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EP0702394B1 - Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe - Google Patents

Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe Download PDF

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Publication number
EP0702394B1
EP0702394B1 EP95112860A EP95112860A EP0702394B1 EP 0702394 B1 EP0702394 B1 EP 0702394B1 EP 95112860 A EP95112860 A EP 95112860A EP 95112860 A EP95112860 A EP 95112860A EP 0702394 B1 EP0702394 B1 EP 0702394B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filling
lamp according
discharge vessel
halides
hand
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP95112860A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0702394A3 (de
EP0702394A2 (de
Inventor
Hans Dr. Eisemann
Andreas Dr. Genz
Andreas Dr. Hohlfeld
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH filed Critical Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Publication of EP0702394A2 publication Critical patent/EP0702394A2/de
Publication of EP0702394A3 publication Critical patent/EP0702394A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0702394B1 publication Critical patent/EP0702394B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/24—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
    • H01J61/26—Means for absorbing or adsorbing gas, e.g. by gettering; Means for preventing blackening of the envelope
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J61/14—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having one or more carbon compounds as the principal constituents
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    • H01J61/34—Double-wall vessels or containers
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    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
    • H01J61/827—Metal halide arc lamps
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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/84—Lamps with discharge constricted by high pressure
    • H01J61/86—Lamps with discharge constricted by high pressure with discharge additionally constricted by close spacing of electrodes, e.g. for optical projection

Definitions

  • the discharge tubes of the lamps are usually sealed on two sides, e.g. by means of Contusions or melts and surrounded by an outer bulb. It However, versions sealed on one side are also possible.
  • EP-A 0 391 283 discloses a metal halide high-pressure discharge lamp without an outer bulb for optical applications, which is also suitable for outdoor lighting.
  • the power consumption is in the range between approx. 1000 W and 4000 W, with wall loads in the order of 30 W to 60 W per cm 2 wall area of the discharge vessel and specific arc powers of approx. 67 W / mm.
  • the discharge vessel contains a filling of argon (Ar) and mercury (Hg) and per cm 3 discharge volume the rare earth metals (SE) dysprosium bromide (DyBr 3 , 1 ⁇ mol) and thulium bromide (TmBr 3 , 0.5 ⁇ mol), as well as 1 ⁇ mol thallium bromide (TlBromide) , 2 ⁇ mol cesium bromide (CsBr) and 0.5 ⁇ mol thorium iodide (ThJ 4 ).
  • the thorium (Th) can be replaced by hafnium (Hf).
  • EP-A 0 492 205 discloses a metal halide metal halide high-pressure discharge lamp for optical applications. Typical power levels are 400W, 575 W and 4000 W, with arc powers from approx. 95 W to 200 W per mm arc length.
  • the disadvantage is the short lifespan of only approx. 300 h.
  • Another filling system uses cobalt (Co) and / or dysprosium (Dy) and gadolinium (Gd). However, the service life is only approx. 500 h.
  • the invention has for its object to eliminate the disadvantages mentioned and to provide a metal halide high-pressure discharge lamp which has a color temperature between 4000 K and 7000 K, a color rendering index R a ⁇ 90 and at the same time a long service life (at least 1000 h).
  • the discharge vessel contains an ionizable filling, consisting of at least one inert gas, mercury, at least one halogen and the following elements to form corresponding halides: Tl, Cs, Hf, where the Hf can be replaced in whole or in part by Zr and the two or one of the two rare earth metals (SE) Dy and / or Gd. I and / or Br are preferably used as halogens for the formation of the halides.
  • the inert gas for example Ar with a typical filling pressure in the order of up to approx. 40 kPa, is used to ignite the discharge.
  • the desired operating voltage is set by Hg and is typically in the range between approx. 4 mg and 25 mg per cm 3 of vessel volume for operating voltages between 120 V and 95 V.
  • the molar ratio between the filling fraction of Hf or Zr on the one hand and the Filling share of Dy or the sum of the filling shares of SE Dy and Gd on the other hand is at least 0.35.
  • the molar ratio is preferably in the range between 0.5 and 1.5.
  • the ratio is preferred for high wall loads in the range between 1 and 2.5
  • Hf (or Zr): Cs at least 0.35 for high Wall loads, the ratio is preferably in the range between 0.5 and 1.
  • Das Molar ratio between the filling fraction of Hf or Zr on the one hand and the sum the filling proportions of the SE (i.e. Dy and / or Gd) as well as Tl and Cs on the other is at least 0.14, the ratio is preferred for high wall loads in the range between 0.2 and 0.5.
  • the molar filling quantity of Hf or Zr is in the range between 0.005 ⁇ mol and 35 ⁇ mol, preferably in the range between 0.05 ⁇ mol and 5 ⁇ mol per cm 3 of the volume of the discharge vessel.
  • the filling quantities of Cs, Tl, Dy and possibly Gd are up to 30 ⁇ mol, up to 15 ⁇ mol, up to 30 ⁇ mol or up to 0.6 ⁇ mol per cm 3 of the vessel volume.
  • the 150 W high-pressure discharge lamp 1 shown schematically in FIG. 1 consists of a discharge vessel 2 made of quartz glass, which is squeezed on both sides and is enclosed by an evacuated outer bulb 3 which is base on both sides.
  • the electrodes 4, 5, which are opposite each other at a distance of 10 mm, are melted in a gas-tight manner into the discharge vessel 2 by means of foils 6, 7 made of molybdenum, and via the current leads 8, 9, the sealing foils 10, 11 of the outer bulb 3 and via further short current leads with the electrical ones Connections of the ceramic base (R7s) 12, 13 connected.
  • a getter material 14 applied to a metal plate is additionally melted potential-free via a piece of wire.
  • the ends 15, 16 of the discharge vessel 2 are provided with a heat-reflecting coating.
  • the volume of the discharge vessel is approximately 1.8 cm 3 .
  • the filling contains 23 mg Hg and 14 kPa Ar as the base gas.
  • the discharge vessel 2 contains the metal halides listed in Table 1a below.
  • the resulting respective molar ratios between Hf and Zr on the one hand and Cs, Tl, Dy and the sum of the proportions of Cs, Tl and Dy on the other are given in Table 1b.
  • the specific arc power and the operating voltage are 15 W per mm arc length or 105 V.
  • Table 1c shows the lighting values achieved. Two metal halide compositions of the lamp from FIG. 1.
  • FIG. 2 An embodiment of a 400 W lamp is shown schematically in Figure 2.
  • the discharge vessel is squeezed on two sides 2, which is enclosed by a cylindrical evacuated outer bulb 3 made of tempered glass which is capped on one side.
  • One end of the outer bulb 3 has a rounded crest 17, whereas the other end has a screw base 12 having.
  • a holding frame 18 fixes the discharge vessel 2 axially inside the Outer bulb 3.
  • the holding frame 18 consists of two in a manner known per se Lead wires, one of which is connected to the power supply 8 near the base Discharge vessel is connected.
  • the other lead wire is over a solid one Metal support wire, which extends along the discharge vessel 2, for the base remote Power supply 9 is guided.
  • It also has a guide element on the base near the base End 15 of the discharge vessel (in the form of a stamped sheet) and a support near the top 17 in the form of a pitch circle.
  • the ends 15, 16 of the discharge vessel 2 are provided with a heat-reflecting covering.
  • the filling contains 60 mg Hg and 8 kPa Ar as the base gas.
  • the discharge vessel 2 contains the metal halides listed in Table 2a below.
  • the resulting respective molar ratios between Hf on the one hand and Cs, Tl, Dy and the sum of the proportions of Cs, Tl and Dy on the other are given in Table 2b.
  • the electrode spacing and the volume of the discharge vessel are 30 mm and approx. 14.5 cm 3 .
  • the arc power and the burning voltage are 15 W per mm arc length or 120 V.
  • Table 2c shows the lighting values achieved.
  • Figure 3 shows a 575 W lamp 1 in a schematic representation. It consists of one discharge vessel 2, sealed on two sides, made of quartz glass, which is surrounded by a cylindrical, evacuated outer bulb 3 is enclosed on one side. One end of the Outer bulb 3 has a rounded tip 17, whereas the other end has a pinch seal and is cemented into a plug base 19.
  • the in The electrodes 4, 5 are 7 mm apart and are separated by means of foils 6.7 melted from molybdenum gas-tight into the discharge vessel 2.
  • the Power leads 8,9 are each with the first ends of two solid lead wires 20, 21 connected. The second ends of the lead wires 20, 21 are in the Squeezed foot of the outer bulb 3, whereby the discharge vessel 2 axially in Inside the outer bulb 3 is fixed. By means of the sealing foils 22, 23 of the foot and the lead wires 20, 21 are connected to the electrical connections 24, 25 of the plug base 19 connected.
  • One in socket 19 mica plate 26 arranged between the connections 24, 25 serves for the electrical Insulation.
  • the filling contains 60 mg Hg and 22 kPa Ar as the base gas.
  • the discharge vessel 2 contains the metal halides listed in Table 3a below.
  • the electrode spacing and the volume of the discharge vessel are 7 mm and approx. 3.5 cm 3, respectively.
  • the arc power and the burning voltage are 82 W per mm arc length or 95 V.
  • Table 3c shows the lighting values achieved. Two metal halide compositions of the lamp from FIG. 3.

Landscapes

  • Discharge Lamp (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe gemäß Anspruch 1. Derartige Lampen zeichnen sich unter anderem durch eine gute bis sehr gute Farbwiedergabe (Ra ≥ 90) und Farbtemperaturen im Bereich zwischen ca. 4000 K und 7000 K aus. Erreicht werden diese Werte bei Lichtausbeuten von typisch mehr als 70 lm/W. Diese Lampen eignen sich daher sowohl für die Allgemeinbeleuchtung als auch für Sonderbeleuchtungszwecke, z.B. Projektionstechnik, Effekt- und Bühnenbeleuchtung sowie für Foto-, Film-, und Fernsehaufnahmen. Die elektrischen Leistungsaufnahmen betragen zwischen ca. 35 W und 5000 W. Typische Leistungsstufen für die Allgemeinbeleuchtung sind 150 W und 400 W. Für die Sonderbeleuchtung sind in der Regel höhere Wattstufen erforderlich, typisch 575 W und mehr.
Die Entladungsgefäße der Lampen sind normalerweise zweiseitig gedichtet, z.B. mittels Quetschungen oder Einschmelzungen und von einem Außenkolben umgeben. Es sind jedoch auch einseitig gedichtete Ausführungen möglich.
Von weiterer Bedeutung, insbesondere in der Allgemeinbedeutung ist eine lange Lebensdauer (typisch 6000 h). Die Lampen für Sonderbeleuchtungszwecke werden häufig in Kombination mit optischen Reflektoren eingesetzt. Um eine hohe Effizienz des Systems Lampe-Reflektor zu erreichen, werden in diesem Fall möglichst kurze Bogenlängen angestrebt. Die Elektrodenabstände betragen deshalb nur wenige mm, typisch weniger als 10 mm. Mit den entsprechenden Leistungsaufnahmen resultieren daraus deutlich höhere spezifische Bogen leistungen, typisch zwischen ca. 50 W und 100 W pro mm Bogenlänge - im Vergleich zu typisch zwischen ca. 10 W und 20 W pro mm Bogenlänge bei Ausführungen für Zwecke der Allgemeinbeleuchtung. Die folglich höheren Wandbelastungen fördern ein vorzeitiges Entglasen des Entladungsgefäßes und begrenzen so die Lebensdauer auf üblicherweise wenige 100 h.
Aus der EP-A 0 391 283 ist eine Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe ohne Außenkolben für optische Anwendungen bekannt, die auch für die Außenbeleuchtung geeignet ist. Die Leistungsaufnahmen liegen im Bereich zwischen ca. 1000 W und 4000 W, bei Wandbelastungen in der Größenordnung von 30 W bis 60 W pro cm2 Wandfläche des Entladungsgefäßes und spezifischen Bogenleistungen von ca. 67 W/mm. Das Entladungsgefäß enthält eine Füllung aus Argon (Ar) und Quecksilber (Hg) sowie pro cm3 Entladungsvolumen die Seltenen Erdmetalle (SE) Dysprosiumbromid (DyBr3, 1µmol) und Thuliumbromid (TmBr3, 0,5µmol), außerdem 1µmol Thalliumbromid (TlBr), 2µmol Cäsiumbromid (CsBr) und 0,5µmol Thoriumjodid (ThJ4). Das Thorium (Th) kann durch Hafnium (Hf) ersetzt werden. Mit dieser Füllung wird eine Farbtemperatur von 5600 K bei einem Farbwiedergabeindex Ra von 92 erzielt. Als Lebensdauer sind ca. 2000 h genannt.
In der EP-A 0 492 205 ist eine Metallhalogenid Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe für optische Anwendungen offenbart. Typische Leistungsstufen sind 400W, 575 W und 4000 W, bei Bogenleistungen von ca. 95 W bis 200 W pro mm Bogenlänge. Die Füllung enthält neben Ar, Hg und Cäsium (Cs) die Halogene Jod (I) und Brom (Br) sowie die Metalle Hf oder Zirkon (Zr). Mit diesen Füllungsbestandteilen wird eine Farbtemperatur von 5200K bzw. 6200 K bei Farbwiedergabeindizes von Ra = 95 bzw. Ra = 97 erzielt. Der Nachteil ist die geringe Lebensdauer von nur ca. 300 h. Ein weiteres Füllungssystem verwendet Kobalt (Co) und/oder Dysprosium (Dy) und Gadolinium (Gd). Allerdings beträgt die Lebensdauer nur ca. 500 h.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu beseitigen und eine Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe zu schaffen, die eine Farbtemperatur zwischen 4000 K und 7000 K, einen Farbwiedergabeindex Ra ≥ 90 und gleichzeitig eine lange Lebensdauer (mindestens 1000 h) aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erläutert.
Das Entladungsgefäß enthält eine ionisierbare Füllung, bestehend aus mindestens einem Inertgas, Quecksilber, mindestens einem Halogen und den folgenden Elementen zur Bildung von entsprechenden Halogeniden: Tl, Cs, Hf, wobei das Hf ganz oder nur teilweise durch Zr ersetzt sein kann sowie die beiden oder eines der beiden Seltenen Erdmetalle (SE) Dy und/oder Gd. Als Halogene für die Bildung der Halogenide wird vorzugsweise I und/oder Br verwendet. Das Inertgas, z.B. Ar mit einem typischen Fülldruck in der Größenordnung von bis zu ca. 40 kPa dient zur Zündung der Entladung. Die gewünschte Brennspannung wird durch Hg eingestellt und liegt typisch im Bereich zwischen ca. 4 mg und 25 mg pro cm3 Gefäßvolumen für Brennspannungen zwischen 120 V und 95 V.
Die erfindungsgemäße Füllung zeichnet sich gegenüber derjenigen in der EP-A 0 391 283 durch den Verzicht auf Tm aus, bei im wesentlichen genauso guter Farbwiedergabe (Ra ≥ 90) und einer Lebensdauer von ca. 1500h und mehr. Im Vergleich zur EP-A 0492 205 entspricht dies mindestens einer Verdoppelung der Lebensdauer bei Lichtausbeuten von ca. 80 lm/W. Dies wird durch eine gezielte Erhöhung des Hf(bzw. Zr)-Anteils erreicht. Dadurch kann eine vorzeitige Entglasung vermieden und folglich eine Verlängerung der Lebensdauer realisiert werden. Außerdem wird eine Verbesserung der Farbwiedergabe erreicht.
Das Molverhältnis zwischen dem Füllungsanteil von Hf bzw. Zr einerseits und dem Füllungsanteil von Dy bzw. der Summe der Füllungsanteile der SE Dy und Gd andererseits beträgt mindestens 0,35. Bei Ausführungen mit hohen spezifischen Bogenleistungen (typisch > ca. 60 W pro mm Bogenlänge) bzw. hoher Wandbelastung liegt das Molverhältnis bevorzugt im Bereich zwischen 0,5 und 1,5. Bezüglich der weiteren Füllungskomponenten Tl und Cs haben sich die folgenden Molverhältnisse bewährt: Hf (bzw. Zr):Tl mindestens 0,65, für hohe Wandbelastungen liegt das Verhältnis bevorzugt im Bereich zwischen 1 und 2,5, Hf(bzw. Zr):Cs mindestens 0,35, für hohe Wandbelastungen liegt das Verhältnis bevorzugt im Bereich zwischen 0,5 und 1. Das Molverhältnis zwischen dem Füllungsanteil von Hf bzw. Zr einerseits und der Summe der Füllungsanteile der SE (d.h. von Dy und/oder Gd) sowie von Tl und Cs andererseits beträgt mindestens 0,14, für hohe Wandbelastungen liegt das Verhältnis bevorzugt im Bereich zwischen 0,2 und 0,5.
Die molare Füllmenge von Hf bzw. Zr liegt im Bereich zwischen 0,005 µmol und 35 µ mol, bevorzugt im Bereich zwischen 0,05 µmol und 5 µmol pro cm3 des Volumens des Entladungsgefäßes. Die Füllmengen von Cs, Tl, Dy und ggf. Gd betragen bis 30 µ mol, bis 15 µmol, bis 30 µmol bzw. bis 0,6 µmol pro cm3 des Gefäßvolumens.
Das Entladungsgefäß wird vorzugsweise innerhalb eines Außenkolbens betrieben, der für eine besonders gute Farbwiedergabe evakuiert ist. Zur Erhöhung der Lebensdauer enthält der Außenkolben eine Gasfüllung, beispielsweise bis zu 70 kPa Stickstoff (N2) oder bis zu 40 kPa Kohlendioxid (CO2), wobei die Farbwiedergabe allerdings etwas vermindert ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1
den Aufbau einer zweiseitig gesockelten Hochdruckentladungslampe mit zweiseitig gequetschtem Entladungsgefäß für eine Leistungsaufnahme von 150 W,
Fig. 2
den Aufbau einer einseitig gesockelten Hochdruckentladungslampe mit zweiseitig gequetschtem Entladungsgefäß für eine Leistungsaufnahme von 400 W,
Fig. 3
den Aufbau einer einseitig gesockelten Hochdruckentladungslampe mit zweiseitig gedichtetem Entladungsgefäß für eine Leistungsaufnahme von 575 W,
Die in Figur 1 schematisch dargestellte 150 W-Hochdruckentladungslampe 1 besteht aus einem zweiseitig gequetschten Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas, das von einem zweiseitig gesockelten evakuierten Außenkolben 3 umschlossen ist. Die im Abstand von 10 mm einander gegenüberstehenden Elektroden 4, 5 sind mittels Folien 6,7 aus Molybdän gasdicht in das Entladungsgefäß 2 eingeschmolzen und über die Stromzuführungen 8,9, die Dichtungsfolien 10, 11 des Außenkolbens 3 und über weitere kurze Stromzuführungen mit den elektrischen Anschlüssen der Keramiksockel (R7s) 12, 13 verbunden. In eine Quetschung des Außenkolbens 3 ist zusätzlich - über ein Drahtstück - ein auf einem Metallplättchen aufgebrachtes Gettermaterial 14 potentialfrei eingeschmolzen. Die Enden 15, 16 des Entladungsgefäßes 2 sind mit einem wärmereflektierenden Belag versehen. Das Volumen des Entladungsgefäßes beträgt ca. 1,8 cm3.
Die Füllung enthält 23 mg Hg und 14 kPa Ar als Grundgas. Darüber hinaus enthält das Entladungsgefäß 2 die in der folgenden Tabelle 1a aufgeführten Metallhalogenide. Die daraus resultierenden jeweiligen Molverhältnisse zwischen Hf bzw. Zr einerseits und Cs, Tl, Dy sowie der Summe der Anteile von Cs, Tl und Dy andererseits sind in der Tabelle 1b angegeben. Die spezifische Bogenleistung und die Brennspannung betragen 15 W pro mm Bogenlänge bzw. 105 V. Tabelle 1c zeigt die erzielten lichttechnischen Werte.
Zwei Metallhalogenid-Kompositionen der Lampe aus Figur 1.
Bestandteile in mg Füllung I Füllung II
CsI 0,6 0,6
TII 0,42 0,42
DyI3 1,23 1,23
HfI4 0,6 -
ZrI4 - 0,52
Molverhältnisse von Hf bzw. Zr zu den weiteren Hauptbestandteilen der Metallhalogenid-Kompositionen aus Tabelle 1a.
Molverhältnisse Füllung I Füllung II
Hf (bzw. Zr):Cs 0,38 0,43
Hf (bzw. Zr):Tl 0,69 0,79
Hf (bzw. Zr):Dy 0,39 0,44
Hf (bzw. Zr):Σ(Cs,Tl,Dy) 0,15 0,17
Mit den Füllungen aus Tabelle 1a erzielte lichttechnische Werte.
Lichtstrom in lm 11200
Lichtausbeute in lm/W 75
Farbtemperatur in K 5200
Ra 95
R9 90
Lebensdauer in h 6000
Ein Ausführungsbeispiel einer 400 W Lampe ist in Figur 2 schematisch dargestellt. Im Unterschied zur Figur 1 handelt es sich um ein zweiseitig gequetschtes Entladungsgefäß 2, das von einem zylindrischen evakuierten Außenkolben 3 aus Hartglas umschlossen ist, der einseitig gesockelt ist. Das eine Ende des Außenkolbens 3 besitzt eine abgerundete Kuppe 17, wohingegen das andere Ende einen Schraubsockel 12 aufweist. Ein Haltegestell 18 fixiert das Entladungsgefäß 2 axial im Innern des Außenkolbens 3. Das Haltegestell 18 besteht in an sich bekannter Weise aus zwei Zuleitungsdrähten, von denen der eine mit der sockelnahen Stromzuführung 8 des Entladungsgefäßes verbunden ist. Der andere Zuleitungsdraht ist über einen massiven Metallstützdraht, der sich entlang des Entladungsgefäßes 2 erstreckt, zur sockelfernen Stromzuführung 9 geführt ist. Er besitzt außerdem ein Führungselement am sockelnahen Ende 15 des Entladungsgefäßes (in Form eines Stanzbleches) und eine Abstützung in der Nähe der Kuppe 17 in Form eines Teilkreises. Die Enden 15, 16 des Entladungsgefäßes 2 sind mit einem wärmereflektierenden Belag versehen.
Die Füllung enthält 60 mg Hg und 8 kPa Ar als Grundgas. Darüber hinaus enthält das Entladungsgefäß 2 die in der folgenden Tabelle 2a aufgeführten Metallhalogenide. Die daraus resultierenden jeweiligen Molverhältnisse zwischen Hf einerseits und Cs, Tl, Dy sowie der Summe der Anteile von Cs, Tl und Dy andererseits sind in Tabelle 2b angegeben. Der Elektrodenabstand und das Volumen des Entladungsgefäßes betragen 30 mm bzw. ca. 14,5 cm3. Die Bogenleistung und die Brennspannung betragen 15 W pro mm Bogenlänge bzw. 120 V. Tabelle 2c zeigt die erzielten lichttechnischen Werte.
Metallhalogenid-Komposition der Lampe aus Figur 2.
Bestandteile in mg
CsI 2,27
TII 1,58
DyI3 4,65
HfI4 2,27
Molverhältnisse von Hf zu den weiteren Hauptbestandteilen der Metallhalogenid-Komposition aus Tabelle 2a.
Molverhältnisse
Hf:Cs 0,38
Hf:TI 0,69
Hf:Dy 0,39
Hf:Σ(Cs,Tl,Dy) 0,15
Mit der Füllung aus Tabelle 2a erzielte lichttechnische Werte.
Lichtstrom in lm 32400
Lichtausbeute in lm/W 81
Farbtemperatur in K 5200
Ra 96
R9 91
Lebensdauer in h 6000
Figur 3 zeigt eine 575 W Lampe 1 in schematischer Darstellung. Sie besteht aus einem zweiseitig gedichteten Entladungsgefäß 2 aus Quarzglas, das von einem zylindrischen, einseitig gesockelten evakuierten Außenkolben 3 umschlossen ist. Das eine Ende des Außenkolbens 3 besitzt eine abgerundete Kuppe 17, wohingegen das andere Ende eine Quetschdichtung aufweist und in einen Stecksockel 19 eingekittet ist. Die im Abstand von 7 mm einander gegenüberstehenden Elektroden 4, 5 sind mittels Folien 6,7 aus Molybdän gasdicht in das Entladungsgefäß 2 eingeschmolzen. Die Stromzuführungen 8,9 sind jeweils mit den ersten Enden zweier massiver Zuleitungsdrähte 20, 21 verbunden. Die zweiten Enden der Zuleitungsdrähte 20, 21 sind in den Fuß des Außenkolbens 3 eingequetscht, wodurch das Entladungsgefäß 2 axial im Innern des Außenkolbens 3 fixiert ist. Mittels der Dichtungsfolien 22, 23 des Fußes und über weitere kurze Stromzuführungen sind die Zuleitungsdrähte 20, 21 mit den elektrischen Anschlüssen 24, 25 des Stecksockel 19 verbunden. Eine im Sockel 19 zwischen den Anschlüssen 24, 25 angeordnete Glimmerplatte 26 dient der elektrischen Isolierung.
Die Füllung enthält 60 mg Hg und 22 kPa Ar als Grundgas. Darüber hinaus enthält das Entladungsgefäß 2 die in der folgenden Tabelle 3a aufgeführten Metallhalogenide. Die sich daraus ergebenden jeweiligen Molverhältnisse von Hf zu Cs, Tl, SE (= Summe der Anteile der Seltenen Erden Dy und ggf. Gd) sowie zur Summe der Anteile von Cs, Tl und SE sind in der Tabelle 3b angegeben. Der Elektrodenabstand und das Volumen des Entladungsgefäßes betragen 7 mm bzw. ca. 3,5 cm3. Die Bogenleistung und die Brennspannung betragen 82 W pro mm Bogenlänge bzw. 95 V. Tabelle 3c zeigt die erzielten lichttechnischen Werte.
Zwei Metallhalogenid-Kompositionen der Lampe aus Figur 3.
Bestandteile in mg Füllung I Füllung II
CsI 0,8 0,88
TII 0,4 0,39
DyI3 1,5 1,26
GdI3 - 0,16
HfBr4 - 1,16
HfI4 1,3 -
HgI2 - 1,63
HgBr2 3,6 0,52
Molverhältnisse von Hf zu den weiteren Hauptbestandteilen der Metallhalogenid-Kompositionen aus Tabelle 3a.
Molverhältnisse Füllung I Füllung II
Hf:Cs 0,62 0,69
Hf:Tl 1,57 1,98
Hf:ΣSE 0,69 0,89
Hf:Σ(Cs,Tl,SE) 0,27 0,32
Figure 00090001

Claims (21)

  1. Metallhalogenid-Hochdruckentladungslampe mit einem Entladungsgefäß, zwei Elektroden und einer ionisierbaren Füllung, bestehend aus mindestens einem Inertgas, Quecksilber, mindestens einem Halogen und den folgenden Elementen zur Bildung von Halogeniden: Tl, Cs, Hf, wobei Hf ganz oder teilweise durch Zr ersetzt sein kann, sowie die beiden oder eines der beiden Seltenen Erdmetalle (SE) Dy und/oder Gd.
  2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis zwischen dem Füllungsanteil von Hf bzw. Zr einerseits und der Summe der Füllungsanteile der SE andererseits mindestens 0,35 beträgt.
  3. Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis bevorzugt im Bereich zwischen 0,5 und 1,5 liegt.
  4. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis zwischen dem Füllungsanteil von Hf bzw. Zr einerseits und der Summe der Füllungsanteile der SE, Tl und Cs andererseits mindestens 0,14 beträgt.
  5. Lampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis bevorzugt im Bereich zwischen 0,2 und 0,5 liegt.
  6. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis zwischen dem Füllungsanteil von Hf bzw. Zr einerseits und dem Füllungsanteil von Tl andererseits mindestens 0,65 beträgt.
  7. Lampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis bevorzugt im Bereich zwischen 1 und 2,5 liegt.
  8. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis zwischen dem Füllungsanteil von Hf bzw. Zr einerseits und dem Füllungsanteil von Cs andererseits mindestens 0,35 beträgt.
  9. Lampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis bevorzugt im Bereich zwischen 0,5 und 1 liegt.
  10. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmenge der Halogenide von Hf bzw. Zr im Bereich zwischen 0,005 µmol und 35 µmol pro cm3 des Volumens des Entladungsgefäßes liegt.
  11. Lampe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmenge der Halogenide von Hf bzw. Zr bevorzugt im Bereich zwischen 0,05 µmol und 5 µ mol pro cm3 des Volumens des Entladungsgefäßes liegt.
  12. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmenge der Halogenide von Cs bis 30 µmol pro cm3 des Volumens des Entladungsgefäßes beträgt.
  13. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmenge der Halogenide von Tl bis 15 µmol pro cm3 des Volumens des Entladungsgefäßes beträgt.
  14. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmenge der Halogenide von Dy bis 30 µmol pro cm3 des Volumens des Entladungsgefäßes beträgt.
  15. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmenge der Halogenide von Gd im Bereich zwischen 0 µmol und 0,6 µmol pro cm3 des Volumens des Entladungsgefäßes liegt.
  16. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Halogene zur Bildung von Halogeniden Jod und/oder Brom verwendet sind.
  17. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß innerhalb eines ein- oder beidseitig gesockelten Außenkolbens angeordnet ist.
  18. Lampe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen Entladungsgefäß und Außenkolben evakuiert ist.
  19. Lampe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen Entladungsgefäß und Außenkolben eine Gasfüllung enthält.
  20. Lampe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfüllung aus bis zu 70 kPa N2 besteht.
  21. Lampe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfüllung aus bis zu 40 kPa CO2 besteht.
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