DE1639111A1 - Hochdruck-Natriumdampflampe - Google Patents

Description

"Hochdruck-Natriumdampflampe"

Die jürfindung betrifft eine Hochdruck-Natriumdampflampe, bei der Ummaiitelungen aus keramischem Alumini umoxydmat er ial verwendet werden, und insbesondere eine Hochdruck-Natriumdampflampe, mit der Natriumverluste (Sodium-Gleantip) oder eine Reduktion der wirksamen Natriummenge während der Lebensdauer der lampe .verhindert werden.

In einer Fatriumdampflampe, bei der die einkapselnde Ummantelung aus keramischem Aluminiumoxydmaterial besteht, kann das Natrium mit Aluminiumoxyd reagieren und Natriumaluminat "bilden. Dadurch kommt es zu einem Verlust an Natrium. Dies wird dadurch verhindert, daß über NaAlOp der Gleichgewichts dampfdruck des Natriums hergestellt wird, um den Dampfdruck des Natriums in der Ummantelung zu Überschreiten. Der Gleichgewichts-Dampfdruck des Natriums über dem NaAlOp hängt

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Patentanwälte DipL-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann OppwMutrMroi PATENTANWALT DR. REtNHOLP SCHMIDT

von 5er Bildungstemperatur ab. Wenn ein Amalgam aus natrium und Quecksilber für die Füllung ■verwendet wird, dann hängt der Dampfdruck des Natriums in der Ummantelung ab von der _ \ Menge der Temperatur und dem Atomanteil des iiatriums im Amalgam. Biner oder mehrerer dieser Faktoren können verändert werden, um die entsprechenden Bedingungen sli schaffen. Keramische Materialien wer-'len in der USA-Patentanmeldung Serial ITr. 388 567 beschrieben.

Die Hochdruck-Natriumdampflampe nach der "Erfindung besteht im allgemeinen aus einer äußeren C-lasummantelung, innerhalb derer sich eine schmale röhrenförmige Lichtbogenröhre aus polykristallinem Aluminiumoxyd mit einer hohen Dichte befindet. Der Grundtyp dieser lampe wird im US-Patent 3 248 beschrieben. Die Lichtbogenröhre umschliesst eine ITatriumladung, vorzugsweise eine Füllung aus einem Natrium-Quecksilbersjnalgam, und ein inertes Gas wie beispielsweise Xenon. Die Lampe arbeitet mit einem Hatriumdampfdruck, der ausreicht, um eine geeignete Verbreiterung und Selbstumkehr der Resonanzlinien zu verursachen, wobei ein Bereich von 30 - 500 Torr bevorzugt wird. 3in großer Prozentsatz der Gesamtstrahlung wird atif jeder Seite der gelben Resonanz-D-Linie η des Fatriums bei 589O und ,5896 Angström emittiert. Dabei entsteht ein goldenes Weißlicht, das eine relativ große Energiemenge im Roten besitzt. Das Xenon ist ein Startergas für die Lampe und das Quecksilber ist ein Puffergas, das eine geeignete

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rat umverteilung in clem -Plasma und an den wlixiden schafft. ' ."DieGegenwart des Quecksilbers erhöht cbn Spannun{?o;7raclioiiton dos Lichtbogens, wodurch die Lor.po bei einer- gegebenen Wattmenge "bei einer höheren Spannung unä einem niedrigeren Strom arbeitet. Dadurch erhält nan oino wirksamere Lar^ps und linsparungon bei den Ballastkostan. Obgleich eier Fartialdruck des".- Q'ascksilbers in ^r.er Lanpe einige I"äle größer sein kann als der Partial article cⁿ.es ITatriuras, ist nur wenig Strahlung der Quecksilbarliiiien im sichtbaran Spcktrun festzustellen unc"¹ es sind nur im viosentliehen. i.ic iTatriwaatome, die erregt v/er den, um. Licht su erzeugen.

Bei der Hntwicklung dieser Latapö vrarde festgestellt, daß die Spannung bei längerem Gebrauch diagonal durch die Lampe erhöht wird und daß das Verhältnis von Hot in der Strahlung abnimmt, wodurch das Licht purpurroter wird. Das letztere Phänomen wird im allgemeinen als eine Abnahme des Rotfaktors bezeichnet. Zu gleicher Zeit wird der Quecksilberdampfdruck erhöht und falls der Betrieb trotz der Terschiechterung der Lichtabgabe fortgesetzt wird,. ·wird der steigende Quecksilberdampfdruck einen Spannungsabfall dia'gnoiial curch die Lampe erzeugen, um bis zu dem Ptuikt anzusteigen, bei dem die Lampe ausgeht. 3s konnte festgestellt werden, daß diese Vorgänge von einem rfa-fcriumverlust und einer Heduktion der Proportion oder des Atomanteiles des iTatriiiES in dem uberschüssigGii flüssigen iTatrium-Que cks über amalgam, £äs sich während des

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Betriebes In dom Behälter befindet, -begleitet wurden. Solche ITatriumvei" rüste konnten reduziert werden, indem die Temperatur dos Amalgambehälters erniedrigt wurde. Jedoch wird dadurch auch die Wirksamkeit der Lampe, und der Sotfaktor erniedrigt; es handelt Dich dabei- bestenfalls um einen Kompromiss. Hine praktische Lösung dieses Problems bei den im Handel befindlichen Lampen besteht darin, daß die Eenge oder Ladung des Amalgams bei der gewählten Zusammensetzung bis zu dem Punkt■ erhöht wird, bei dem trotz der vorkommenden Verluste eine Änderung der Zusammensetzung während der vorgesehenen Lebdnsdauer der Lampe innerhalb-annehmbaren Grenzen bleibt. Dadurch" wurde eine 3r,höhung der Spannung, eine Erniedrigung des P_Lotfaktors und eine Irhöhung des Quecksilberdampfdruckes ermöglicht, der erniedrigt werden muß und innerhalb annehmbarer Grenzen während der vollen Lebenszeit der Lampe geheilten wird. Solche vorteilhaften Lampen sind im Handel unter der Bezeichnung " Lucalox" erhältlich,.

' =^: "Die zur Zeit im Handel erhältlichen Hochdruck-lTatriumdampflampen enthalten Eatriumqueclcsilberamalgam in einom großen Überschuss über die tatsächlich verdampfte r.^renge und können deshalb als gesättigte Danpflampen oder überschuss be grenz te Lsjipen bezeichnet werden. Der Betriebsdruck in solchen Lampen wird bestimmt durch den Dampfdruck - über der flüssigen Phase, d.ie sich an der kältesten Stelle der Lampe sammelt. Daxlnrch sind diene Lampen recht temperaturempfindlich und dies ist im allgemeinem ein liachtoil.V/ird

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die ITatriumquecksilberamaigamfüllung auf eine- Menge begrenzt, die geringer ist als die maximale Menge die bei Betriebstemperatur im Lampenvolumen verdampft werden; kann, dann entsteht eine ungesättigte Dampflampe oder eine mengenbegrenzte natriumdampflampe. Bei einer solchen Lampenkonstruktion wirtf die Temperaturempfindlichkeit der -überschussbegrenzten Lampe verhindert, jedoch ist dabei erforderlich, daß: die Amalgammenge'während der Lebensdauer der Lampe sehr konstant bleibt lind es können auf keinen Fall Batriumverluste toleriert werden.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruck-ITatriumdämpflampe zu schaffen, bei der die natrrunabsorbierende Reaktion verhindert wird, so daß eine geringere ITatrium-Quecksüberamalgammelage während der Lebenszeit der Lampe ausreicht. Weiterhin sollen Fatrrumverluste verhindert werden und eine ungesättigte Dampflampe oder eine mengenbegrenzte Hochdruck-Iiatriumdampflampe mit einer langen Lebensdauer geschaffen werden.

Die Fatriumverluste bei den Hochintensitätslampen aus keramischem Aluniniumoxydmatοrial, die mit einem relativ hohen Partial-ITatriumdruek im Bereich von 10 - 1000 Torr arbeiten, entstehen durch die direkte Reaktion von Natrium mit dem Aluminiumqxyd der Lichtbogenröhre oder der Urnmantelung. - Dabei entstehen ITatriumaluminat und Aluminium, Lässt man eine solche Reaktion fortschreiten, dann erniedrigt sich die

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Konzentration des iTatriums im Amalgam oder der Partial druck des ITatriums in der Ummantelung und es „entsteht die oben-■ geschilderte Sitation. - _: .- .

Bei der erf iiidimgs gemäßen Hochdruck-xTatriundsimpflanp-s werden die l'TatrrunverTuste, die durch diese Aluninat erzeugende Reaktion entstehen, durch die Wahl der lampenstruktur und den Betriebsparameterii verhindert. "Dies geschieht _ W dadurch, daß der- Gleichgewichts darapf druck des ITatriums über dem Aluminat größer ist als der ?eildampf druck des ITatriums über dem Aluminat oder der innerhalb der Ummanteliing besteht. Wenn dies der FaIl ist, läuft die alumiiiatbildende Reaktion nicht ab und .die ITatriuniverliiste v/erden verhindert.

Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Fatriumdampfentladungslampe (Hochintensitäts-ITatriundaiapfentladungslexipe) die gekennzeichnet ist durch eine Ummantelung aus lichtcliirchlässigem Aluminiuraox3rd, die ein Paar an den entgegengesetzten Unden angeschweißte Hlektroden besitzt, und eine Füllung enthält, die Fatrium als das hauptsächliche, die Entladung unterstützende Clement und als Quelle der Strahlungsemission einschliesst, wobei beim Natrium ein !TeildrLick im Bereich von 10 - 10C0 lOrr verwendet wird, und wobei die Temperatur der kältesten Aluminiumoxydoberflache innerhalb der Ummantelung hoch genug ist, damit der Gieichgewiclits dampf druck des Natriums über dem Natriumaluminat, das dazu neigt, sich dort zu bilden, den T eil dampf druck des ITatriums in der Ummantelung überschreitet,

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■so daß der Hatriumverlust durch die Reaktion zwischen Natrium uni Alurniniumoxd in der Ummantelung verhindert wird.

"Dor G-Ie ichgewichts dampf druck des. !Tatriums über den AIuminat wird testiirmit durch, die Temperatur eier Ummantelung, auf der sieh :1as Aluraiiiat niederschlägt.- Im überschuss begrenzten Palle bän^t eier Partial dampf er uck des Ifatriums über dem. Amalgam ab "Von C.or Zusammensetzung" des Amalgams und eier Temperatur des Ama-lgambehälters. Im mengenbegrensten Fall wird de-r-Dampfdruck des Natriums bestimmt durch die Rillungsmenge und durch das Verhältnis von Volumen zu Temperatur in der liclitbogenrohi-e, Dies sind die Faktoren,-die bei der erf in dungs gemäß en iTatriumdampflampe verändert werden können, um den erwünschten Gleichgeviichtsiip.triumdampf druckzustand über dem Alumiiiat -zu erzeugen und die ITatriumverluste zti -verhindern. Dsr G-leiehgewichtsnatriundampf druck über dem Aluminat soll größer "s'ein als der tatsächliche ITatriumdampf druck in der Lichtbogenröhre oder in der Ummantelung.

In der folgenden-Beschreibung wird die erf indungs gemäße Natriumdampflampe anhand der Zeichnungen- im einzelnen erläutert. ■;■-.:--..-

Figur 1 zeigt- eine ummantelte Hochdruck-Hatriumdampflampe nach der Erfindung. ; /-:"■

Fieur 2 zeigt ein Diagramm, in dem der G-Ieichgewichts.dampfdruck des ilatriui'is über dem ITatriumaluminat in einem Tempo-

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ORIGINAL;;;v; v_5/ y

raturbereich aufgetragen ist und der !Dampfdruck des Natriums über verschiedene riatrium-QuecksilTDere.malgarazusamniensetzungen ' im gleichen. Temperaturbereich,

Figur 3- zeigt ein Diagramm, in dem der Bereich der möglichen Fatriura- Lind QueclcsirberlacTungen "bei zwei gewählten Temperaturen bei einem mengenbegrenzten Betrieb dargestellt sine¹, und bei dem keine Natriumverluste eintreten.

Figur 4 zeigt ein Diagramm, in dem mögliche Fatrium- und -Quecksilberladungen bei ausgewählten Temperaturen für einen ψ überschussbegrenzten Betrieb dargestellt sind und bei dem keine ITatriumverluste eintreten.

In Figur 1 ist eine Hochdruek-Ifatriumdampf lampe 1 nach f.er Erfindung dargestellt, die aus einer äußeren G-lasummantelung 2 mit einer länglichen ovalen bzw. eiförmigen Form besteht. Der Hals 3 der Ummantelung ist dtirch einen zurücktretenden Schaft 4 abgeschlossen, der einen Pressteil 5 besitzt, durch den sich die steifen ZuIeitungsdrähte 6 und 7 . erstrecken. Diese sind.an ihren äußeren Enden mit dem Gewindegehäuse 8 und. dem mitteleren Kontakt 9 einer herkömmlichen Schraubenbasis verbunden.

Die innere Ummartelung oder Lichtbogenröhre 11, die die eigentliche Entladungslampe darstellt, ist aus einem gesinterten polykristallien keramischen Aluminiumoxydmaterial von hoher Dichte hergestellt, das in der US-Patentschrift

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3 026 210 "beschrieben wird. Die Enden der Bohre sind durch metallringähnliehe Fiobendkappen 12 und 12' verschlossen, die mittels einer Abdichtungszusammensetzung hermetisch dicht an das Aluminiumoxyd angeschweißt sind. Sie Abdichtungszusammensetzung (Verschweißimgszusammensetzung) besteht aus Aluminiumoxyd, Calciumoxid und eventuell aus Magnesiumoxyd.. Eine bevorzugte Zusammensetzung wird in der US-Anmeldung Serial Ur. 388 567 beschrieben. Die Ab dichtungsziiS ammens etzung bzw. Abdichtungsmasse ist zwischen dem vorspringenden Schulterteil 13 der Endkappe und der Seite und dem Ende der keramischen Röhre als eine dünne Schicht vorhanden. Die Elektroden 14 und 14' sind in den Enden der Lichtbogenröhre angebracht und bestehen jeweils aus einer doppelt gewundenen Wolframdrahtspirale, wobei die Zwischenräume.mit einem aktivierenden Material gefüllt sind. Das aktivierende Material besteht vorzugsweise aus alkalischen Brdoxyden einschließlich Bariumoxyd. Der .Elektrodenkern ist über einen Wolframschaft 15 aufgewickelt, welcher in dem gefalteten inneren Ende einer Niobröhre 16 angelötet ist, der in den Metallring eindringt und an den Halsteil 17 mit einem verkleinerten Durchmesser angelötet oder angeschweisst.ist. Die Röhre 6 ist bei 18 durchlöchert und wird während der Herstellung als eine Abdampflöhre verwendet, um die Gasfüllung und die Hatrium-Quecksilberamalgamdose in die Lichtbogenröhre einzuführen. Die Lichtbogenröhre wird anschliessend bei 19 durch eine Kaltschweißung abgeklemmt. Während des Betriebes der Lampe

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ist das sich erstreckende '5nde dor Abdampf röhre .16 der Ort mit der niedrigsten Temperatur in der Lichtbogonrohre und kann als ein Behälter dienen, an dem sich das überschüssige Natriumquecksilberanalgam sammelt. Die andere Röhre 16' ist blind und nicht in die Lichtbogenröhrc durchlöchert, so daß sie nicht abgeklemmt werdeη muß.

Die Lichtbogenröhre wird innerhalb der äußeren Ummante-■ lung mittels einem einzigen Seitenstabgestell 21 getragen, welches sich von der Zuleitung 7 am Schaft bis zu einer Vertiefung 22 in oberen Teil der Röhre erstreckt, an dem es durch eine elastische Klammer 23 verankert ist. Der Stab 21 verbindet die Elektrode 14' elektrisch mit der Zuleitung 7 und ein kurzes Stück des Stabs 24 verbindet die Elektrode 14 mit der Zuleitung 6. Der Zwischenunraantelungsraum ist evakuiert, um eine Gsj^ation der Jndkappen zu verhindern und um Wärme zu bewahren. Die Evakuierung wird vor dem Abdichten der äuße-, reu Ummantelung durchgeführt und ein Getter, vorzugsweise ein Bariummetallpulver wird in die kanalisierten Ringe 25 eingepresst und nach dem Abdichten gezündet, um ein gutes Vakuum sicherzustellen. Dine handelsübliche Lampe in einer 400-Watt Größe hat eine Lichtbogenröhre mit einem inneren Durchmesser von annähernd 7,4 mm, eine Länge von 9,3 cm und eine 7 cm großen Lichtbogenspalt zwischen den -IDi'ektrOden- \ spitzen.

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TB 39111

Um can FrQbIIr. '"or iTatrituzverii.TSto in ksranioehen /Jlun oxyllar.poii sr·, nni-orauclis'ii, muß zunächst mal festgestellt wercon unter vralclnii BoCirLguii^"^! oin solches. System instabil int.. Oxo wichtige .Reaktion die dabei abläuft ist Sie direkte Tteaktioi: von ITatrluri mit AluriiniumO-i^d nnV :lio- Ha Cos Hatri"Lur-alui:iiiiats., Oiass Boaktio:i vär5 ia CT .-■:r.a .G-lcriohmi^ -lar~estollt:

+ 2/3 Al₂O₃(0)βΑ1 O₂(s) + 1/3 Al (1)

^io Buehotabsn (1) unö. (s) besishoii sioli auf- flüssigkeit Pestsustaiid. '-Is handelt sieh febei ur.i eine reversible Heaktioii.'nni. ias" EfitoritiEi für die themoclj'naiiische Stabilität ist, vlaß .ΐϊ'ο freie Reaktionsenergie negativ ist. Ton dar freien 2e riet i one one rgie aus gehend, kann nan den G-leiehgewicht'sdruck don "Tatriuns über ITaAlOp berechnen, in. dom verschiodene lüö^licSe¹ Stanaardzustände eingesehlos sen v/erden. Physikalisch intorresant ist die Benutzung von ITa(I), Al(I), AIqQ^(S) und !TaAlOp(S) als Standardziistände über einen Temperaturber-aieh von 800 bis 1600 E, der einem {Pemperaturbereich von 527 bis 1327⁰C entsprieht. Die TSrgebnisse· der Berechnungen v/erden in dem Diagraraa der Figur 2 wiedergegeben. Darin wird dex Gleichgewicht swe rt de-s Natrium dampf druckes Ρττ_& über ITaAlO₂ gegenüber dem Reziprokwert der abSOluten !temperatur. Die Temperatur in ⁰C wird ebenfalls in dem interessierenden

Bereich angegeben. Die T/erte von P_TT für verschiedene ITatrrum-

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Quo cks ilb er amal garne, in denen der Atomanteil des Hatriums X_TJ von 1,0 - 0,5 variert, v/erden cibenf alls in ^r1 era gleichen Tempe ,raturboreich angegeben. 10981170328

BAD ORtGINAL

dor Gleichgewichtswert yon P,_To über ITaAlOo nit den verschiedenen Torten von Ρ_ΤλΤπ über ils verschiedenen !Tatriunqu^cksilborarialgame verglichen, dann kann man feststellen, ■ daß 'Γ-i·-; EXirve ^gs ersteren Wertes die verschiedenen lüurvon der letzteren 7/erte kreuzt, wenn 'lie ^enperatiir erhöht v/ir;*¹.. I-'it stei^on'ler "exoperatur werben dlo ~)ε:τνρχäviiolzo von progressiv höhornn "a-triLinianteilen überschritten. Sor.it wiri P-,-, - von

...ι a

::_ro = C, 6 bei etwa 6^r<0°0 überschritten vnC. P,_Tr3 von IC₇₀ = -0,8--(8<" Ator.prozont- ITatriLin) bei otv/a 1COC⁰C überschritten. Tn^: ' '5.iosen ^s.tsachen liogt :"ie Lösung 0.0s ITatriuj'n.Vörluntproblenis. ™ Vfer.n iac Cleiclißowiclit P-._T über ITatritmaluninat für oin-n

{j;·."Gbsiien 3GcLi:a;T-an-";sßatz νοΐΐ Teivporatur iinrT, geringer ist als P,_Tri über der gewähl ton ITrtriuncraec.knilbp.ranalg^inzueaT-arierisetsung, dann wird die früher gegebene Reaktion nach rechts f ortschroitsn und mehr, un" nohr ITatrinn vorbrv^iijien. ',Venn aiidoi^ersoits das Gleichgewicht p„„ übor dem Lliuiiiia-t' größer^: ist als ±?._:^ über den Amalgan, dann wird- das 17atriunalniiiinat instabil, die Reaktion wird nicht fortschroiton nnd dcs "^Tatriiin \vi3"d nicht weggebrannt werden, deshalb nuß der letztere-Zustand lie vorliegende ZBedingUMg oein_t - un ^T"atriui:iverluste in der !!atritrrn^anipflampe nach dor drfindung zu verhindern und ^ ic se Bedingung miß cowolil bei ο ine κ", η-.->:< ig αζτ-begrensten als aiich bei einem übersclnT£:sbegronzton Botrieb erreicht werden.

Bei J/in nongonbogrenzten Pail o^or "r:.i_:t ungesättigte ,werden.-die- indkappentonprraturcn o-vOr, die AV'ampfröhreii

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appencUirtsniperaturen und die !."engen des Biatrxums mid dos Quecksilbers in der Füllung eingestellt,, so daß im Betrieb das gesamte Fatrinm und Quecksilber vordaDpft wird» Dias hat den Vorteil, daß die Kontrolle der ^ndkappenteiaperatXir nicht. so kritisch ist und die lampe be deutend weniger temp er atrir empfindlich ist. "Da jedoch-das gesamte natrium verdampft v/ird, falls ein Hatriumvorlust stattfinden sollte, würden die Wirksarake its werte und der Botfaktor steil abfallen. Deshalb ist in dies era Fall Ίί ο Yerhinderung eines Terlustas wssentlieh^ \w, eine 'vorteilha.fto lanpe zu erhalten,

In. dem in Ψ1 gur 3 dargs stellt en Tüiagi-aaa. bedeuten die Flächen unter Con zwei Kurven die. möglichen- Kengen von ITatriuin und Quocksilbor in der Füllxmg für einen, mengenbegrenzteii Betriob. mit "■'Indkapponteimpera.turaii "von 70Q νιη·1 ■ 135" C für die in Pi^ur 1 dargestellte. IJanpe* Diese lampe hat ein Lichtbogenröhrenvoltiiaen von %2 cn„ TTnter der Annahr.G·' ο ines maxiral zulässigen Druckes in der lampe von annähernd 1Π Atmosphären und einer ..unteren G-ronz.e des TJatriur·- druckes in Bezug auf den erwünschten Botfaktor von etv/a 5*6 " χ 10 Atmosphären (4 x 10~ Milligrainm ITatrium in ü.qt -largea1ä.lton lainpo entsprechend),, zeigt die kreuz und tjuer schraffierte Zonn den Boreieh der möglichoii Püllungeii ITatriaiiriverluat für eine 70O⁰C "SndlcflppenterapGratur und die einfach schraffierte Zone für eine 785⁰G Indkappentemperaiit

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"lie oberen G-rcnsen der IIatrimifUllung für einen m'on<rorwe — grenzten Betrieb, in den 7"BlCr₅ instabil ist.und ein "TOirlixst verhindert wir-3, war do η angegeben durch die reeMs bofindli— clien senkrechten 2än?or O.er ochrrffierton Zonen, r}h.. ^urcli ii Linie 31 für eine inrJrai^penteripere.tur von 7Of⁰O un^f1. ^urch "io !■iiiio 32 für e±ie "Inclcappent-anperatur von 785°C.

Der bevorzugte Bereich für einen stabilen nengenbegrenzten Betrieb für das lanpeiibeispiel vom Standpunkt der optimalen Lanpenleistimgs eigenschaft en wir c· für die angegebenen Ab clichtungsteiaperaturen durch folgende Füllungen eingeklar;_:raert:

Abdichtungs- Quecksilber- ITatriuir-

teiaperatur ( C) füllung (ng) füllung (mg)

750 6 bis 15 ^0,07 bis C,11

775 5 bis 22 0,07 bis 0,11

800 4 bis 40 0,07 bis 0,20

Beim überschussbegrenzten Pall (gesättigter Dampf) ist die TTatriimdaiP-pflanpe nach der Erfindung von großem Vorteil, um einen Anstieg, der Spannung und einen Abfall des Eotfaktors zvL verhindern ohne auf eine große Überschussnenge an Hatrixun-QuecksilberfiDalgan in der Lichtbogenröhre als Hilfsmittel zurückzugreif en. Fit der ITatritmdanpf lampe nach der Erfindung genügt ein kleiner Überschuss,weil der Anteil an natrium in 'lon. flüssigen Überschuss konstant bleibt. So wird auch die

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Lebensdauer "¹Oi-.¹ X-COTJG verlängert, weil sin An pt iff imu eine ovo2itu-;ll3 Π ο ""O tor LUiij der Abdichtung η verhindert wird.

"DPiK 211 TTi """αγλ 4 da,rr"e ο tollte "^iEi-¹TTF-IiITi so irrt den nöP'li Po;lin.^rimirs"bcrGich für den übcrscmisabo^renztoii Fp.11 für 1η'^Ί-kcippeiitnrp--rr.-turo::. von 7"^r, 785 uni 8.5O⁰C für -;is in ?i~ir 1 .""f-rnoPTolliO I dr.: pe . Tjj s .¹I¹Oi rechts ·" arrest slit ort Ieo+horir.e;i 33 Gii: 7 für ."ei: ?r.ll ,rrc^sbon, "boi ία:.- -".or CTese.ir.tr.rueli: -'toc Systcrs 10 Atnonphäroii erreicht hat, λγε,ο in ;lor Prcxis eine oboro Siehe rhi itGrrcr.se äec Botriobos iarstellt. üie rlrci ljiücfi ^.arroctcllton Isothermen 34 -".of3liieren Cia naxirial i:^v.c£?liche ITatrinJ-ifüllung ε.1ε Funktion der QuecksilTjorfullung;, v/onii "-Π.Γ TcAlOr₅ goraS.e boi 7CC, 785 und 850° instabil ist. Dar Bereich "er ITc.triuz:- imc. Quscksilberfüllmigen für einen ntr.bilo:i 'gesättigten "Dampf- oier eine" ubarscliucsbSfTrenst-an 3otriob ohne ITE.t'riui'nvorluste ist eier. Bereich swischoii coir. rechten unä linken IsothorrenBctz gleicher fanp^rctur. "Die bovor2u~ten Beuir-.^ur.rroii für einen stabilen Laxrpenbctrieb li?.~3r. in einer ea^on Bani., "¹CS sich entlang vjzi™. ^onau bis sw: rechten C^eil cos. linken .Isothernensctzes 34 erstreckt. Bei e'en praktischen Lampenausfuhr'anren we rc¹, ο η ITatrixtm-Queck- · oilberar.al.^aro A^Ter\ven!et, in r.o-noii ier Atorianteil des Hatriui.:s nv/ischen C,.6 v.r.C. 0,8 lioiit tin^. rit solchen Lampen können ste verhindert v/erden nit rinii:aiKalvuraniiu:iQ::;r^rJ-

Oborflächenter-peraturen ir. Bereich vcn 600 bis 1COO⁰O.

7)ie obei:. angeführten Beispiele zeilen typische Füllungen

für Lainpoi-, ^f1ie herkömmliche Abc'ichtun^oii bositzcn und aus

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JA*/fe)R

einor ITiobendkappe bestehen, die an ■*-£& LlvnlrilvTiioxyi m±~b ο Inc τ Co 1 c iumoxyd-ragne s iumoxyl-Alraainiumoxy d-ab di chtiuags masse ar.geschweißt είπα,. Damit solche -Abdichtungen, lange hplten, dürfen die Betriebstemperaturen 800. C nicht überschreiten, dadurch sind beim Betrieb gewisse Grenzen, gegeben. Das, bedeutet', daß der ITatriuiriclaEipfdruck begrenzt werden muß und für ο ine gegebene Betriebe temperatur eino Eöchntgrenze für den möglichen A+omanteil des natriums in .'nalgan gesetzt sein nuß* Werden Abdichtungen hergestellt, die höheren ^nperaturen Widerstand leisten können, dann _: kann ^isse Höchstgrenze erhöht oder -wcggelasseη werden.

Der Gleichgewichte druck des ITatriuns über den Aluiiiinat wird gestört durch die .Temperatur der kühlsten Alurciniumoxydoberflache in der Ummantelung.. TIt einer I;iob-"3ndkappe 12 und mit einer hervortretenden ITiobabdanpfröhre 19 (wie in Figur 1) dargestellt) sammelt sich dr.n überschüssige Hatrium-Ouecksilbararialgan in der Ab dampf rohre. Dio Ab dampfrohre befindet sich böi einor niöclrigcrcn Temperatur als die kälteste J^lm^inlimoiQ^öberflächo In.. -3er Umrantolung, ■ welches das Alumiiiiur-ioxyd ist, v/o r'ac ~~inC:e der Hähro an der ITioben■"·kappe bei 13 angeschweißt ist. Lei der dargestellten Lampe kann eine Differenz Λ^Γοη 50 bestoheii, 2o° sind typisch. Ir. einem solchen Pail wird der Gleichgewichts dampf'druck des natriums über dem Alumina!» durch dio temperatur am Dndo 13 dor AlTir-inltmox^uximmäiatelung fontgestollt, dia hoher ist als die "cirperatur des Libers chite si gor: Z*;atriut!-Quoc'ksilboA^T-

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amalgams im Appendix. Oadurch wird eine zusätzliche Grenze für die^G-loichgsw-i-chtserfordernisse geschaffen; ziir Yerliinisrung von Verlusten muß P^ über dem Alumiiiat größer sein als P_T._T über den Amalgam. :~]ine solche G-renze ermöglicht .einen höhersn iTatriumatomanteil als ansonsten verwendet werden kann.

line Verhinderung von ITatriumverlxistsn in der ilatriiuadampflaxipe kann dadurch erreicht werden, daß ein l'littel in Kombination,mit dor Lichtbogenröhre verwendet wird, das ein oder mehrere 6er nüemente entfernt, die an der Fatriunabsorbtionsreaktion teilnehmen. Man kann beispielsweise ein sauerstoff absorbierendes T'etall wie beispielsweise Yttrium verwenden, vaa das iTatriumaluminat zu destabilisieren und 1'Tö.triur.iverluste zu verhindern. Di-e Fatriuin.daiä.pflampe na.ch der vorliegenden Erfindung kann auch mit der oben erwähn.ten Arbeitsweise kombiniert werden und es kann so eine besonders vorteilhaft arbeitende Hochdruck-ITatriumdampflampe geschaffen worden.

Bei '!IndkappentoXiiparaturen im Sereich von 600 bis 800 G wie bei der erf in dungs gemäß en Lampe kann ITiob leicht Sauerstoff absorbieren und ist auch für den Sauerstoff durchlassig. Oahor muß bei einer Lampe., bei der- TTlobendkappen vorwendet werden, öie Lichtbogcjnröhre in einer äußeren Schutzummantelung eingeschlossen werden, die gründlich entgast und von Sauerstoff goreinigt worden ist. Der Zv/ischenunmiantelungsraum sollte vorzugsweise sehr gut entlüftet sein, um die

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LichtTjogenröhro vor Sauerstoff zu schützen unf. zli gleicher Zeit Vfänae Verluste zu VGrnisiCen. Die in der vcrlie^-onüen Hrfindung ange-gebeneii raßnaimiGn zur Yerhinioriuir;.von riatriumverlusten sotzon 3ine LaRpenlconstriürtiön 7ora.us, in ^r1or Sauer-,stoff in einer wirksamen "Toiso ais der Lichtbo^onröliro eliminiert wir 3.

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Claims (1)

1. . Vloch .iriiclc-C'atriiTiiraTr.pf eiitladunrelanpe (llosliintensilräts-ZTrtriinnf'n.ipfentlochinaslaiape) sGlc-onnzeiclm-st .durch gIiio Hraniantolun^: (1-1) auc lichtJJurclilässiser. Aluxiiniuh— ozcyci, vie ο in Paar an don entgegGnc^ese"fc²^^Gr- "^nden schweißte .UloktrQ-dan. (14,. 14') becitst, und oine eic I\ö.triiini als ;les hauptsISclilicho, die Entladung, uiiterstirbzen&c "llonent χπι-Ζ als Quölle der Strslilim^aonission einschliesst, wobei beim ITatriuni ein !De il druck im Bereich von 10 - 1CCO Torr verwendet wir el, un "I wobei c"io Temperatur der kältesten AluniniimoxydoberflachG iiiiierhalb der TJuiiaaiitelu,ng hoch ^eiiug ist, damit cex-- G-leichgewichtsdanpf druck des ITatriunc über der rTatriumal-irainat, das-"daau neigt sich dort zu bilden, den Teildanpfdruelr uss ITatriums in der tTianaiitelnn^; iüberscHrnitot, so caß der ITatriTiraVeriuBt durch die Reaktion zwischer. rpti*iun un·..'. Alxinini ¹H^OXy."'- in ^er llnr.iantGlung verhindert wir-¹.

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   BAD ORtGINAt

   2. liochdruclr-iTBtriumdampfentladLingslampe nach. Anspruch " 1, ■ gekennzeichnet durch eine Ummantelung aus lichtdiirchlässig-em Aluminiumoxycy die ein Paar an den entgegengesetzten Sn.den. angeschweißte Elektroden, "besitzt, - und eine Füllung aus ITatriun-Quecksilboramalgaia "besitzt, worin das Ifatrium einen Teil-druck im Bereich von' 10 - 1000 Torr "besitzt und ein die.-.'sjntladung unterstützendes "Element und eine Quölle nor Stralalungs.ein.i-ssion carstcllt, wobei die Amalgsjnmenge unc der Atomanteil, c-es _K ITatriuns -?.arin so gewählt werden, daß der "Dampfdruck des

   ITatriums in der LTroiaantelling niedriger ist als der; Gleichgowiehts dampfdruck, cles IJatriums über dem Natriumaluminat, das dazu neigt,, sieh an der kältesten Aluräiniußox_tydo"berfläche-int der TJmnantelung zu-kondensieren, wodurch ein ITatriumverlust durch die Reaktion zwischen■■ITs.trium und -

   AluH-iniunoxyd- in der Ummantelung verhindert wird. ·.

   - 3·- HOchdriick-ITatriundampfentladLingslrjiLpe nach,; 'Anspruch 2,. de.iurch gekennzeichnet, 3aß sie eine Analgommenge "besitzt, ' die bein Setrieb vollständig verdampft wird, so daß ier

   I'TntriumOaxipfdruck mengenbegrenzt ist. . ...

   ■4. Hoch'iruck-EatriujndampfentlacHingslampe nach Anspruch"2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine LTengo Amalgaia besitzt, die größer ist. als uie beim Betrieb verdampfte Feiige, oo daß der Fatriumdampfdruck überschussbegrenzt ist.

   5. Hochuruck-Katriuniflampfentlaöungslampe gekelinseichnot •Λτι-rcli eine innere Id chtbogenrohre aus liclitf.u

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   keramischem Aluminrumostyd und einer, äußeren Glastomaaiitelung, die die üclitbogenrölire atnigitft, 3nclkappen, die die 3nden der Lichthogenröhre verschliessen, ein Paar an den entgegenge^ setzen linden angeschweißte Elektroden und eine Ifetrium-Queck*· silberamalgasfüllung innerhalb der Mchtbögeiiröhre in Üb er*- schuss zu der Menge, die beim Betrieb verdampft wird, wobei der Atomanteil des ITatrrüms in dem Überschüssigen. Äma^m - ^: bei mindestens 0,5 liegt, damit ein Teil druck des ITatriums im Bereich von 30 bis 500 Torr entwiekelt· wird ziisainEreft-rait einem Telldrttck des Quecksilbers_r der geringer ist als 10 ' Atmosphären^ wenn das überschiissige Amalgam in der £iciit- ■ bögenröhre in fiiissigor Form-bei einer Temperatur im Bereich von SOD bis 100O⁰G innerhalb einer der Endkappen gähält^n wird, land wobei die Temperatur der kältesten fläche innerhalb der LichtbOgenröhre hoch genug liegt,' damit der G-leiehgewichts dampf druck des Hatriumaluminats, das dazu neigt sich dort zu bilden_r den T-eillampf druck des Satriums in der Lichtbogeiirohro überschreitet, wOiClureh der iiatrium ^ verlust durch die Reaktion zwischen Natrium".tind A ' oxyd verhindert wir'³. .· ■ '■ .. ,,.-,.-,^-._-. _v_„

   i nach ihispruch 5_f dadurch gekennzeichnet, daß dor AtoTaaiitoil (JLton Fraction) dos ITatriuras in dom tibercclninnamalgam^ zwischon 0,6 wx! 0,.8 liegt.

   -ft tat

   BAD ÖftlälWÄjU.

   T* Höchdruck^Tatrium.daiEpforLtladJjingslampo nach Anspruch ■ 5>. dadurch gekennzeichnet* daß die 3ndkappen aus ITiob bestehen und 6er ZwischenunffiiantBlTini-sj-aum asiir gut entgast ist.

   . 8» Hoehdruck-lTatri-umdSEipfentladungslampe nach-.Aiispjru.ch. 5» dadurch gekennzeiclinet, daß dor Atomanteil des TTatriums in dem übers chüs δ igen Amal^an sv/ischen'O, 6 und 0,8 lier:t,die Sndfcappeii aus !Tiob bestehen und der Zwisehenurjiante·lungsriaum sehr iuxt entgast· ist. -■■"·-■

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   BAD ORfOiNAL.

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