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Bogenentladungslampe Zusatz zu Patent .........................
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(Patentaiiia. P 15 89 400.5) Die Erfindung betrifft eine Bogenentladungslampe
mit einer langgezogenen Entladungsröhre mit vorbestimmtem Volumen, mit Entladungselektroden,
die innerhalb der Entladungsröhre an deren Enden angeordnet sind und eine bestimmte
Bogenlänge definieren und mit einer in der Entladungsröhre vorgesehenen Füllung,
welche im wesentlichen aus bestimmten Mengen von Quecksilber, Dysprosius, Thallium,
Jod und einem ionisierbaren Startedelgas besteht nach Patent 0 ntspr. deutscher
Patentamaeldung P 15 89 400.5).
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Bisher wurden relativ kleine Kurzbogenlampen, die bis zu 500 Watt
ausgelegt waren, ausschließlich als fotografische Projektionslampen oder zur Studiobeleuchtung
bei fotograSischen oder Fernsehaufnahmen verwendet. Die bisher verfügbaren Kurzbogenlampen
hatten den Mangel, daß sie entweder eine gute Parbausbeute, aber einen niedrigen
Wirkungsgrad oder einen hohen Wirkungsgrad, aber eine schlechte Farbausbeute zeigten.
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Ein Beispiel für Kurzbogenlampen, die eine gute Farbausbeute aber
einen niedrigen Wirkungsgrad haben, sind Xenonlampen.
Diese produzieren
nur 25.Lwnen pro Watt. Im Gegensatz dazu haben beispielsweise Quecksilberkurzbogenlampen
eine schlechte Farbausbeute, aber einen hohen Wirkungsgrad; sie erzeugen etwa 50
Lumen pro Watt. Xenonlampen sind bisher zur Studiobeleuchtung, für Farbprojektionssysteme
und als Sonnensimulator verwendet worden. Quecksilberlampen sind dagegen meistens
zur Schwarz-Weiß-Projektion und als Suchlampen verwendet worden. Sowohl für Sonnensiaulationszwecke
als auch zur Erzeugung von Suchlicht sind im allgemeinen beträchtliche Leistungen
erforderlich.
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Eine ideale Lichtquelle soll geringe Abmessungen haben, und das mit
dieser Lichtquelle erzeugte Licht soll ein breites Spektrum und eine gute Farbausbeute
aufweisen, so daß es für Farbprojektionszwecke, zur Farbfotografie und zur Studiobeleuchtung
beim Farbfernsehen verwendet werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lichtquelle anzugeben,
welche geringe Abmessungen aufweist und deren Wirkungsgrad im Vergleich zu den bisher
bekannten Kurzbogenlampen wesentlich höher ist.
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Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Kurzbogenlampe anzugeben,
welche geringe Abmessungen und eine gute Farbausbeute aufweist.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kurzbogenlampe
anzugeben, welche sowohl durch einen hohen Wirkungsgrad als auch durch eine gute
Farbausbeute gekennzeichnet ist und die insbesondere für Farbprojektionssysteme,
zur Farbfotografie und zur Studiobeleuchtung bei Parbfernsehaufnahmen geeignet ist.
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Zur Lösung dieser Aufgaben ist eine Bogenentladungslaspe der eingangs
beschriebenen Art dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung 0,05 bis 0,5 Milligramm
Thalliumjodid pro cm3
des Röhrenvolumens, 0,07 bis 0,5 Milligramm
metallisches Dysprosium pro cm3 des Röhrenvolumens, 0,2 bis 1,5 Milligramm Quecksilberjodid
pro cm3 des Röhrenvolumens und 5 bis 25 Milligramm Quecksilber pro cm3 des Röhrenvolumens
enthält, wobei bei vollständiger Verdampfung des Quecksilbers und bei nahezu vollständiger
Verdampfung des Thalliums und Dysprosiums eine hohe Ausbeute-an weißem Licht erzeugt
wird.
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Nachfolgend wird nunmehr ein Ausführungebeispiel der Erfindung an
Hand der beiliegenden Zeichnungen erklärt. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht
einer Kurzbogenlampe, die mit nur einem Anschlußende versehen ist und die gemäß
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist; Fig. 2 ein Diagramm der spektralen Lichtverteilung
einer Lampe, die gemäß der Erfindung konstruiert ist.
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Fig. 1 zeigt eine konventionelle Kurzbogenlampe, die mit der Bezugszahl
10 versehen ist und eine innere Bogenröhre 12 aus Quarz oder einem anderen Strahlung
mit hoher Temperatur durchlassenden Material enthält. Die innere Bogenröhre 12 enthält
zwei Wolframelektroden 14, von denen mindestens eine thermionisch emittiert. Um
die innere Bogenröhre 12 fest zu lagern, und mit einer Leistungsquelle zu verbinden,
ist sie innerhalb eines röhrenförmigen äußeren Kolbens 16 mittels Leitern 18 und
20 gehalten, welche untereinander einen Abstand aufweisen und an einem Ende in einem
herkömmlichen Glasfluß 22 sitzen.
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Die Leiter 18 und 20 sind mit den Elektroden 14 über herkömmliche
Leitungsdrähte und eine bandförmige Dichtungseinheit 19 verbunden. Um die Lampe
10 geeignet halten zu können, ist eine Fassung 24 vorgesehen, die an dem abgedichteten
Ende des äußeren Kolbens 16 befestigt iat. Der äußere Kolben und die Fassung 24
bilden zusammen eine Lampeneinheit, welche in Aussehen und Große den normalen Glühprojektorlampen
entspricht. Soll die erfindungsgemäße Lampe nicht für ein Projektionssystem, sondern
beispielsweise als Solarsimulator, zur Studiobeleuchtung oder zur Farbfotografie
verwendet werden, so kann statt der in
Fig. 1 gezeigten Passung
24 eine andere Fassung verwendet werden.
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Der Abstand zwischen der Bogenrdhre 12 und dem äußeren Kolben 16 kann
evakuiert oder mit einem inerten Gas wie beispielsweise trockenem Stickstoff gefüllt
werden. Im allgemeinen werden bei Kurzbogenlampen der beschriebenen Art Bogenröhren
verwendet, welche ein Innenvolumen von weniger als 3,5 cm3 aufweisen und einen Elektrodenabstand
von weniger als 10 Millimeter haben.
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Bisher bekannte Kurzbogenlampen dieses Typs enthalten im allgemeinen
Quecksilber oder Xenon als Füllgas zur Aufrechterhaltung der Entladung. In der Lampe,
die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, wird wahrend der Herstellung
in der Bogenröhre eine Füllung zur Aufrechterhaltung der Entladung vorgesehen, welche
vorbestimmte Mengen von Thalliumjodid, metallischem Dysprosium, Quecksilberjodid
und Quecksilber zusammen mit einem inerten ionisierbaren Startgas bei einem Druck
von etwa 60 mm Quecksilbersäule enthält.
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Dazu kbirnen geringe vorbestimmte Mengen von zusätzlichen Materialien
wie beispielsweise Indiunijodid hinzugefügt werden, wodurch gewünschte spezifische
Farbkorrekturen oder das Hervortreten einer bestimmten Farbe erreicht werden.
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Die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildete Lampe weist innerhalb
der Bogenröhre eine die Entladung aufrechterhaltende Füllung auf, welche etwa 5
bis 25 Milligramm Quecksilber, 0,2 bis 1,5 Milligramm Quecksilberjodid, 0,05 bis
0,5 Milligramm Thalliumjodid und etwa 0,07 bis 0,5 Milligramm Dyeprosiummetall pro
cm3 für das Kubikvolumen und ferner ein ionisierbares inertes Startgas enthält,
welches vorzugsweise Argon unter einem Druck von etwa 60 mm Quecksilbersäule ist.
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Zeine Kurzbogenlampe gemäß Fig. 1 mit einem Innenvolumen von 2,76
cm3 und einem Elektrodenabstand von 7 mm war beispielsweise
mit
0,4 Milligramm Thalliumjodid, 0,5 Milligramm metallischem Dysprosium, 1,5 Milligramm
Quecksilberjodid und 38 Milligramm Quecksilber sowie mit Argon unter einem Druck
von 60 mm Quecksilbersäule gefüllt. Die Lampe arbeitete anfangs mit einem Spannungsabfall
von 65 Volt bei einer Leistungsaufnahme von 300 Watt und zog einen Strom von 5,12
Ampere. Der Wirkungsgrad der Lampe lag etwa bei 72,3 Lumen pro Watt. Dabei zeigte
die Lampe eine außerordentlich gute Farbausbeute bei beleuchteten Objekten. Die
Lampe arbeitete mit einer minimalen Kaltflecktemperatur von mindestens 6500 C.
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Die geringen Abmessungen der Lampe, das breite Farbspektrum ihres
Lichtes und die gute Farbausbeute machen diese Lampe sowohl ideal für Farbprojektionssysteme
als auch zur Farbfotografie und zur Studiobeleuchtung bei Farbfernsehaufnahmen.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildete Lampe stellt ferner eine Lichtquelle
dar, welche sowohl den hohen Wirkungsgrad konventioneller Quecksilberkurzbogenlaspen
als auch die gute Farbausbeute konventioneller Xenonkurzbogenlampen vereint. In
der erfindungsgemäßen Lampe sind also die gunstigen Eigenschaften der bekannten
Lampen vereinigt.
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Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß die bei der Herstellung
von Weißlichtkurzbogenlampen mit einem hohen Wirkungsgrad auftretenden Probleme
sehr unterschiedlich von denen sind, die bei der Entwicklung von wesentlich größeren
Hochdruckquecksilberdampf-Entladungslampen des additiven Typs auftreten. Der Startgasdruck
muß im allgemeinen mehr als zweimal so hoch sein und die Quecksilberladung muß entsprechend
wesentlich höher sein, um den Bogen zu erzeugen, und den gewunschten Spannungsabfall
während des Betriebes der Lampe aufrechtzuerhalten. Andererseits müssen die Mengen
von Metall und Metalljodiden, die als Zusätze verwendet werden, wesentlich geringer
sein, als es für konventionelle Quecksilberlampen des additiven Typs erforderlich
ist.
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Aus den obigen Ausführungen geht ferner hervor, daß die erfindungsgemäße
Lichtquelle kompakt ist und einen hohen Wirkungsgrad aufweist, und daß sie eine
gute Farbausbeute bei beleuchteten Objekten zeigt. Es dürfte sich deshalb von selbst
verstehen, daß diese Lampe auf dem Gebiete des Farbfernsehens, der Fotografie und
der Beleuchtungstechnik eine große Zukunft hat.