DE4425937A1 - Entladungslampe mit hoher Intensität - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entladungslampe mit hoher Intensität gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Im allgemeinen werden Beleuchtungslampen mit hoher Helligkeit und hoher Lebenserwartung in Straßenlichtanlagen oder Zonen indu­ strieller Arbeit installiert. Unter solchen kommerziell erhältli­ chen Lampen finden sich Quecksilberlampen mit hoher Intensität, Natriumlampen mit hoher Intensität und MH-Lampen. Die Quecksil­ berlampe ist die meist benutzte und ihre Lebenserwartung ist vergleichsweise hoch. Jedoch ist ihre Lichtausbeute nicht so gut und ihre Lichtfarbe wirkt frostig und kalt. Die Natriumlampe ist im Hinblick auf die Lichtausbeute am besten, aber ihre Farbwie­ dergabecharakteristik ist nicht so gut. Die MH-Lampe ist jedoch im Hinblick auf ihre Lichtausbeute besser als die Quecksilber­ lampe und ist die beste im Hinblick auf die Farbwiedergabe. Folglich nimmt der Gebrauch des MH-Lampentyps mehr und mehr zu.

Die Kosten der MH-Lampe sind jedoch hoch und sollten in naher Zukunft gesenkt werden. Mit dem zunehmenden Gebrauch von MH-Lampen sollten einige Voraussetzungen erfüllt werden. Speziell auf dem Gebiet des Innendesigns, auf dem die Beleuchtungseffekte eine wichtige Rolle spielen, können solche Voraussetzungen bei Anwendung von Sorgfalt erfüllt werden. Speziell eine kleine MH-Lampe, welche auf dem Gebiet des Innendesigns verwendet wird, sollte niedrigen Energieverbrauch, hohe Effizienz, hohe Farb­ wiedergabe und eine hohe Lebenserwartung aufweisen.

Nachfolgend wird eine MH-Lampe beschrieben, welche hauptsächlich in Innenräumen verwendet wird.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer herkömmlichen MH-Lampe. Gemäß Fig. 1 ist ein Elektrodenpaar 2a und 2b an beiden Enden der kapselförmigen, aus Quarz hergestellten Leuchtröhre 1 vorgesehen. Um jede Elektrode herum ist eine Schicht 3 aus hitzehaltendem Zirkoniumdioxid gebildet. Die Leuchtröhre 1 wird ferner mit bestimmten Edelgasen, Quecksilber und Metallhalogenid gefüllt und versiegelt. Eine äußere Röhre 4 umschließt die Leuchtröhre 1 und deren Zubehör. Die äußere Röhre 4 weist ein Vakuum auf oder wird, nachdem sie mit Stickstoff und Edelgasen gefüllt ist, versiegelt. Ein Fassungsanschluß 5 ist an beiden Enden der äußeren Röhre 4 vorgesehen und elektrisch an die Elektroden 2a oder 2b ange­ schlossen. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Fangstoff bzw. ein Getter, welches das verbleibende Gas absorbiert, um das Vakuum zu vergrößern.

Fig. 2 zeigt eine herkömmliche, teilweise herausgezogene Leucht­ röhre der Lampe, wie sie in Fig. 1 gezeigt wurde. Gemäß Fig. 2 ist die Leuchtröhre 1 kapselförmig und im großen und ganzen zylindrisch. An den Längsenden der Leuchtröhre 1 sind die Elek­ troden 2a und 2b vorgesehen. Von jeder Elektrode ist ein An­ schlußkabel 7 hinausgezogen. An die jeweiligen Anschlußdrähte 7 ist eine dünne Platte 8 aus Molybdän zur Aufrechterhaltung der gasdichten Versiegelung befestigt. An die jeweiligen Elektroden 2a und 2b ist ferner, wie oben beschrieben, eine hitzehaltende Schicht 3 gebildet, welche ein Absinken der Temperatur um die Elektroden herum verhindert.

In solch einer herkömmlichen MH-Lampe, wie sie oben beschrieben wurde, wird jedoch das untere Ende der Leuchtröhre 1, durch ein Konvektionsphänomen des Gases in Röhre 1 und des Stickstoffgases in der äußeren Röhre 4 gekühlt und wird zu einem Abschnitt mini­ maler Temperatur, wenn die Lampe sich im Beleuchtungszustand befindet. Durch die Temperaturdifferenz, welche durch solch eine Konvektion hervorgerufen wird, wird ferner der Bogen, welcher durch die Entladung entsteht, nach oben gebogen. Folglich wird die Quarzleuchtröhre 1 durch nicht gleichmäßige lokale Erhitzung verschlissen. Andererseits wird der Dampfdruck des Metallhaloge­ nids in Abhängigkeit von der Temperatur des Abschnittes minimaler Temperatur verändert. Folglich wird die Kondensierung der Ver­ bindung durch die Kühlwirkung im unteren Ende der Leuchtröhre hervorgerufen, was einen ungenügenden Dampfdruck zur Folge hat und die Effizienz der Lampe vermindert.

Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, die oben genannten Pro­ bleme zu lösen und eine Entladungslampe mit hoher Intensität zu schaffen, deren Leuchtröhre im Aufbau verbessert ist, so daß Lichtausbeute und Farbwiedergabe verbessert werden und die Start­ spannung, wenn die Lampe angeschaltet wird, vermindert wird, wobei letzten Endes der Energieverbrauch gesenkt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen zur Erläuterung weiterer Merkmale und Vorteile beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 ein Beispiel einer herkömmlichen Metallhalogen­ lampe;

Fig. 2 eine Teilvergrößerung der Leuchtröhre, welche zu der in Fig. 1 gezeigten Lampe gehört;

Fig. 3 eine Teilvergrößerung einer Leuchtröhre, einer Entladungslampe mit hoher Intensität gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Leuchtröhre, ge­ schnitten entlang der Linie IV-IV in Fig. 3; und

Fig. 5 und 6 eine Teilvergrößerung einer anderen Ausführungs­ form einer Leuchtröhre, einer Entladungslampe mit hoher Intensität gemäß der Erfindung.

Eine in [Fig. 3] gezeigte Leuchtröhre 10 hat kapselförmige Ge­ stalt. Ein sägezahnförmig gefurchter Abschnitt 13a oder 13b ist auf den inneren und äußeren Umfangsoberflächen der Leuchtröhre 10 an beiden Enden des kapselförmigen Körpers gebildet. Solch ein gefurchter bzw. rauher Abschnitt 13a oder 13b reflektiert im Gegensatz zu einer herkömmlichen glatten Oberfläche einen be­ trächtlichen Anteil des Lichtes nach innen, welches von der Röhre 10 nach außen übertragen wird. Auf diese Weise wird folglich die Innentemperatur der Leuchtröhre 10 erhöht, wobei die Dampfdichte im Inneren der Leuchtröhre 1 erhöht wird. Insbesondere haben die gefurchten Abschnitte 13a und 13b dieselbe Wirkung wie eine herkömmliche hitzehaltende Schicht, so daß diese Schicht nicht mehr benötigt wird. Dies führt schließlich zu einer Vereinfachung des Prozesses und einer Senkung der Produktionskosten.

Ein Elektrodenpaar 12a und 12b ist einander gegenüberliegend in der Leuchtröhre 10 an dessen beiden längsseitigen Enden vorgese­ hen. Ein Anschlußdraht 17 ist von jeder Elektrode hinausgezogen. An die jeweiligen Anschlußkabel ist eine dünne Platte 18 aus Molybdän angeschlossen, um eine gasdichte Versiegelung beizube­ halten.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht durch die Leuchtröhre, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, geschnitten entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.

Wie in Fig. 4 gezeigt, ist das Ende der Leuchtröhre 10, welches die Elektroden umgibt, mit einem sägezahnförmig gefurchten Ab­ schnitt 13b gebildet. Wie oben beschrieben, reflektiert eine solche unregelmäßige Form einen beträchtlichen Anteil des Lich­ tes, welches nach außen von der Röhre übertragen wird, wieder nach innen. Folglich bleibt die Innentemperatur der Röhre in einem hohen und im wesentlichen gleichförmigen Temperaturzustand. Auf diese Weise wird die Verdampfungsdichte des eingefüllten Metallhalogenids genügend hoch gehalten, wobei die Lichtausbeute bedeutend verbessert wird. Darüber hinaus verbessert die unregel­ mäßige Reflexion des nach-außen zur Farbwiedergabe zu übertragen­ den Lichtes stark die Sichtbarkeit.

In den Fig. 5 und 6 bezeichnen die Bezugszeichen 22a, 22b, 32a und 32b Elektroden, Bezugzeichen 23a, 23b, 33a und 33b bezeichnen gefurchte bzw. rauhe Abschnitte, Bezugszeichen 27 und 37 bezeich­ nen Anschlußdrähte und die Bezugszeichen 28 und 38 bezeichnen dünne Schichten aus Molybdän. Speziell aus Fig. 5 ergibt sich, daß ein gefalteter gefurchter Abschnitt 23a oder 23b an beiden Längsenden der Leuchtröhre 20 vorgesehen ist. Anders als die in Fig. 3 gezeigten sägezahnförmig gefurchten Abschnitte 13a und 13b sind die gefalteten gefurchten Abschnitte 23a und 23b jedoch radial verlaufend auf der inneren und äußeren Umfangsoberfläche der Leuchtröhre gebildet, wobei der Scheitelpunkt einer Parabel, welche an den Enden der Leuchtröhre 20 gelegen ist, als deren Mittelpunkt genommen wird. Der Aufbau eines solchen gefurchten Abschnittes ist deswegen vorteilhaft, weil die Abschnitte an denen das Quecksilber gekühlt wird und kondensiert (in den flüs­ sigen Zustand zurückkehrt), wenn die Lampe ausgeschaltet wird, sich ausbreiten bzw. verteilen, so daß die Oberfläche des Queck­ silbers vergrößert und dabei die Startspannung beim Anschalten der Lampe gesenkt wird. Dies senkt schließlich den Energiever­ brauch.

Gemäß Fig. 6 ist die Ausrichtung der Falten der gefurchten Ab­ schnitte 33a und 33b bei der Leuchtröhre 30 in Fig. 6 senkrecht zu deren Länge im Gegensatz zu den gefurchten Abschnitten 13a und 13b der Leuchtröhre 10 in Fig. 3, welche in Längsrichtung zu dieser liegen. Wenn die gefurchten Abschnitte 33a und 33b in Fig. 6 senkrecht zur Länge der Leuchtröhre 30 sind und die jeweiligen Linien der Falten aufgerauht sind, wird das Licht noch unregelmä­ ßiger reflektiert. Damit erreicht man eine exzellente Farbwieder­ gabe.

Obwohl die oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung im Hinblick auf eine MH-Lampe erklärt wurden, können die Ausfüh­ rungsformen an alle Arten von Entladungslampen mit hoher Inten­ sität, einschließlich einer Quecksilberlampe mit hoher Intensität und einer Natriumlampe mit hoher Intensität, angewandt werden.

Wie oben beschrieben, zeigt die Lampe mit hoher Intensität gemäß der Erfindung exzellente Farbwiedergabe, da gefurchte Abschnitte an beiden Enden der Leuchtröhre zur unregelmäßigen Lichtreflexio­ nen gebildet sind. Die gefurchten Abschnitte halten ferner das Innere der Leuchtröhre gleichmäßig bei einer hohen Temperatur, um so die Verdampfung zu fördern und dabei die Lichtausbeute der Lampe zu erhöhen.

Darüberhinaus vergrößern die gefurchten Abschnitte die Oberfläche des Quecksilbers, welches beim Abschalten der Lampe kondensiert, und senken daher die Startspannung. Ohne die herkömmliche hitze­ haltende Schicht ist die Erfindung darin vorteilhaft, daß sie die Herstellung vereinfacht und die Produktionskosten senkt. Da die Erfindung kein chemisches Material, wie eine Flüssigkeit für die hitzehaltende Schicht, verwendet, wird zusätzlich die Arbeits­ umgebung verbessert.

Eine Entladungslampe mit hoher Intensität beinhaltet eine Leuchtröhre, in welche bestimmte Edelgase und Metall versiegelt gefüllt sind, und ein an den Enden vorgesehenes Elektrodenpaar, wobei an beiden Enden der Leuchtröhre gefurchte Abschnitte gebil­ det sind, welche die Elektroden umgeben, und dabei die Farbwie­ dergabe und die Lichtausbeute verbessern sowie die Startspannung vermindern.

Claims (4)

1. Entladungslampe mit hoher Intensität mit einer Leuchtröhre, in welche bestimmte Edelgase und Metall eingefüllt und versiegelt sind, und einem an den Enden der Leuchtröhre vor­ gesehenen Elektrodenpaar, dadurch gekennzeichnet, daß die gefurchten bzw. rauhen Abschnitte (13a, 13b, 23a, 23b, 33a, 33b) an beiden Enden der Leuchtröhren (10, 20, 30) gebildet sind, welche die Elektroden umgeben.

2. Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Falten der gefurchten Abschnitte (13a, 13b) in Längs­ richtung zu der Leuchtröhre (10) verlaufen, auf deren inne­ ren und äußeren Umfangsoberfläche gebildet sind.

3. Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Falten der gefurchten Abschnitte (23a, 23b) radial ver­ laufend auf der inneren und äußeren Umfangsoberfläche der Leuchtröhre (20) gebildet sind, wobei der Scheitelpunkt einer Parabel, welche an deren beiden Enden liegt, als Mittelpunkt genommen wird.

4. Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Falten der gefurchten Abschnitte (33a, 33b) zur Länge der Leuchtröhre (30) senkrecht verlaufend auf deren inneren und äußeren Umfangsaberfläche gebildet sind.