DE703118C - Elektrische Quecksilberhochdruckdampfentladungslampe mit festen Gluehelektroden - Google Patents

Description

Zur Verbesserung der Farbe der Lichtausstrahlung von Quecksilberdampflampen mit Niederdruckentladung und auch solchen mit einer Hochdruckentladung von etwa 1 Atm. Betriebsdampfdruck hat man schon vorgeschlagen, dem Quecksilber noch Stoffe, wie z. B. Zink, Cadmium, Natrium, Kalium, Thallium, Lithium, Magnesium und Jod, zuzusetzen, deren Dämpfe im Betrieb der Lampe zur Lichtausstrahlung - mit angeregt werden und das Spektrum des leuchtenden Quecksilberdampfes ergänzen. Bei den mit solchen Zusatzstoffen durchgeführten Versuchen ist man jedoch schon seit langem zu der Ansieht gelangt, daß diese Stoffe zwar eine Farbverbesserung herbeiführen, aber leider in erheblichem Maße auch eine Herabsetzung der Lichtausbeute mit sich bringen. Es wurden daher derartige Mischlichtlampen nur vereinzelt in die Praxis für solche Verwendungszwecke eingeführt, bei denen es in erster Linie auf die Lichtfarbe ankommt und demgemäß die schlechtere Lichtausbeute in Kauf genommen werden kann. In Verbindung mit einer Quecksilberhochdruckdampflampe hat man dabei als farbverbessemden Zusatzstoff praktisch nur Cadmium und Zink verwendet. Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung, daß sich mit dem bisher nebenbei erwähnten Zusatzmetall Thallium unter bestimmten Voraussetzungen keine Verminderung, sondern, sogar umgekehrt eine erhebliche Steigerung der Lichtausbeute erzielen läßt. Dies gelingt bei Quecksilberhochdruckdampflampen mit festen Glühelektroden nach ,der Erfindung dadurch, daß das Quarzent-

ladungsgefäß den Lichtbogen so eng umschließt, daß bei einer spezifischen Lichtbogenleistungsaufnahme von mehr als 40 Watt'cm Lichtbogenlänge an allen Wandungsteilen eine Betriebstemperatur von mindestens 6oo° C erreicht wird und daß der Quecksilberbodenkörper Thallium enthält und so bemessen ist, daß bei den angegebenen Betriebsbedingungen eine zweckmäßig untersättigte Dampffüllung von mehr als 5 Atm. entsteht.

Die Lichtausbeutemessungen bei nach der Erfindung ausgebildeten Quecksilberhochdruckdampflampen haben gezeigt, daß sich in günstigen Fällen Lichtausbeuteerhöhungen von 40 bis 500/0, also ungewöhnlich starke Lichtleistungssteigerungen, erzielen lassen, im Vergleich zu den bekannten, nur Quecksilber enthaltenden Quarzglaslampen mit Gefäßao wandtemperaturen von mindestens 6ooⁿ C und Betriebsdrücken von mehr als 5 Atm. bei mehr als 40 Watt/cm Lichtbogenleistungsaufnahme. Allerdings wird bei der neuen Lampe eine bisher mit solchen Zusatzstoffen bezweckte Farbverbesserung nicht erzielt, da sich die Farbstrahlung des Lichtbogens durch den Thalliumzusatz bei diesen Überdrucklampen nicht wesentlich verändert. Man kann aber in Verbindung mit der neuen Lampe andere, an sich bekannte Mittel zur Farbverbesserung verwenden, z. B. ein Hüllgefäß benutzen, das mit Leuchtstoffen versehen ist oder einen Rotstrahlung liefernden Glühdraht enthält, der der Entladungslampe vorgeschaltet sein kann.

Auf der Zeichnung ist in Abb. 1 als Ausführungsbeispiel eine nach der Erfindung ausgebildete Hochdrucklampe schematisch dargestellt.

In dem Schaubild der Abb. 2 ist in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme der Lampe der durch den Thalliumzusatz entstehende Lichtausbeutegewinn in 100 Teilen der Lichtausbeute einer nur Quecksilber enthaltenden Lampe gleicher Leistungsaufnahme dargestellt.

Bei der für senkrechte Brennlage bestimmten Lampe nach Abb. 1 besteht die im Innern eines gesockelten Hüllgefäßes 1 unter gebrachte Hochdruckentladungsröhre 2 aus Quarzglas oder einem anderen hochsehmelzenden Glas und weist einen Innendurchmesser von 8 mm auf. Die beiden etwa 30 mm voneinander entfernten Glühelektroden 3,4 bestehen aus etwa 3 mm langen Wolframwendeln, die ein aktivierendes Stäbchen aus Erdalkalisilicaten umschließen.

Die beiden Polgefäße sind samt ihren Einschmelzungen bis in die Höhe der Elektrodenspitzen mit einem reflektierenden Belag 5 überzogen, der die Aufheizung der winkel- !

frei geformten Polgefäße fördert. Mit Vorteil wird bei der Gestaltung und Wärmeisolierung der neuen Entladungslampe darauf geachtet, daß im Betrieb die Polgefäßwandungen eine höhere Temperatur annehmen als der übrige Teil der Entladungsröhre, so daß sich das verdampf bare Metall außerhalb der Polgefäße an Stellen ablagert, deren Temperaturverhältnisse besser festzulegen sind.

Das Entladungsgefäß 2 enthält außer Quecksilber 6 und dem üblichen Zündgas noch etwas Thallium 7, dessen Menge zweckmäßig so groß gewählt ist, daß im Betrieb der Lampe stets überschüssiges Thallium auf der Gefäßwand vorhanden ist.

Die Quecksilbermenge richtet sich nach dem gewünschten Dampfdruck, der bei der dargestellten Lampe 5 bis 6 Atm., entsprechend einer Bogenbrennspannung von etwa 150 V, beträgt.

Zweckmäßig wird bei den Lampen nach der Erfindung stets so wenig Quecksilber genommen, daß beim Betriebszustand die Lampe mit stark überhitztem Quecksilberdampf arbeitet. «5 Bei den unteren Dampfdrücken von etwa 5 bis 20 Atm. ist dies, abgesehen von den wassergekühlten Kapillarlampen mit Quecksilber gefüllten kühleren Polgefäßen, unbedingt erforderlich, da die hohe Gefäßmindesttemperatur von 6oo° C einem Quecksilberdampfdruck von etwa 20 Atm. entspricht. Infolge einer Amalgambildung wird auch bei untersättigter Betriebsdampf füllung der Metallbodenkörper neben dem Thallium meist noch »5 eine Spur Quecksilber enthalten.

Aus Abb. 2 ist ersichtlich, daß gegenüber einer gleichbeschaffenen, nur Quecksilber enthaltenden Lampe bei einer Leistungsaufnahme des Lichtbogens von 75 Watt, entsprechend too einer spezifischen Leistungsaufnahme von 25 Watt/cm Lichtbogenlänge, noch kein Lichtgewinn auftritt; bei 150 Watt aber schjon etwa 240/0 und bei 300 Watt sogar fast 500/0 Lichtausbeutesteigerung vorhanden ist; letzteres bei einer absoluten Lichtausbeute von etwa 70 Lumen je Watt zugeführter Leistung. Die Größe des Lichtgewinns hängt sowohl von der Größe des Dampfdruckes als auch von der Leistungsaufnahme des Lichtbogens ab. Die angestellten Versuche -deuten darauf hin, daß bei sehr hohen Dampfdrucken von etwa Atm. durch erhebliche Selbstabsorption der Thalliumlinie der Lichtgewinn wieder stark herabgesetzt wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrische Q uecksilberhochdruckdampfentladungslampe mit festen Glühelektroden, 1*0 gekennzeichnet durch ein zweckmäßig an den Enden wärmeisoliertes Quarzent-

   ladungsgefäß, das den Lichtbogen so eng umschließt, daß bei einer spezifischen Lichtbogenleistungsaufnahme von mehr ,als 40 Watt/cm Lichtbogenlänge an allen Wandungsteilen eine Betriebstemperatur von mindestens 6oo° C erreicht wird, und durch einen Thallium enthaltenden und so bemessenen Quecksilberbodenkörper, daß bei den angegebenen Betriebsbedingungen eine zweckmäßig untersättigte Dampffüllung von mehr als 5 Atm. Druck entsteht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen