DE2209805C2

DE2209805C2 - Metalldampfhochdruckentladungslampe

Info

Publication number: DE2209805C2
Application number: DE2209805A
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl.-Phys. Dr. Pfaue; Jochen 1000 Berlin Schmidt
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1972-03-01
Filing date: 1972-03-01
Publication date: 1983-09-29
Also published as: DE2209805A1; US3825788A

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Metalldampfhochdruckentladungslampe zu schaffen, bei der gegenüber den bekannten Lampen eine größere Menge an Füllmetall eingebracht werden kann, die für eine Nachlieferung während des Lampenbetriebs zur Verfügung steht Dabei soll für eine dosierte Nachlieferung des Füilmetalls gesorgt sein.

Die Metalldampfhochdruekentladungslampe mit den im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Merkmalen ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das äußere herausragende Ende der Stromzuführung aus einem erweiterten, unmittelbar auf dem Verschlußteil aufliegenden Teil besteht, in dem das als Füllung vorgesehene Metall oder die Metallegierung und ein Körper mit kapillaren Zwischenräumen enthalten ist

Dabei besieht der vakuumdichte Verschluß des erweiterten Teiles der rohrförmigen Stromzuführung aus einem angeschweißten oder angelöteten Deckel, dessen Einfüllöffnung mittels angeschweißten oder angelöteten Metallplättchen verschlossen ist Als Körper mit kapillaren Zwischenräumen -wird eine Wendel, deren Windungen an der Wand des erweiterten Teiles der rohrförmigen Stromzuführung anliegen, oder eine Spirale verwendet Der Körper kann aber auch aus Wolle aus hochschmelzendem Material, wie z. B. Wolframwolle, bestehen, die den erweiterten Teil der rohrförmigen Stromzuführung ausfüllt, oder aus einem porösen bis schwammigen Sinterkörper, vorzugsweise aus Wolfram, oder aus einer losen Schüttung von Granulat aus hochschmelzendem Material gebildet sein, wobei der erweiterte Teil der rohrförmigen Stromzuführung zum Lampeninnern hin gegebenenfalls mit einem Sieb abgeschlossen sein muß. Vorteilhafterweise besteht der Körper mit kapillaren Zwischenräumen zumindest teilweise aus metallischen Bestandteilen, die durch Binden des als Füllung vorgesehenen Metalls oder der Metallegierung die Temperaturabhängigkeit des Metalldampfdruckes verringern.

Die Erfindung betrifft vorzugsweise eine Natriumdampfhochdruckentladungslampe, bei der das Entladungsgefäß aus polykristallinem Aluminiumoxid besteht und die als Füllung vorgesehene Metallegierung Natriumamalgam ist.

In der Figur wird die Erfindung anhand eines «5 Ausführungsbeispieis erläutert. Obwohl beide Enden der Lampe gleichzeitig eingeschmolzen werden, ist, um die Erfindung zu verdeutlichen, das eine Ende A der Lampe vor dem Einschmelzen, das andere Ende B im eingeschmolzenen Zustand dargestellt. so

Mit Ϊ ist das Entladungsgefäß aus polykristallinem AluminiurTiOxyd bezeichnet. Aus dem gleichen Material ist der Ring 2, der die hohle Stromzuführung 3 bzw. 3' aus Niob umgibt. Außer mit dem Ring 2 ist das Ende der Lampe noch mit einer Abschlußkappe 5 aus Niob, mit der die Stromzuführung 3 bzw. 3' mittels des Lotes 4 verbunden ist, versehen. Zwischen der Stirnfläche des Ringes 2 und der Abschlußkappe S ist der Ring 6 aus einem Glaslot angebracht. Das beim Einschmelzen flüssig werdende Glaslot 6 läuft in die vorhandenen Hohlräume und verbindet den Ring 2 mit dem Entladungsgefäß 1 und mit der Stromzuführung 3 bzw. 3' sowie mit der Abschlußkappe 5, so daß eine vakuumdichte Verschmelzung des Ringes 2 mit den übrigen Lampenteüen am Ende des Entladungsgefäßes gebildet wird.

Die Stromzuführung 3 bzw. 3' trägt den Kernstift 7 und die Wendel JL Die Stromzuführung 3 steht mit dem Innern des Entladungsgefäßes über eine kleine Öffnung 9 in Verbindung. An ihrem äußeren Ende ist die Stromzuführung 3 erweitert zu einem Appendix 10 und durch den Deckel 11 bis auf eine kleine Öffnung 12 abgeschlossen. Die öffnung 12 ist mitteis zwei Titanplättchen 13 yon je 140 μ und einem Mo-P!ättchen 14 von 80 μ Dicke durch Schmelzen der Titanplättchen mittels Widerstandserhitzung verschlossen. Die Öffnung 12 kann zentral oder seitlich am Appendix 10 angebracht sein. In dem Appendix 10 ist das Natriumamalgam 15 und die Wendel 16 untergebracht, die das dosierte Nachliefern des Natriums in die Entladung gewährleistet

Die hohle Stromzuführung 3' ist gegen das Lampeninnere durch zwei aufeinanderliegencie, an ihrem Umfang mit der Stromzuführung verschmolzene Scheiben 17 abgeschlossen, wobei eine 0,2 mm starke Titarischeibe zwischen zwei Niobscheiben von i,l mm Diclce liegt Die am elektrodennahen Ende der Strosizufühnjng 3,3' angeschweißte Metallstütze 18 dient zur Halterung des Ringes 2 vor dem Einschmelzen.

Die Lampe hat eine Leistungsaufnahme von 400 W; sie ist mit 26,7 mbar Xenon als Grundgas und 100 mg Natriumamalgam gefüllt Der Durchmesser des Entladungsgefäßes beträgt 73 mm, der Elektrodenabstand 84 mm. Der Appendix 10 hat ein Volumen von 70 mm³.

Die Anbringung des als Füllui.g vorgesehenen Metalls, z. B. Natriumamalgam, gemäß der Erfindung hat mehrere wesentliche Vorteile. Unter anderem kann die eingebrachte Natriumamalgammenge bedeutend größer als bei den bekannten Lampen sein; es können 100 mg und mehr verwendet werden, ohne daß es bei Stoßbelastungen der Lampe oder in der Anlaufphase zu instabilen Betriebszuständen infolge überstarker Verdampfung kommt, so daß die Lampe erlischt. Dies wird durch die Einbringung des Körpers mit kapillaren Zwischenräumen bewirkt, der das flüssige Amalgam durch Kapillarkräfte im wesentlichen im Appendix fixkrt.

In der Möglichkeit, eine größere Menge. Natrium ohne Nachteil einbringen zu können, besitzt man ein Mittel, den Brennspannungsanstieg während der Lebensdauer zu reduzieren, soweit er durch einen Natriumverlust verursacht wird.

Ein günstiger Einfluß der Fixierung des Amalgams im Appendix ist aber auch dann gegeben, wenn der Brennspannungsanstieg thermisch bedingt ist. Eine Erhöhung der Brennertemperatur in Elektrodennähe infolge einer Schwärzung der Elektrodenräume und infolge einer Änderung des Emissionsvermögens der Elektroden verursacht bei einer Lage des Amalgams unmittelbar hinter den Elektroden (»Innenamalgam«) eine stärkere Dampfdruck- und damit Brennr.pannungserhöhung als bei einer Lage im Appendix (»Außenamalgam«).

Ferner hat sich gezeigt, daß die Brennspannungserhöhung bei Überlas* bei Lampen mit Außenamalgam geringer ist als bei Lampen mit Innenamalgam, Wenn der Körper mit kapillaren Zwischenräumen metallische Bestandteile enthält, die das Natriumamalgam in geeigneter Weise temperaturabhängig binden, läßt sich eine weitere Abflachung der Charakteristik bei thermischen oder elektronischen Belastungsschwankungen erreichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

t. MetaHdampfhochdruckentladungsIampe mit einem zylindrischen, an beiden Enden vakuumdicht verschlossenen Entladungsgefäß aus hochschmelzendem, fichtdurchlässigem Material, wobei mindestens ein Verschlußteil mit einer rohrförmigen Stromzuführung versehen und vakuumdicht verbunden ist, an derem dem Entladungsgefäß zugewandten Teil sich eine Durchlaßöffnung zum Entladungsgefäß befindet und deren dem Entladungsgefäß abgewandtes äußeres Ende über das Verschlußteil herausragt und vakuumdicht abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere herausragende Ende der Stromzuführung aus einem erweiterten, unmittelbar auf dem Verschlußteil aufliegenden Teil besteht, in dem das als Füllung vorgesehene Metall oder die Metallegierung und ein Körper mit kapillaren Zwischenräumen enthalten ist

Z MetgJJdampfhochdruckentladungsIampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vakuumdichte Verschluß des erweiterten Teiles der rohrförmigen Stromzuführung aus einem angeschweißten oder angelöteten Deckel besteht, dessen Einfüllöffnung mittels angeschweißten oder angelöteten Metallplättchen verschlossen ist

3. Metalldampfhochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper mit kapillaren Zwischenräumen aus einer Wendel besteht, deren Windungen an der Wand des erweiterten Teiles der rohrförmigen Stromzuführung anliegen.

4. MetalldampihocHruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Körper mit kapillaren Zwischenräumen aus einer Spirale besteht

5. Metalldampfhochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper mit kapillaren Zwischenräumen aus Wolle aus hochschmelzendem Material besteht, die den erweiterten Teil der rohrförmigen Stromzuführung ausfüllt

6. Metalldampfhochdruckeniladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper mit kapillaren Zwischenräumen aus einem porösen bis schwammigen Sinterkörper besteht

7. Metalldampfhochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Sinterkörper aus Wolfram besteht

8. Metalldampfhochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper mit kapillaren Zwischenräumen aus einer losen Schüttung von Granulat aus hochschmelzendem Material besteht

9. Metalldampfhochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper mit kapillaren Zwischenräumen metallische Bestandteile enthält, die durch Binden des als Füllung vorgesehenen Metalls oder der Metallegie- eo rung die Temperaturabhängigkeit des Metaildampfdruckes verringern.

10. Metalldampfhochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die als Füllung vorgesehene Metallegierung Natriumamalgam ist.

Die Erfindung betrifft eine Metalldampfhochdruckentladungslampe mit einem zylindrischen, an beiden Enden vakuumdicht verschlossenen Entladungsgefäß aus hochschmelzendem, lichtdurchlässigen Material, wobei mindestens ein Verschlußteil mit einer rohrförmigen Stromzuführung versehen und vakuumdicht verbunden ist an derein dem Entladungsgefäß zugewandten Teil sich eine Durchlaßöffnung zum Entladungsgefäß befindet und deren dem Entladungsgefäß abgewandtes äußeres Ende über das Verschlußteil herausragt und vakuumdicht abgeschlossen ist

Es ist bekannt daß die Stromzuführung bei solchen Lampen mindestens an einem Lampenende als längeres Rohr ausgebildet ist durch das dann sowohl gepumpt als auch die Füllsubstanz, z. B. Natrium oder Natriumamalgam, in die Lampe eingebracht wird (JP-PA 45-24 434; JP-PA 44-8 473; GB-PS 1150 262; JP-PA 43-19 716). Bekannt ist es auch, Natrium in der Lampe u. a. hinter der Wendel anzubringen (CH-PS 4 98 486). Weiterhin ist bekannt, daß Natrium während des Lampenbetriebes verlorengeht beispielsweise durch Aufzehrung. Zur Herabsetzung der Aufzehrung wurde z. B. zusätzlich ein geeignetes Metall, wie Yttrium, Cer oder dergleichen in die Lampe eingebracht das mit in der Lampe vorhandenem Sauerstoff reagieren soll (FR-PS 15 62 159). Es ist auch bekannt Natriumamalgam im Pumprohr unterzubringen und das Pumploch mit einem Gitter abzudecken, wobei das Natrium durch Verdampfen in die Lampe nachgeliefert wird (JP-GM 44-9 815).

Nach der CH-PS 3 86 563 wird aus fertigungstechnischen Gründen hei der Herstellung der Lampe eine Erweiterung am äußeren Ende der über das Entladungsrohrende weit herausragenden, in einen Pumpstengel übergehenden hohlen Stromzuführung vorgesehen. In diese Erweiterung wird eine Glaskapsel mit dem Füllmetall eingebracht und das Ende der Erweiterung durch Zusammendrücken verschlossen. Beim anschließenden Zerdrücken der Füllkapsel von außen wird die Erweiterung wieder beseitigt Durch Erhitzen des Rohrendes wird dann das -freigewordene Füllmetall in das Entladungsgefäß gedampft Das Rohr wird daraufhin nochmals unterhalb der verformten Stelle — näher zum Lampenende hin — zusammengepreßt und der äußere Rohrteil abgetrennt so daß bei der fertigen -Lampe <ias aus dem Lampenende herausragende Rohr keine Erweiterung aufweist und die Füllung sich nichtlm Pumpstengel befindet Im Betrieb der Lampe dient die Länge des herausragenden Rohres zur Steuerung des Dampfdruckes, in dem sich überschüssiges Füllmetall im Pumpstengel als der kühlsten Stelle der Lampe absetzt.

Auch bei der Lampe nach der DE-OS 16 39 111 kann die an einem Lampenende über die Abschlußkappe l:erausragende rohrförmige Stromzuführung als Ort mit der niedrigsten Temperatur als Behälter dienen, an dem sich das überschüssige Natriumamalgam sammelt.

Ein wesentlicher und ganz entscheidender Nachteil dieser Art von Appendix ist, daß bei jeglicher Erschütterung der Lampe, u. a. auch bei der Montage, das lose Metall schnell und in undosierter Menge in den Entladungsraum gelangt, was zu instabilen Betriebszuständen infolge übermäßiger Verdampfung, besonders auch beim Anlauf der Lampe, führt, so daß die Lampe erlischt.

Außerdem kann es bei ungünstiger Lage des

Amalgams im Appendix zu Siedeverzugserschuinungen . kommen, so daß ein großer Anteil des Amalgams im Appendix plötzlich herausgestoßen wird und die Lampe zum Verlöschen bringt.