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EP 0 391 283 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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12.10.1994 Patentblatt 1994/41 |
(22) |
Anmeldetag: 30.03.1990 |
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Zweiseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe
Double-based high-pressure discharge lamp
Lampe à décharge à haute pression à double culot
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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BE DE FR GB IT |
(30) |
Priorität: |
04.04.1989 DE 3910878
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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10.10.1990 Patentblatt 1990/41 |
(73) |
Patentinhaber: Patent-Treuhand-Gesellschaft
für elektrische Glühlampen mbH |
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81543 München (DE) |
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Erfinder: |
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- Heider, Jürgen, Dr.
D-8000 München 90 (DE)
- Gosslar, Achim
D-8000 München 83 (DE)
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(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 159 620 DE-U- 8 805 183 FR-A- 2 620 267 US-A- 3 654 506
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EP-A- 0 169 510 FR-A- 2 125 360 US-A- 2 924 731
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- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 7, no. 136 (E-181)(1281) 14 Juni 83 & JP-A-58 51457
- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 4, no. 48 (E-6)(530) & JP-A-55 19733
- SOVIET INVENTIONS ILLUSTRATED Week 32, Abstract 83-733529/32, 21/09/1983 & SU-A-963119
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1. Lampen dieser Art wurden bisher nur für Scheinwerfer und Beleuchtungssysteme für
Bühne, Film und Fernsehen eingesetzt. Bei dem hier beschriebenen Lampentyp ist unter
hoher Leistung in etwa ein Bereich von 1000 - 4000 W zu verstehen. Die Wandbelastung
liegt dabei in der Größenordnung von 30 - 60 W/cm²,
[0002] Aus der DE-OS 35 06 295 ist eine für diese optische Anwendung geeignete Hochdruckentladungslampe
mit Metallhalogenidfüllung bekannt. Um Verzerrungen des optischen Systems zu minimieren,
werden diese Lampen ohne Außenkolben und mit möglichst kurzem Elektrodenabstand (ca.
30 mm) gefertigt. Das Entladungsgefäß aus Quarzglas ist mit sehr langen zylindrischen
Elektrodenschäften ausgestattet, in denen lange Molybdänfolien mittels einer Einschmelzung
eingebettet sind. Diese anspruchsvolle, nur manuell ausführbare Technik ist erforderlich,
da bei frei brennendem Entladungsgefäß die Temperatur am sockelnahen Folienende, das
dem oxidierenden und damit die Lampenlebensdauer begrenzenden Luftsauerstoff ausgesetzt
ist, unterhalb von 400 °C liegen sollte. Die umständliche Einschmelztechnik macht
diese Lampen sehr teuer. Die Lebensdauer ist sehr begrenzt (ca. 250 Stunden). Ein
unerfreulicher Nebenaspekt ist außerdem, daß der relativ hohe elektrische Widerstand
der langen Molybdänfolien (bei 400 °C beträgt er ca. 0,043Ω) zu hohen elektrischen
Verlusten und damit verbunden zu einer Aufheizung des Schaftes und letztendlich zu
einer unbefriedigenden Lichtausbeute des Gesamtsystems (ca. 80 1m/W) führt. Die fehlende
Wirtschaftlichkeit und die großen Abmessungen ließ diesen Lampentyp bisher nicht für
andere Zwecke, insbesondere für die Außenbeleuchtung, wo die Windlast eine Rolle spielt,
geeignet erscheinen.
[0003] Eine ähnliche Lampe mit gleichermaßen kurzer Lebensdauer von 250 Stunden, jedoch
sehr hoher Leistung (4000 - 12000 W) ist aus der DE-PS 34 27 280 bekannt. Ausführliche
Beschreibungen dieses Lampentyps finden sich in den Technisch-wissenschaftlichen Abhandlungen
der OSRAM-Gesellschaft, Springer Verlag, Bd. 11, Seite 163 ff und S. 189 ff sowie
Bd. 12, Seite 83 ff.
[0004] Eine äußerst aufwendige Anordnung, um die Temperatur dieser Lampen in Sockelnähe
auf 350 °C zu begrenzen, ist aus der DE-OS 26 19 505 bekannt. Zwischen Einschmelzung
und Sockel sind mehrere gasgefüllte Hohlräume angeordnet. In der DE-OS 33 19 021 wird
die Temperatur des Lampenschafts dadurch verringert, daß die Endfläche der als Vollzylinder
geformten Einschmelzung nicht glatt und spiegelnd, sondern trichterförmig ist. Durch
Unterbindung der Rückreflektion am glatten Ende kann die Temperaturbelastung des Lampenschafts
etwas verringert werden. Dieses Problem stellt sich deswegen, weil der vollzylindrische
Lampenschaft ähnlich einem Lichtleiter wirkt, in den Wärme und Licht aus dem Entladungsvolumen
eingekoppelt wird. Doch trotz dieser Maßnahmen wird für eine 2500 W-Lampe immer noch
ein Lampenschaft von 110 mm Länge benötigt.
[0005] Andererseits ist ein anderer Typus von Hochdruckentladungslampen mit Metallhalogenidfüllung
bekannt, der sich mehr für allgemeine Beleuchtungszwecke eignet (vgl. z.B. EP-OS 159
620), wo es auf hohe Wirtschaftlichkeit ankommt. Diese Lampen sind mit einem Außenkolben
ausgestattet, der das Problem der Luftoxidation zwar entscheidend entschärft und eine
Lebensdauer von mehreren tausend Stunden ermöglicht, jedoch die optische Qualität
verschlechtert. Andererseits können dadurch die Schäfte am Entladungsgefäß sehr kurz
gehalten werden und problemlos mit der maschinenfreundlichen und preisgünstigen Quetschtechnik
ausgeführt werden. Die Temperatur am Ende der Quetschung ist erheblich höher als 350
°C, was jedoch wegen der inerten oder evakuierten Atmosphäre innerhalb des Außenkolbens
keine Rolle spielt. Der relativ große Elektrodenabstand (ca. 100 mm) und die höhere
Versorgungsspannung (380 V) führen zusammen zu einer ähnlichen Lichtausbeute (85 lm/W)
des Gesamtsystems. Diese Lampe ist wegen der großen Bogenlänge und dem Außenkolben
für optische Anwendungen nur bedingt geeignet. Wegen der kurzen Baulänge und geringen
Windlast wird sie jedoch trotzdem für Flutlicht und Gebäudeanstrahlung verwendet.
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lampe für optische Anwendungen aller Art bereitzustellen,
die sich zusätzlich durch hohe Wirtschaftlichkeit und kleine Lampenabmessungen sowie
hohem Wirkungsgrad auszeichnet und die auch für die Außenbeleuchtung geeignet ist.
[0007] Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
[0008] Insbesondere weist die erfindungsgemäße Lampe eine sehr hohe Lichtausbeute (mehr
als 100 lm/W) aus. Die Lebensdauer wird durch die Beschränkung der Temperatur des
sockelnahen Folienendes auf höchstens 350 °C (im eingebauten Zustand) bis zu 1500
und mehr Stunden verlängert. Hierbei wird durch die Quetschdichtung besonders vorteilhaft
der Lichtleitereffekt (vgl. DE-OS 33 19 021) unterbunden, der bei den zylindrischen
Einschmelzungen dazu zwingt, die Baulänge zu vergrößern. Es wird durch die Erfindung
eine Verkürzung der Baulänge des Lampenschafts (um∼50%) und des in die Quetschung
eingebetteten Abschnitts der Elektrode (stabilisiert z.B. die Farbtemperatur) ermöglicht.
Zur Erzielung optimaler Verhältnisse wurde ein ausgewogener Kompromiß in bezug auf
Strombelastung, Folienlänge, Foliendicke und Geometrie des Entladungsgefäßes eingegangen,
wobei sich letztlich der Einsatz der in dieser Form neuen Lampenschäfte in Quetschtechnologie
als Schlüssel zum Erfolg erwies.
[0009] Wegen der kürzeren Lampenschäfte ist die Lampe selbst kompakter, was den Bau kleinerer
Leuchten ermöglicht. Dies bedeutet bei Scheinwerfern einen geringeren Windwiderstand,
was bei Anwendungen im Freien von erheblicher Bedeutung ist.
[0010] Im Vergleich zu den bisher bekannten Lampenschäften in Quetschtechnologie sind die
erfindungsgemäßen Lampenschäfte erheblich länger. Der Quetschvorgang erfordert daher
höchste Präzision. Zwei einander gegenüberstehende und um das zu quetschende Quarzglasgut
rotierende Gasbrenner erzeugen eine sehr gleichmäßige Quetschtemperatur von 2300 ±
50 °C durch ein optimiertes Gasprofil, das durch vier Bohrlochreihen mit unterschiedlich
großen Bohrungsdurchmessern erzeugt wird. Größere Temperaturdifferenzen würden zu
problematischen Spannungen im Lampenschaft und schlechten Folieneinbettungen führen
und somit den Ausschuß (Frühausfälle) erhöhen.
[0011] Die erfindungsgemäße Lampe soll anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert
werden. Es zeigen schematisch
- Figur 1
- eine Hochdruckentladungslampe mit einer Leistung von 2000 W
- Figur 2
- eine Hochdruckentladungslampe mit einer Leistung von 1000 W.
- Figur 3
- ein Detail für die Herstellung der Lampe gem. Fig.1
[0012] In Figur 1 ist eine 2000 W-Hochdruckentladungslampe 1 mit einer Länge von 190 mm
dargestellt, die für den Einsatz in einem hier nicht dargestellten Reflektor gedacht
ist. Die Lampe wird axial in den Reflektor eingesetzt, wobei eine kurze Baulänge von
großer Bedeutung ist (vgl. Figur 3 der DE-OS 35 06 295). Das in sehr guter Näherung
isotherme Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas mit ca. 2 mm (oder 2,5 mm) Wandstärke ist
als Tonnenkörper ausgeführt, dessen Erzeugende ein Kreisbogen mit einem Krümmungsradius
von 38,25 mm ist, wobei die Wandstärke zum Zentralbereich 3 des Tonnenkörpers hin
auf ca. 3 mm zunimmt, da hier die Wandbelastung (ca. 50 W/cm²) wegen der Konvektionskrümmung
des Entladungsbogens am größten ist. Der größte Außendurchmesser des Tonnenkörpers
beträgt 36 mm, die axiale Länge etwa 51 mm. Der Außendurchmesser an den Tonnenenden
4, an dem jeweils ein Lampenschaft 5 angeformt ist, mißt ca. 16 mm, so daß sich ein
Entladungsvolumen von ca. 20 cm³ ergibt. Die stabförmigen Wolfram-Elektroden 6, deren
Spitzen einen Abstand von 30 mm aufweisen, sind jeweils axial in dem Lampenschaft
5 gehalten und weisen eine doppellagige Wendel 7 in der Nähe der Elektrodenspitze
auf. Die Lampenschäfte 5 haben eine Länge von ca. 40 mm und eine Breite von ca. 16
mm. Die Elektroden 6 sind über Molybdänfolien 8, die vakuumdicht mittels einer den
gesamten Lampenschaft 5 umfassenden I-förmigen Quetschdichtung in die Lampenschäfte
eingeschmolzen sind, mit massiven Stromzuführungen 9 verbunden. Die Molybdänfolien
8, die in an sich bekannter Weise linsenförmig geätzt sind, besitzen eine zentrale,
maximale Dicke von etwa 50 µm und eine Länge von etwa 30 mm bei einer Breite von 8
mm.
[0013] Am sockelfernen Ende des Lampenschaftes 5 ist ein keramischer Hülsensockel 10 mit
Kitt befestigt, der aus einem geschlitzten zylindrischen Halteteil 11 und einem abgeflachten,
der Fassung zugewandten Endkörper 12 besteht.
Das Entladungsgefäß 2 enthält eine Füllung aus einem Edelgas (Argon) als Zündgas und
Quecksilber als Hauptkomponente (ca. 220 mg) sowie pro cm³ Entladungsvolumen die Seltenen
Erden DyBr₃(1 µmol) und TmBr₃ (0,5 µmol), außerdem 1 µmol TlBr, 2 µmol CsBr und 0,5
µmol ThJ₄. Das Thorium kann durch Hafnium ersetzt werden. Insgesamt ergibt sich mit
dieser Füllung eine Farbtemperatur von ca. 5600 K bei einem Farbwiedergabeindex von
92 (Stufe 1a).
[0014] Die angegebene Seltene Erdfüllung hat als Farbort die Werte x = 0,3325, y = 0,3460.
[0015] Durch eine Versorgungsspannung von 380 V wird eine Brennspannung von 210 V und ein
Lampenstrom von 10.3 A erzielt. Dies senkt die Verluste im Quetschungsbereich im Vergleich
zu den bekannten Lampen (R (400 °C) = 0,043Ω ) erheblich auf R (400 °C) = 0,021Ω.
Die höheren Verluste bekannter Lampen resultieren aus der erheblich größeren Länge
der Einschmelzung (ca. Faktor zwei) und den höheren Strömen (17 - 25 A).
[0016] Die günstige Gesamtkonzeption der 2000 W-Lampe ermöglicht es, die Gesamtlichtausbeute
auf 105 lm/W zu erhöhen und dabei eine extrem hohe Lebensdauer von ca. 2000 Stunden
zu erzielen. Die spezifische Bogenleistung beträgt 67 W/mm.
[0017] Das isotherm gestaltete Entladungsgefäß weist eine maximale Kolbentemperatur von
ca. 1030 °C (hot spot) auf, die am cold spot (hinter den Elektroden am Gefäßende)
auf 1000 °C absinkt. Am Folienende ist die Temperatur auf 250 °C abgesunken (frei
brennend). Im Scheinwerfer entspricht das einer Temperatur von 350 °C.
[0018] Versuche mit unterschiedlicher Folienlänge bei einer 2000 W-Lampe zeigen die abnehmende
Temperaturbelastung in eindrucksvoller Weise. Bei einer Länge von 20 mm ergab sich
eine Folienendtemperatur von 400 °C; dagegen war eine 25 mm lange Folie nur mehr mit
265 °C belastet. Schließlich erbrachte eine weitere Verlängerung um 5 mm eine Absenkung
der Endtemperatur um weitere 20 °. Wird der Lampenschaft zusätzlich mattiert (durch
Sandstrahlen), was die Wärmedissipation verbessert, so läßt sich die Temperatur nochmals
um 50 ° absenken.
[0019] Die Herstellung der Lampe erfolgt ausgehend von einem zylindrischen Quarzrohr mit
einer Wandstärke von 2 mm. Die ellipsoidähnliche Gestalt des Entladungsgefäßes wird
rechnergesteuert hergestellt, wobei die Verstärkung der Wanddicke im Zentralbereich
durch eine Stauchung des Rohres erzeugt wird. Die anschließende Herstellung der Quetschdichtung
erfordert bei dieser Quetschungslänge eine verfeinerte Quetschtechnologie, wie oben
bereits erläutert.
[0020] In Figur 2 ist als weiteres Ausführungsbeispiel eine 1000 W-Lampe gezeigt. Sie entspricht
in ihren Abmessungen der 2000 W-Version. Gleiche Bezugsziffern entsprechen gleichen
Lampenteilen. Die Versorgungsspannung beträgt 220 V bei weiterhin 10.3 A Betriebsstrom.
Um bei diesen Spezifikationen die für den optimalen Dampfdruck nötige Temperatur erzielen
zu können, sind die Enden des Entladungsgefäßes mit einer ZrO₂-Beschichtung 13 für
den Wärmestau versehen. Die Füllung enthält die gleichen Komponenten, doch ist das
Jod : Brom-Verhältnis zugunsten des Jods verschoben.
[0021] Die Lampenfüllung kann auch andere Metallhalogenide enthalten (z.B. NaJ, SCJ), die
andere Farbtemperaturen ermoglichen. Der Farbort kann durch sorgfältige Auswahl des
Jod : Brom-Verhältnisses in gewissen Grenzen variiert werden.
[0022] Nachfolgend soll der Ablauf des Quetschvorgangs (Fig. 3) beschrieben werden. Zur
Vorbereitung der Quetschung wird der Lampenkolben senkrecht gestellt und das Elektrodensystem,
bestehend aus Stromzuführung, Folie und Elektrode, eingeführt. Der unten befindliche,
zunächst noch rohrförmige Lampenschaft wird nun von unten ausgehend nach oben fortlaufend
bis zum Ansatz des Entladungsvolumens mit Hilfe zweier einander gegenüberstehender
Gasbrenner sukzessive auf Quetschtemperatur gebracht. In dem Moment, wo auch der dem
Entladungsvolumen nächstliegende Bereich der Quetschung erweicht ist, wird der gesamte
Lampenschaft durch zwei Quetschbacken gequetscht. Die beiden Gasbrenner B (nur einer
ist gezeigt) rotieren hierbei um den Lampenschaft. Sie erzeugen letztendlich eine
sehr gleichmäßige Temperatur von 2300 ± 50 °C durch ein optimiertes Gasprofil, das
durch vier Bohrlochreihen im Gasbrenner mit unterschiedlich großen Bohrungsdurchmessern
bewirkt wird, wobei sich die großen Bohrungsdurchmesser am Schaftende befinden (Fig.
3). Anschließend wird der Lampenkolben umgedreht, so daß der noch offene Lampenschaft
wieder unten liegt, und das beschriebene Verfahren nochmals angewendet. Dieses Quetschverfahren
der sukzessiven Erwärmung ist vorteilhaft, weil bei gleichzeitiger Erwärmung des gesamten
Lampenschafts dieser zu taumeln beginnen würde und eine Justierung des Elektroden-Systems
dadurch verhindert würde. Bei sukzessiver Erwärmung wird jedoch das Taumeln bis zum
Schluß verhindert. Darüber hinaus wird hierdurch auch das Problem gelöst, daß der
erweichte Lampenschaft unter seinem eigenen Gewicht sich längen und "durchsacken"
würde. Bei kurzen Quetschungen besteht dieses Problem nicht; im Gegenteil wird hier
der erweichte Lampenschaft durch die Oberflächenspannung zusammengehalten oder gar
verkürzt, so daß eine gleichzeitige Erwärmung des gesamten Lampenschafts problemlos
möglich ist. Um eine exakte Justierung des Elektrodensystems zu garantieren, ist es
schließlich noch vorteilhaft, die Molybdänfolie vor dem Einführen V-förmig oder kastenförmig
in Längsrichtung zu biegen. Die Foliendicke sollte dabei 50 µm nicht überschreiten.
Diese Versteifung durch Biegen reicht aus, um eine extrem lange Molybdänfolie (30
mm) mit Elektrodenschaft und Elektrode exakt ausgerichtet in einer Wechselaufnahme
W zu haltern. Beim Quetschvorgang selbst wird die Folienbiegung wieder ausgebügelt.
Eine gute Stabilisierung der Farbtemperatur bei der in Fig. 1 (und in Fig. 2) beschriebenen
Lampe wird dadurch erzielt, daß der Abschnitt 6′ der Elektrode, der zwischen Folienende
und Entladungsvolumen in die Quetschung eingebettet ist, extrem kurz (3mm) gehalten
werden kann. Dadurch wird die Kapillare, die sich entlang dieses Abschnitts ausbildet,
erheblich verkürzt und das dadurch gebildete Totvolumen für den cold spot reduziert.
Letztendlich läßt sich daher die Farbtemperatur gezielter einstellen (geringere Streuung)
und die Drift der Farbtemperatur während der ersten mehreren hundert Betriebsstunden
reduzieren und verkürzen. Weiterhin verbessert sich dadurch insbesondere die Lichtausbeute
und die sog. maintenance.
1. Zweiseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe (1) hoher Leistung (in etwa 1000-4000
W) und hoher Wandbelastung, die für optische Anwendungen geeignet ist, bestehend aus
einem längsgestreckten Entladungsgefäß (2) aus hochtemperaturfestem, lichtdurchlässigem
Material als einzigem Kolben, zwei hochtemperaturbeständigen Elektroden (6), die in
zwei am Entladungsgefäß angesetzten und einander gegenüberliegenden Lampenschäften
(5) gehalten sind, wobei die Verbindung zwischen den Elektroden (6) und elektrischen
Kontakten (9) des Sockels (10) über Folien (8) erfolgt, sowie einer Füllung aus Quecksilber,
mindestens einem Edelgas und Metallhalogeniden, dadurch gekennzeichnet, daß eine sockelnahe
Folientemperatur von höchstens 350 °C dadurch erzielt wird, daß die Lampenschäfte
(5) als Quetschdichtungen ausgebildet sind, deren Länge in etwa der Länge des Entladungsgefäßes
(2) entspricht, wobei die in den Lampenschaft (5) eingebettete Folie (8) sich über
den größten Teil der Länge des Lampenschafts erstreckt.
2. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des
Lampenschaftes (5) zwischen 2/3 und 4/3 der Länge des Entladungsgefäßes entspricht.
3. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Leistung
von 1000 - 2000 W die Länge der Quetschdichtung etwa 40 mm beträgt, während die Länge
des Entladungsgefäßes etwa 50 mm beträgt.
4. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienlänge
etwa 60 - 80 % der Länge des Lampenschaftes beträgt.
5. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale
Foliendicke etwa 2 ‰ der Folienlänge beträgt.
6. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische
Leistung (Nennleistung/Elektrodenabstand) etwa 30 - 70 W/mm beträgt.
7. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenabstand
ca. 28 - 32 mm beträgt.
8. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandbelastung
etwa 30 - 60 W/cm² beträgt.
9. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke
des Entladungsgefäßes etwa 2 - 3 mm beträgt.
10. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß
als Tonnenkörper geformt ist.
11. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke
zum Zentralbereich des Entladungsgefäßes hin um den Faktor 1,2 bis 1,4 zunimmt.
12. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzielen
einer tageslichtähnlichen Farbtemperatur als Füllung zwei Halogenide der Seltenen
Erden in Kombination mit Halogeniden von Cäsium und Thallium verwendet werden.
13. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich
Halogenide des Thorium und/oder Hafnium verwendet werden.
14. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß
pro cm³ seines Volumens 1 µmol DyBr₃, 0,5 µmol TmBr₃, 1 µmol TlBr, 2 µmol CsBr sowie
0,5 µmol ThJ₄ oder HfJ₃ enthält.
15. Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des
in die Quetschung eingebetteten Abschnitts (6′) der Elektrode sehr kurz ist und vorzugsweise
kleiner 4mm ist.
1. High-pressure discharge lamp (1) which is capped at two ends and has a high power
(approximately 1000-4000 W) and a high wall loading and which is suitable for optical
applications, comprising an elongated discharge vessel (2) made of high-temperature-resistant,
light-transparent material as the sole bulb, two high-temperature-resistant electrodes
(6) which are held in two lamp shanks (5) attached to the discharge vessel and situated
opposite one another, the connection between the electrodes (6) and electrical contacts
(9) of the cap (10) being made via foils (8), and a filling of mercury, at least one
noble gas and metal halides, characterized in that a foil temperature near the cap
of not more than 350°C is achieved by forming the lamp shanks (5) as pinch seals whose
length is approximately equal to the length of the discharge vessel (2), the foil
(8) embedded in the lamp shank (5) extending over most of the length of the lamp shank.
2. High-pressure discharge lamp according to Claim 1, characterized in that the length
of the lamp shank (5) is equal to between 2/3 and 4/3 of the length of the discharge
vessel.
3. High-pressure discharge lamp according to Claim 1, characterized in that, for a power
of 1000-2000 W, the length of the pinch seal is approximately 40 mm, while the length
of the discharge vessel is approximately 50 mm.
4. High-pressure discharge lamp according to Claims 1 to 3, characterized in that the
foil length is approximately 60-80 % of the length of the lamp shank.
5. High-pressure discharge lamp according to Claim 4, characterized in that the central
foil thickness is about 0.2 % of the foil length.
6. High-pressure discharge lamp according to Claims 1 to 3, characterized in that the
specific power (the rated power/electrode spacing) is approximately 30-70 W/mm.
7. High-pressure discharge lamp according to Claim 1, characterized in that the electrode
spacing is approximately 28-32 mm.
8. High-pressure discharge lamp according to Claim 1, characterized in that the wall
loading is approximately 30-60 W/cm².
9. High-pressure discharge lamp according to Claim 8, characterized in that the wall
thickness of the discharge vessel is approximately 2-3 mm.
10. High-pressure discharge lamp according to Claim 1, characterized in that the discharge
vessel is formed as a barrel-like body.
11. High-pressure discharge lamp according to Claim 9, characterized in that the wall
thickness increases by a factor of 1.2 to 1.4 towards the central region of the discharge
vessel.
12. High-pressure discharge lamp according to Claim 1, characterized in that, to achieve
a colour temperature similar to daylight, two halides of the rare earths are used
in combination with halides of caesium and thallium as filling.
13. High-pressure discharge lamp according to Claim 12, characterized in that halides
of thorium and/or hafnium are also used.
14. High-pressure discharge lamp according to Claim 13, characterized in that the discharge
vessel contains, per cm³ of its volume, 1 µmol of DyBr₃, 0.5 µmol of TmBr₃, 1 µmol
of TlBr, 2 µmol of CsBr, and 0.5 µmol of ThI₄ or HfI₃.
15. High-pressure discharge lamp according to Claim 1, characterized in that the length
of that section (6') of the electrode which is embedded in the pinch is very short
and is preferably less than 4 mm.
1. Lampe à décharge à haute pression (1) à deux culots, qui possède une puissance élevée
(environ 1000 - 4000 W) et une charge de paroi élevée, qui est appropriée pour des
applications optiques et qui est constituée par une enceinte de décharge allongée
(2) réalisée en un matériau résistant aux températures élevées et transparent, sous
la forme d'une ampoule unique, deux électrodes (6) qui résistent à la température
élevée et sont retenues dans deux embouts de lampe (5), qui sont montés dans l'enceinte
de décharge et sont situés à l'opposé l'un de l'autre, la liaison entre les électrodes
(6) et les contacts électriques (9) du culot (10) étant réalisée au moyen de feuilles
(8), avec un remplissage comprenant du mercure, au moins un gaz rare et des halogénures
métalliques, caractérisée par le fait qu'on obtient une température des feuilles égale
au maximum à 350°C, à proximité des culots, par le fait que les embouts de lampe (5)
sont réalisés sous la forme d'éléments d'étanchéité à pincement, dont la longueur
correspond approximativement à la longueur de l'enceinte de décharge (2), la feuille
(8) insérée dans l'embout de lampe (5) s'étendant sur la majeure partie de la longueur
de l'embout de lampe.
2. Lampe à décharge à haute pression suivant la revendication 1, caractérisée par le
fait que la longueur de l'embout de lampe (5) est comprise entre les 2/3 et 4/3 de
la longueur de l'enceinte de décharge.
3. Lampe à décharge à haute pression suivant la revendication 1, caractérisée par le
fait que dans le cas d'une puissance de 1000-2000 W, la longueur de l'élément d'étanchéité
à pincement est égale à environ 40 mm, tandis que la longueur de l'enceinte de décharge
est égale à environ 50 mm.
4. Lampe à décharge à haute pression suivant les revendications 1 à 3, caractérisée par
le fait que la longueur de la feuille correspond approximativement à 60 - 80 % de
la longueur de l'embout tubulaire de la lampe.
5. Lampe à décharge à haute pression suivant la revendication 4, caractérisée par le
fait que l'épaisseur au centre de la feuille est égale à environ 2 ‰ de la longueur
de la feuille.
6. Lampe à décharge à haute pression suivant les revendications 1 à 3, caractérisée par
le fait que la puissance spécifique (puissance nominale/distance entre les électrodes)
est égale à environ 30 - 70 W/mm.
7. Lampe à décharge à haute pression suivant la revendication 1, caractérisée par le
fait que la distance entre les électrodes est égale à environ 28 - 32 mm.
8. Lampe à décharge à haute pression suivant la revendication 1, caractérisée par le
fait que la charge de paroi est égale à environ 30 - 60 W/cm².
9. Lampe à décharge à haute pression suivant la revendication 8, caractérisée par le
fait que l'épaisseur de paroi de l'enceinte de décharge est comprise entre environ
2 et 3 mm.
10. Lampe à décharge à haute pression suivant la revendication 1, caractérisée par le
fait que l'enceinte à décharge est réalisée sous la forme d'un corps de forme renflée.
11. Lampe à décharge à haute pression suivant la revendication 9, caractérisée par le
fait que l'épaisseur de la paroi en direction de la zone centrale de l'enceinte à
décharge augmente du facteur 1,2 à 1,4.
12. Lampe à décharge à haute pression suivant la revendication 1, caractérisée par le
fait que pour l'obtention d'une température de couleur analogue à celle correspondant
à la température du jour, on utilise comme remplissage deux halogénures des terres
rares en combinaison avec des halogénures de césium et de thallium.
13. Lampe à décharge à haute pression suivant la revendication 12, caractérisée par le
fait qu'on utilise, en supplément, des halogénures de thorium et/ou de hafnium.
14. Lampe à décharge à haute pression suivant la revendication 13, caractérisée par le
fait que l'enceinte à décharge contient, par cm³ de son volume, 1 mmole de DyBr₃,
0,5 mmole de TmBr₃, 1 mmole de TlBr, 2 mmoles de CsBr ainsi que 0,5 mmole de ThJ₄
ou de HfJ₃.
15. Lampe à décharge à haute pression suivant la revendication 1, caractérisée par le
fait que la longueur de la section (6') de l'électrode, enserrée dans le pincement,
est très courte et de préférence est inférieure à 4 mm.