sein wie die oder ähnlich sein zu der Fläche der freiliegenden Oberfläche des in dem Reservoir enthaltenen flüssigen Zusatzes. Im allgemeinen sollte das Verhältnis der Fläche der freiliegenden Oberfläche des Zusatzes zu der Querschnittsfläche, die durch den Einlaß dargeboten wird, größer als etwa 1/10 und vorzugsweise größer als 1/2 sein, und es kann so groß sein, wie es praktisch möglich ist.
  • Um ein variables Volumen des flüssigen Zusatzes aufzunehmen, kann der Durchlaß einen transversalen Querschnitt von nicht gleichförmiger Breite aufweisen, und er kann insbesondere durch angrenzende, gekrümmte Seiten begrenzt werden. Der Durchlaß kann entgegengesetzt gekrümmte Seiten aufweisen und kann in einem Beispiel einen im wesentlichen linsenförmigen Querschnitt aufweisen, der durch eine Innenoberfläche der Bogenentladungsrohrwand und durch die Oberfläche eines Längskanals, der in dem Einschubglied ausgebildet ist, begrenzt sein. Das Einschubglied kann so angeordnet sein, daß es eine Mehrzahl von Durchlässen begrenzt, von denen jeder einen sich in Längsrichtung erstreckenden Teil aufweist, und das Reservoir kann einen ringförmigen Kanal umfassen, der so angepaßt ist, daß er den Zusatz durch Kapillarwirkung in das Reservoir fördert. Jeder Durchlaß kann auch einen sich radial erstreckenden Teil aufweisen, der den jeweiligen sich in Längsrichtung erstreckenden Teil mit dem verhältnismäßig kalten Bereich des Bogenentladungsrohres verbindet. Damit die effektive Coolspot-Temperatur der Lampe im wesentlichen unabhängig von Volumenänderungen im Reservoir ist, kann das Reservoir so angepaßt sein, daß es ein im wesentlichen konstantes Niveau eines flüssigen Zusatzes in demselben aufrechterhält. Der Transport des Zusatzes und die Aufrechterhaltung eines im wesentlichen konstanten Niveaus kann durch Vorsehen eines solchen Kanals mit einer schrägen Seitenwand erreicht werden.
  • In der Nähe der Abdichtung kann eine Wand um den Elektrodenaufbau herum vorgesehen sein. Die Wand verhindert, daß überschüssiges Abdichtungsmaterial während des Lampenzusammenbaus die Eingänge zu den Durchlässen versperrt, und fördert auch eine Kondensation des Zusatzes im verhältnismäßig kalten Bereich des Bogenentladungsrohres nahe den Eingängen zu den Durchlässen.
  • Es ist ersichtlich, daß, obwohl die vorliegende Erfindung eine spezielle Anwendung für eine Natrium- Hochdruckbogenentladungslampe aufweist, die Erfindung eine breitere Anwendbarkeit für Bogenentladungslampen im allgemeinen aufweist, einschließlich Natrium-, Quecksilber- und Metallhalogenid-Bogenentladungslampen.
  • In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Einschubglied bereitgestellt, das zur Verwendung im Bogenentladungsrohr einer Bogenentladungslampe gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung geeignet ist.
  • Um die Erfindung leicht verwirklichen zu können, wird nun ein Ausführungsbeispiel derselben beispielhaft unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
  • Figur 1: einen longitudinalen Schnitt durch ein Ende einer Natrium-Hochdruckbogenentladungs lampe;
  • Figur 2: einen transversalen Schnitt durch die Lampe längs der Linie X-X in Figur 1;
  • Figur 3: qualitativ die Verteilungen von Dampfdruck und Temperatur längs eines Durchgangswegs in der Lampenkonstruktion der Figuren 1 und 2; und
  • Figur 4: einen bei W in Figur 2 gekennzeichneten Bereich in einem vergrößerten Maßstab;
  • Figur 5: einen longitudinalen Schnitt, der die Einzelheiten auf der Linie Y-Y in Figur 2 zeigt;
  • Figur 6: einen transversalen Schnitt durch eine Bogenentladungslampe mit einem unterschiedlich konfigurierten Einsatzglied;
  • Figur 7: einen longitudinalen Schnitt durch ein Ende einer weiteren unterschiedlich konfigurierten Bogenentladungslampe; und
  • Figur 8: einen transversalen Schnitt längs der Linie ZZ in Figur 7.
  • Figur 1 der Zeichnungen zeigt eine Querschnittsansicht durch ein Ende einer Natrium-Hochdruckbogenentladungslampe, wobei das andere Ende im wesentlichen identisch ist.
  • Die Lampe umfaßt ein Bogenentladungsrohr 1, das aus einem lichtdurchlässigen keramischen Material hergestellt ist, z.B. polykristallinem Aluminiumoxid, das mit einem keramischen Verschlußstopfen 2 versehen ist, der an die Bogenentladungsrohrwand gesintert ist (schematisch durch die unterbrochene Linie 3 dargestellt), um eine monolithische Struktur zu bilden.
  • Der Verschlußstopfen trägt einen Elektrodenaufbau, der bei 4 im Seitenriß gezeigt ist. Der Elektrodenaufbau umfaßt ein röhrenförmiges Zuführungsteil 5 (auch im Seitenriß gezeigt), das beispielsweise aus Niob hergestellt ist, und einen Elektrodenschaft 6, der auf dem Zuführungsteil angebracht ist und eine darübergedrehte Elektrodenanordnung 7 trägt, die mit einem emissiven Material imprägniert sein kann. Sowohl der Elektrodenschaft als auch die Elektrodenanordnung könnten beispielsweise aus Wolfram hergestellt sein.
  • Das röhrenförmige Zuführungsteil 5 erstreckt sich durch ein Mittenloch 8 in den Verschlußstopfen und wird in demselben mittels eines glasartigen Abdichtungsmaterials (Schicht 9) abgedichtet, und es ist dieses Abdichtungsmaterial, das sich chemisch mit im Bogenentladungsrohr befindlichem Natrium verbinden kann, was zu einem Verlust an Natrium aus dem Zusatz führt. Der Endverschluß wird durch Bereitstellung einer Endabdeckung 10 vervollständigt, die einen ringförmigen Raum zwischen der Bogenentladungsrohrwand und dem Zuführungsteil ausfüllt.
  • Eine davon verschiedene Form eines Elektrodenaufbaus könnte alternativ verwendet werden; beispielsweise ein Zuführungsteil und ein elektrodentragender Schaft, die einzeln in eine Endabdeckung aus Cermet eingesetzt sind. Offensichtlich kann man sich andere Formen eines Endverschlusses vorstellen.
  • Mit Bezug nun auf die Figuren 1 und 2 schließt das Bogenentladungsrohr auch ein im wesentlichen röhrenförrniges Einschubglied 11 ein, das den Elektrodenaufbau 4 umgibt, wie am besten in der Enddraufsicht von Figur 2 zu sehen ist. Das Einschubglied, das aus einem keramischen Material (in diesem Beispiel STELLOX (RTM)) hergestellt ist und an die Bogenentladungsrohrwand gesintert ist, weist eine Mehrzahl von Kanälen auf, von denen jeder zwei Teile umfaßt; einen sich radial erstreckenden Teil 12, der in einer äußeren Endoberfläche des Einschubglieds ausgebildet ist, und einen sich in Längsrichtung erstreckenden Teil 13, der in einer Seitenoberfläche 14 ausgebildet ist. In diesem Beispiel weist das Einschubglied vier derartige Kanäle auf, die in regelmäßigen Abständen um den Elektrodenaufbau herum angeordnet sind, obwohl eine alternative Anzahl von Kanälen vorgesehen sein könnte. Aus Gründen, die im folgenden ersichtlich werden, weist jeder im Einschubglied ausgebildete Kanal einen durch Kreisteile begrenzten Querschnitt auf.
  • Das Einschubglied läßt sich einfach durch Pressen formen, obwohl alternative Verarbeitungstechniken, z.B. Bearbeitung unter Materialabtrag oder Extrudieren, verwendet werden könnten.
  • Jeder Kanal begrenzt in Verbindung mit den angrenzenden Oberflächen der Bogenentladungsrohrwand und des Verschlußstopfens einen Durchlaß mit einem sich in Längsrichtung und in Radialrichtung erstreckenden Teil, der während des Betriebs der Lampe einen flüssigen Zusatz von einem Bereich R&sub1; in einem verhältnismäßig kalten Teil des Bogenentladungsrohres, der an den Verschlußstopfen und die Elektrodenabdichtung angrenzt, durch Kapillarwirkung zu einem Reservoir R&sub2; bewegt, das in einem verhältnismäßig heißen Teil des Bogenentladungsrohres näher zu dem Entladungsbogen gelegen ist.
  • Das Reservoir R&sub2; umfaßt einen im wesentlichen ringförmigen Kanal 15, der durch eine inwendige Oberfläche der Bogenentladungsrohrwand und durch eine in Einwärtsrichtung schräg ansteigende Oberfläche 15' begrenzt ist, die am inneren Ende des Einschubglieds ausgebildet ist, wie in dem longitudinalen Schnitt von Figur 5 veranschaulicht ist. Der sich in Längsrichtung erstreckende Teil jedes Durchlasses öffnet sich in das Reservoir R&sub2;, und da der Kanal 15 einen sich im wesentlichen verjüngenden Querschnitt aufweist, fördert er als zusätzlicher Durchlaß durch Kapillarwirkung wirkungsvoll den Zusatz in das und entlang dem Reservoir. Auch dient, wie im folgenden ausführlicher beschrieben wird, die schräg ansteigende Seitenwand dazu, das Niveau des flüssigen Zusatzes im Reservoir im wesentlichen konstant zu halten.
  • Ein Mittenloch 16 im Einschubglied begrenzt um den Elektrodenaufbau einen Durchgangsweg, der sich von der inneren zur äußeren Endoberfläche erstreckt. Der Durchgangsweg weist eine verengte Einlaßöffnung 17 auf und ist an seinem an den Bereich R&sub1; angrenzenden äußeren Ende breiter.
  • Während des Betriebs der Lampe verdampft Dampf von und kondensiert an der freiliegenden Oberfläche S der im Reservoir R&sub2; enthaltenen Flüssigkeit. Die Querschnittsfläche der Einlaßöffnung 17 ist genügend klein gemacht, um sicherzustellen, daß der Betriebsdruck im Bogenentladungsrohr von der gleichen Größenordnung wie der Dampfdruck unmittelbar oberhalb der Oberfläche S ist, entsprechend der effektiven Coolspot- Temperatur an der Oberfläche S. In einem Beispiel ist die durch die Einlaßöffnung dargebotene Querschnittsfläche ungefähr gleich groß wie die Fläche der freiliegenden Oberfläche S.
  • Jeder Durchlaß fördert durch Kapillarwirkung wirkungsvoll Flüssigkeit vom Bereich R&sub1; zum Reservoir R&sub2;, wie durch die Pfeile A in Figur 1 dargestellt ist, und der Zusatz wird durch Dampfdiffusion zum Bereich R&sub1; zurückgefördert, wie durch die Pfeile B dargestellt ist. Die Flüssigkeit wird anderenfalls im Reservoir durch die Wirkung der Oberflächenspannung zurückgehalten, und so kann die Lampe in jeder gewünschten Orientierung arbeiten. Die Zufuhr des im Reservoir R&sub2; enthaltenen Zusatzes sollte kontinuierlich aufrechterhalten werden, und um eine ausreichende Zirkulation des Zusatzes zu fördern, sind die Verteilungen von Temperatur und Dampfdruck längs des Durchgangswegs, die qualitativ in Figur 3 veranschaulicht sind, so maßgeschneidert, daß sie die Kondensation des Dampfs im Bereich R&sub1; begünstigen, während sie erlauben, daß ein gewünschter Lampenbetriebsdruck im Hauptkörper des Bogenentladungsrohres erreicht wird. Zu diesem Zweck fällt der Dampfdruck im Durchgangsweg aufgrund der Einengung im Einlaß 17 schnell in der den Bereich R&sub1; annähernden Richtung ab. Die Temperatur wird jedoch längs eines wesentlichen Teils des Durchgangswegs verhältnismäßig hoch gehalten, was durch die unmittelbare Nähe des keramischen Einschubglieds 11 zum heißen Elektrodenaufbau 4 erreicht wird. Dies zusammen mit der Druckverteilung hemmt eine Kondensation des Zusatzes auf den Seiten des Durchgangswegs.
  • Außerdem ist der Verschlußstopfen 2 so konfiguriert, daß er eine kurze röhrenförmige Wand 18 um das Zuführungsteil 5 herum bereitstellt. Diese Wand verhindert, daß während des Lampenzusammenbaus überschüssiges Abdichtungsmaterial die Eingänge zu den Durchlässen blockiert, und fördert auch die Kondensation des Zusatzes im Bereich R&sub1;.
  • Der Betriebsdruck im Bogenentladungsrohr hängt natürlich von der effektiven Coolspot-Temperatur an der freiliegenden Oberfläche S der Flüssigkeit im Reservoir R&sub2; ab, welche wiederum von dem Niveau der Flüssigkeit im Reservoir, d.h. der Nähe der Oberfläche S zu dem Entladungsbogen, abhängt. Die in Einwärtsrichtung schräg ansteigende Oberfläche 15' von Kanal 15 dient dazu, die Auswirkungen von Volumenänderungen im Reservoir zu verringern und dadurch die freiliegende Oberfläche S auf einem im wesentlichen konstanten Niveau zu halten (und damit die Coolspot-Temperatur).
  • Insbesondere während des Lampenanlaufs kann es vorkommen, daß der Zusatz nicht gleichmäßig zwischen den Enden des Bogenentladungsrohres verteilt ist, und daher sollte jeder Durchlaß in der Lage sein, ein variables Volumen einer Flüssigkeit ohne Unterbrechung zu fördern. Zu diesem Zweck weist jeder Durchlaß in diesem Beispiel der Erfindung einen im wesentlichen linsenförmigen transversalen Querschnitt auf, wie am besten in Figur 4 zu sehen ist, die in einem vergrößerten Maßstab einen Bereich veranschaulicht, der bei W in Figur 2 ausgewiesen ist.
  • Die entgegengesetzt gekrüminten Seiten 19, 20 jedes linsenförmigen Durchlasses werden jeweils durch die Oberfläche eines Kanals 13, der in dem Einschubglied ausgebildet ist, und durch die Innenfläche der Bogenentladungsrohrwand begrenzt. Bei einer Konfiguration dieser Art nehmen verhältnismäßig kleine Flüssigkeitsvolumina die engen Eckenbereiche E des Durchlasses ein, wie gezeigt, und größere Volumina nehmen mehr von dem Zentralbereich C ein. In einem typischen Beispiel kann die Linsengestalt eine Breite w von 2,2 mm und eine Weite b von 0,4 mm aufweisen, wobei die Krümmungsradien der Seiten 19, 20 3,0 mm bzw. 3,7 mm betragen.
  • Die Figuren 6 bis 8 der Zeichnungen veranschaulichen zwei alternative Formen einer Durchlaß-Konfiguration und dort, wo eine Komponente derjenigen entspricht, die in der Konfiguration von Figur 1 verwendet wird, ist ihr ein gleiches Bezugszeichen zugeschrieben worden. Gemäß Figur 6, auf die zunächst Bezug genommen werden soll, weist das Einschubglied 11 vier langgestreckte Teile 21 auf, von denen jeder einen konvexen transversalen Querschnitt aufweist und mit der Bogenentladungsrohrwand in Berührung steht, wodurch jeweilige Durchlaßpaare (z.B. 22, 22') begrenzt werden. Die Figuren 7 und 8 zeigen eine Anordnung, bei der das Einschubglied aus zwei Teilen besteht. Ein oberer Teil 23, der vier im wesentlichen linsenförmige Durchlässe aufweist, ist ähnlich dem, der in den Figuren 1, 2, 4 und 5 gezeigt ist, und ein unterer Teil besteht aus vier zylindrischen Stäben 24, die in einer Linie mit den linsenförmigen Durchlässen des oberen Teils ausgerichtet sind und mit dem Bogenentladungsrohr in Linienkontakt stehen, wodurch wiederum jeweilige Durchlaßpaare 25, 25' (Figur 8) begrenzt werden.
  • Andere Durchlaßbauweisen werden für Fachleute offensichtlich sein; es versteht sich beispielsweise, daß jede beliebige andere Art, die Innenfläche der Bogenentladungsrohrwand und/oder die Außenfläche des Einschubglieds zu gestalten, die eine Dochtwirkung erzielt, in den Bereich der vorliegenden Erfindung fällt.
  • Eine Bogenentladungslampe in Übereinstimmung mit dieser Erfindung weist an der freiliegenden Flüssigkeitsoberfläche in dem Reservoir, das durch den Durchlaß versorgt wird, eine effektive Coolspot-Temperatur auf, die größer als die Temperatur an den Enden des Bogenentladungsrohres ist, und im Fall einer Natrium-Hochdruckbogenentladungslampe ist es möglich, den verhältnismäßig hohen Betriebsdruck zu erreichen, wie er beispielsweise in der SONDL-Lampe verwendet wird, dies jedoch bei einer viel geringeren Temperatur der Abdichtung. Das Ausmaß einer chemischen Reaktion zwischen dem glasartigen Abdichtungsmaterial und Natrium in dem Lampenzusatz ist sehr verringert, was zu einem geringeren Ausmaß des Anstiegs der Lampenspannung während der Lebensdauer führt, was zu einer längeren Lebensdauer und einer Verringerung der Farbänderung während der Lebensdauer führt. Überdies ist die Notwendigkeit für einen Wärmeschild von der in der SONDL-Lampe verwendeten Art beseitigt, und die mit der Positionierung des Einschubglieds im Bogenentladungsrohr verbundene Toleranzeinstellung ist viel weniger anspruchsvoll als diejenige, die mit der Herstellung und dem Zusammenbau von bisher bekannten Ausführungen von Bogenentladungslampen verbunden ist. Zusätzlich leiden bisher bekannte Lampen an den Enden der Bogenentladungsrohre aufgrund der Tatsache, daß Emittermaterial von der Elektrodenbaugruppe abspritzt, unter einer Schwärzung, und dies führt zu einem unerwünschten Anstieg bei der Coolspot-Temperatur, was zu einer Änderung der Lampenspannung und der Farbe während der Lebensdauer führt, die zu dem Effekt hinzukommt, der durch Natriumverlust verursacht wird. In der vorliegenden Erfindung neigt das Einschubglied dazu, eine Schwärzung im Bereich des Reservoirs R&sub2;, d.h. des effektiven Coolspots, zu verhindern, wodurch eine Änderung von sowohl Spannung als auch Farbe verringert wird.
  • Es versteht sich, daß, obwohl die vorliegende Erfindung eine spezielle Anwendung für eine Natrium- Hochdruckbogenentladungslampe findet, insbesondere für eine Natrium-Hochdruckbogenentladungslampe, die bei den verhältnismäßig hohen, in der SONDL-Lampe verwendeten Dampfdrücken arbeitet, die Erfindung eine breitere Anwendbarkeit für Bogenentladungslampen im allgemeinen hat, einschließlich Natrium-, Quecksilber- und Metallhalogenid- Lampen.
  • Man nimmt an, daß eine Bogenentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines Einschubglieds, wie es oben beschrieben wurde, eine höhere Coolspot-Temperatur erreichen kann (und folglich einen höheren Dampfdruck), als im allgemeinen unter Verwendung einer bisher bekannten kommerziell akzeptablen Lampenkonstruktion erreicht werden konnte, wodurch sich beachtliche Möglichkeiten für eine verbesserte Lampenkonstruktion ergeben.
  • Beispielsweise könnte eine höhere effektive Coolspot-Temperatur eine Verringerung des Quecksilbergehalts des Zusatzes erlauben, was eine verbesserte Spannungs /Leistungs-Charakteristik ergibt. Alternativ könnte eine höhere Coolspot-Temperatur verwendet werden, um einen verhältnismäßig hohen Farbwiedergabeindex zu erreichen, und man nimmt beispielsweise an, daß in einer Natrium-Hochdruckentladungs lampe mit einem Wirkungsgrad zwischen 40 und 45 lm/watt ein Farbwiedergabeindex über 80 erreicht werden kann.
  • Weiter nimmt man an, daß eine höhere Coolspot-Temperatur eine Verwendung von Metallen und Metallhalogeniden in dem Zusatz zulassen kann, die wegen ihrer geringen Flüchtigkeit ungeeignet für eine Verwendung in Lampen von bisher bekannter Bauart sein würden.

Claims (13)

  1. Eine Bogenentladungslampe, die ein Bogenentladungsrohr (1), das einen Zusatz enthält, einen Elektrodenaufbau (4), der jeweils mit einem Ende des Bogenentladungsrohres (1) abgedichtet verbunden ist, und einen Durchlaß (12,13), der so angeordnet ist, daß er einen flüssigen Zusatz von einem relativ kalten Bereich (R1) des Bogenentladungsrohres zu einem relativ heißen Bereich (R2) des Bogenentladungsrohres (1) bewegt, umfaßt, gekennzeichnet durch ein Einschubglied (11,23,24), das zwischen der Wand des Bogenentladungsrohres (1) und wenigstens einem Elektrodenaufbau (4) gelegen ist, wobei das Einschubglied (11,23,24) so angeordnet ist, daß es den Durchlaß (12,13) begrenzt, der im Betrieb der Lampe wirkt, um flüssigen Zusatz durch Kapillarwirkung von dem relativ kalten an das Ende angrenzenden Bereich (R1) des Bogenentladungsrohres (1) in ein Reservoir (15) in dem relativ heißen Bereich (R2) des Bogenentladungsrohres (1) zu bewegen, und weiterhin einen Durchgangsweg (16) begrenzt, der Bewegung des Zusatz es durch Dampfdiffusion zu dem relativ kalten Bereich (R1) gestattet, wobei der Durchlaß (12,13) so ausgelegt ist, daß er ein variables Volumen des flüssigen Zusatzes aufnimmt, und der Durchgangsweg (16) so ausgelegt ist, daß er das Erzielen eines gewünschten Betriebsdruckes in dem Bogenentladungsrohr (1) ermöglicht, wobei die Verteilungen von Dampfdruck und Temperatur entlang des Durchgangsweges (16) Dampfkondensation an dem relativ kalten Bereich (R1) derart unterstützen, daß der Durchlaß (12,13) eine im wesentlichen kontinuierliche Zufuhr von flüssigem Zusatz zu dem Reservoir (15) aufrechterhalten kann.
  2. 2. Eine Bogenentladungslampe nach Anspruch 1, bei der der Durchgangsweg (16) um den Elektrodenaufbau (4) herum gelegen ist und einen verengten Einlaß (17) hat, der es ermoglicht, daß der Betriebsdampfdruck in dem Bogenentladungsrohr (1) von der gleichen Ordnung wie der Dampfdruck direkt oberhalb der Oberfläche des Reservoirs (15) ist.
  3. 3. Eine Bogenentladungslampe nach Anspruch 2, bei der die Querschnittsfläche des verengten Einlasses (17) die gleiche ist oder ähnlich ist wie der Bereich der freiliegenden Oberfläche (S) des flüssigen Zusatzes, der in dem Reservoir (15) gehalten wird.
  4. 4. Eine Bogenentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Durchlaß (12,13) einen transversalen Querschnitt von nicht-gleichförmiger Breite aufweist.
  5. 5. Eine Bogenentladungslampe nach Anspruch 4, bei der der Durchlaß (12,13) einen allgemein linsenförmigen Querschnitt hat, der durch eine innere Oberfläche der Bogenentladungsrohrwand und durch die Oberfläche eines Längskanals, der in dem Einschubglied (11,23,24) ausgeformt ist, begrenzt wird.
  6. 6. Eine Bogenentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das Einschubglied (11,23,24) so angeordnet ist, daß es eine Vielzahl von Durchlässen (12,13) bildet, von denen jeder einen sich in Längsrichtung erstreckenden Teil (13) aufweist, und das Reservoir (15) einen ringförmigen Kanal umfaßt, der angepaßt ist, um Zusatz durch Kapillarwirkung in das Reservoir (5) überzuführen.
  7. 7. Eine Bogenentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das Reservoir (15) ausgelegt ist, um in ihm ein im wesentlichen konstantes Niveau flüssigen Zusatzes zu halten.
  8. 8. Eine Bogenentladungslampe nach Anspruch 6 und Anspruch 7, bei der der ringförmige Kanal (15) eine geneigte Seitenwand (15') aufweist, um dadurch Übertragung zu bewirken und das im wesentlichen konstante Niveau aufrechtzuerhalten.
  9. 9. Eine Bogenentladungslampe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der jeder der Vielzahl von Durchlässen (12,13) einen sich radial erstreckenden Teil (12) aufweist, der den jeweiligen sich in Längsrichtung erstreckenden Teil (13) mit dem relativ kalten Bereich (R1) des Bogenentladungsrohres (1) verbindet.
  10. 10. Eine Bogenentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die eine Barriere (18) um den Elektrodenaufbau (4) herum einschließt.
  11. 11. Eine keramische Bogenentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
  12. 12. Eine Hochdruck-Natriumdampf-Bogenentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
  13. 13. Ein Einschubglied (11,23,24) mit all den Merkmalen des Einschubgliedes, das in Anspruch 1 beschrieben ist, das für die Verwendung in dem Bogenentladungsrohr (1) einer Bogenentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 12 angepaßt ist.
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