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Dokumentenidentifikation DE69333340T2 28.10.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0000583113
Titel Bogenentladungslampenröhre und Verfahren zur Herstellung einer Bogenentlandungslampenröhre
Anmelder Flowil International Lighting (Holding) B.V., Amsterdam, NL
Erfinder Krasko, Zeya K., Beverly, US
Vertreter JUNG HML, 86447 Aindling
DE-Aktenzeichen 69333340
Vertragsstaaten BE, DE, FR, GB, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 29.07.1993
EP-Aktenzeichen 933060139
EP-Offenlegungsdatum 16.02.1994
EP date of grant 10.12.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.10.2004
IPC-Hauptklasse H01J 61/12
IPC-Nebenklasse H01J 9/395   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Brenner für eine Metallhalogenid-Entladungslampe, insbesondere Brenner, die Natrium-, Lithium- und Skandium-Jodide enthalten.

Bekannte Metallhalogenidlampen besitzen typischerweise eine hohe Effizienz von 70 bis 110 Lm/W und einen Farbwiedergabeindex (CRI) von 60 bis etwa 95 in Abhängigkeit von den Metallhalogenidadditiven und den Lampenkonfigurationen. Es gibt mehr als fünfzig verschiedene Metallhalogenide, die allein oder kombiniert in Metallhalogenidlampen verwendet werden können, und eine Lampe, die infolge ihrer sehr hohen Effizienz (typischerweise 80 bis 110 Lm/W mit einem CRI von etwa 65) in den Vereinigten Staaten inzwischen in großem Umfang verwendet wird ist die Natrium-Skandium-Lampe. Trotz des kommerziellen Erfolgs einiger Metallhalogenidlampen besteht jedoch ein Bedarf an weiterer Verbesserung der Effizienz, der Farbwiedergabe und der Betriebsdauer dieser Lampen.

Das U.S.Patent 5 0750 743 an Krasko et al (bezüglich dessen der Anspruch 1 abgegrenzt wurde) beschreibt eine Metallhalogenidlampe niederer Leistung, die eine chemische Füllung enthält, welche Quecksilber, Skandiummetall, Natriumjodid, Skandiumjodid, Lithiumjodid und ein Startgas aufweist. Bei der dargestellten Lampe niedriger Leistung wurde festgestellt, daß Zugaben von 2–4 mg/cm3 an in der chemischen Füllung eingeschlossenem Lithiumjodid den CRI von 65 auf mehr als 70 erhöhen, bei geringer Änderung der Farbtemperatur und der Effizienz. Es wird nun jedoch festgestellt, daß eine Lampe mit Lithiumjodid eine unerwünschte Purpurtönung der Strahlungsfarbe besitzt, die durch eine Verschiebung der Farbkoordinaten von der Schwarzkörperkurve mit x = 0,420, y = 0,395 herunter auf x = 0,420, y = 0,380 reflektiert wird.

Aus der EP-A-0128550 ist ein Metallhalogenid bekannt, das weißes Licht bei minimaler Farbtrennung aufweist und für Projektionssysteme geeignet ist. Diese Druckschrift offenbart eine Lampe, die eine Füllung aus Quecksilber, Lithiumjodid, Zink, Skandiumjodid, Thalliumjodid, Dysprosiumjodid, Quecksilberjodid, Quecksilberbromid und Argon enthält. Natrium wird als eine mögliche Verunreinigung angegeben.

Das U.S.Patent 4 866 342 an Ramaiah beschreibt eine Metallhalogenidlampe mit einer entladungserhaltenden Füllung innerhalb eines Brenners, die im wesentlichen aus einem Edelgas, Quecksilber und den Halogeniden von Natrium und Skandium besteht und die zusätzlich Thalliumhalogenid in dem Molverhältnis von Natriumhalogenid zu Thalliumhalogenid von etwa 280 : 1 zu 75 : 1 enthält, um dadurch die Lumeneffizienz bzw. die Lichtausbeute zu erhöhen. Wie in Spalte 2, Zeilen 25–29, ausgeführt, findet innerhalb des schmalen Bereichs von 260 : 1 bis 240 : 1 Molverhältnis von Natriumhalogenid zu Thalliumhalogenid eine gewisse Verbesserung sowohl der Lichtausbeute als auch des Farbwiedergabeindexes statt. Es wird jedoch über einen weiten Bereich von Molverhältnissen keine wesentliche Verbesserung des CRI geschaffen.

Wegen ihrer überlegenen Effizienz und Betriebslebensdauer sind in hohem Maße Lampen zu wünschen, die eine chemische Füllung von MaIScI3LiI mit einem Skandiummetall-Getter verwenden. Doch war ihre kommerzielle Verwendung in bestimmten farbkritischen Anwendungen infolge ihrer Farbwiedergabeeigenschaften begrenzt. Somit sind weitere Verbesserungen ihres Farbwiedergabeindexes zu wünschen.

Bestimmte Ausdrücke, wie sie in dieser Beschreibung verwendet werden, besitzen Bedeutungen, die in der Beleuchtungsindustrie allgemein akzeptiert werden. Diese Ausdrücke bzw. Begriffe sind in IES LIGHTING HANDBOOK beschrieben, Referenzband, 1984, Illuminating Engineering Society of North America. Der Farbwiedergabeindex einer Lichtquelle (CRI) ist ein Maß für das Ausmaß der Farbverschiebung, der Objekte unterliegen, wenn sie von der Lichtquelle beleuchtet werden, und zwar im Vergleich mit der Farbe dieser gleichen Objekte, sobald sie von einer Referenzquelle mit vergleichbarer Farbtemperatur beleuchtet werden. Das CRI-Rating besteht aus einem allgemeinen Index, Ra, der auf einem Set von acht Testfarbenproben basiert, die als adäquat festgestellt wurden, die Farbpalette abzudecken. Die farbliche Erscheinung einer Lampe wird durch ihre Farbwertkoordinaten beschrieben, die nach Standardmethoden aus der spektralen Leistungsverteilung berechnet werden können. Siehe hierzu CIE, Method of measuring and specifying colour rendering properties of light sources (2. Auflage), Publ. CIE No. 13.2 (TC-3,2), Bureau Central de la CIE, Paris, 1974. Das CIE-Standard-Farbwertediagramm umfaßt die Farbpunkte eines Schwarzkörperstrahlers bei verschiedenen Temperaturen. Die Ortskurve der Schwarzkörperfarbwerte auf dem xy-Diagramm ist als der Planck'sche Bereich bzw. Locus bekannt. Jede durch einen Punkt in diesem Bereich -repräsentierte Strahlungsquelle kann durch eine Farbtemperatur spezifiziert werden. Ein sich nahe dem aber nicht auf diesem Planck'schen Locus sich befindender Punkt besitzt eine korrelierte Farbtemperatur (CCT), weil von derartigen Punkten Linien gezogen werden können, welche den Planck'schen Locus bei dieser Farbtemperatur schneiden, derart, daß für das durchschnittliche menschliche Auge alle Punkte so aussehen, als ob sie fast die gleiche Farbe hätten. Die Lichtausbeute einer Lichtquelle ist der Quotient aus dem gesamten emittierten Lichtstrom geteilt durch die gesamte zugeführte Lampenleistung, ausgedrückt in Lumen pro Watt (Lm/W).

Unter einem ersten Gesichtspunkt schafft die vorliegende Erfindung einen Brenner für eine Metallhalogenid-Entladungslampe, wobei der Brenner eine chemische Füllung aufweist, die ein inertes Startgas, Quecksilber, Natriumjodid, Lithiumjodid und Skandiumjodid enthält und in welcher das Natriumjodid und das Skandiumjodid in einem Molverhältnis von 20 : 1 bis 28 : 1 vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung außerdem metallisches Thallium als Additiv in einer Menge von 0,05 bis 0,07 mg/cm3 des Brennervolumens aufweist, ausreichend, um die Farbkoordinaten (xy) des Brenners in Richtung auf und bis zu einer Position zu verschieben, die im wesentlichen auf der Schwarzkörperkurve des Standard-Farbwertediagramms liegt.

Der Brenner besitzt eine chemische Füllung, die Natriumjodid, Lithiumjodid und Skandiumjodid einschließt. Es wurde festgestellt, daß eine solche chemische Füllung eine unerwünschte purpurne Färbung hervorrufen kann. Dies kann durch eine Zugabe des Thallium vermieden werden.

Die Thalliumkonzentration ist vorzugsweise derart, daß sie in den Farbkoordinaten x = 0,42, y = 0,40 resultiert, die im wesentlichen auf der Schwarzkörperkurve eines CIE-Standard-Farbwertediagramms lokalisiert sind, und vorzugsweise ist die Farmtemperatur eine warme Farbtemperatur von etwa 3200 K.

Unter einem zweiten Aspekt gesehen schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Brenners für eine Metallhalogenid-Entladungslampe mit einer chemischen Füllung, die ein inertes Startgas, Quecksilber, Natriumjodid, Lithiumjodid und Skandiumjodid enthält, wobei das Natriumjodid und das Skandiumjodid in einem Molverhältnis von 20 : 1 zu 28 : 1 vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllung Thallium als Thalliummetall in einer Menge von 0,05 bis 0,07 mg/cm3 an Brennervolumen hinzugefügt wird, ausreichend, um die Farbkoordinaten (xy) des Brenners in Richtung auf und bis zu einer Position zu verschieben, die im wesentlichen auf der Schwarzkörperkurve des Standard-Farbwertediagramms liegt.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun lediglich als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.

Es zeigt:

1 eine Querschnittsansicht eines Entladungslampenbrenners, der innerhalb einer Metallhalogenid-Entladungslampe angeordnet ist;

2 ein x-y-Farbwertediagramm entsprechend dem 1931-Standard, welches den Planck'schen Bereich bzw. Locus und die Farbkorrektur zeigt, die entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde;

3 ein Diagramm, das den CRI auf einer y-Achse, Lm/W auf einer anderen y-Achse und die Thallium-Konzentration in mg/cm3 auf der x-Achse zeigt.

In 1 sind die strukturellen Merkmale einer Metallhalogenid-Entladungslampe gezeigt. Die dargestellte Lampe umfaßt eine Quarz-Entladungsröhre bzw. einen Brenner 1, der innerhalb einer äußeren abgedichteten Glashülle 11 angeordnet ist. Die äußere Hülle ist höchst vorzugsweise evakuiert. Die äußere Hülle 11 ist hermetisch dicht an einem Lampenfuß 14 aus Glas befestigt, der einen äußeren Sockel 10 besitzt. Ein Paar elektrischer Leiter 18 und 19 tritt durch den Lampenfuß 14 hindurch und ist in diesem eingesiegelt.

Der Brenner 1 besitzt ein Paar Elektroden 2 und 3, die sich in das Innere des Brenners 1 an den jeweiligen Enden hineinerstrecken und während des Betriebs für die Energiezufuhr zur Entladungslampe durch eine (nicht gezeigte) äußere Quelle sorgen. Der Brenner 1 wird allgemein aus Quarz hergestellt, obgleich andere Materialien verwendet werden können, wie Aluminiumoxid, Yttriumoxid oder Siliziumoxid. Jede Elektrode 2 und 3 umfaßt einen Kernteil, der von Molybdän- oder Wolframdrahtwindungen umgeben ist.

Jede der Elektroden 2 und 3 ist mit entsprechenden, vorzugsweise aus Molybdän hergestellten, Metallfolien 4 und 5 verbunden, die mittels Quetschdichtung eingesiegelt sind. Von den entsprechenden Quetschdichtungen erstrecken sich jeweils Leiter 6 und 7 nach außen, die mit den entsprechenden Folien 4 und 5 elektrisch verbunden sind. Die Leiter 6 und 7 sind jeweils mit den Leitern 18 und 19 entsprechend verbunden, die vom Lampenfuß 14 vorstehen. Wie in der Zeichnung verdeutlicht, wird die Verbindung zwischen dem Leiter 6 und dem Leiter 18 durch einen vertikal angeordneten Draht hergestellt, der sich außerhalb einer Strahlungsabschirmung 13 erstreckt. An einem Halterungsaufbau 12 ist ein Paar von Gettern 20 und 21 angebracht.

Innerhalb der äußeren Hülle 11 besitzt das Halterungselement 12, das am Glas-Lampenfuß 14 befestigt ist und sich im wesentlichen parallel zur Längsachse der Lampe erstreckt, an einem Ende eine Hüllenbefestigung 15. Die Hüllenbefestigung 15 ist in der Form einer kreisförmigen Konfiguration vorhanden, die mit einem eingedrückten oberen Abschnitt der Hülle 11 zusammenpaßt, um den Halterungsaufbau 12 in der richtigen Fluchtung zu halten und einer Deformation zu widerstehen, die durch einen äußeren Stoß hervorgerufen würde.

Die Strahlungsabschirmung 13 ist am Halterungsaufbau 12 durch voneinander beabstandete Bänder 16 und 17 befestigt, die jeweils an einem vertikal ausgerichteten Abschnitt des Halterungselements 12 angeschweißt sind. Die Strahlungsabschirmung 13 besitzt eine zylindrische Form und liegt typischerweise in der Form einer Quarzhülse vor, die an einem Ende einen domförmigen Verschluß aufweisen kann. Jedes der Bänder 16 und 17 ist aus einem federartigen Material hergestellt, um die Abschirmung 13 durch Klemmgriff in Position zu halten. Der Durchmesser und die Länge der Strahlungsabschirmung können in Abhängigkeit von den Brennerabmessungen gewählt werden, um die optimale Strahlungsverteilung zu erreichen, die zu gleichmäßigen Brennerwandtemperaturen führen.

Es ist zu entnehmen, daß der Brenner 1, der innerhalb der Strahlungsabschirmung 13 positioniert ist, von der Strahlungsabschirmung 13 und vom Halterungsaufbau 12 elektrisch isoliert ist. Ein derartiger „schwimmender Rahmen"-Aufbau wird verwendet, um durch elektrische Isolation des Halterungsaufbaus den Verlust an Alkalimetall aus der Brennerfüllung zu steuern.

Somit kommen die Leiter 6, 7, 18 und 19 nicht mit der Strahlungsabschirmung 13 oder dem Halterungsaufbau 12 in Berührung, mit dem sie durch Bänder 16, 17 verbunden ist, und ferner besitzt der Lampenfuß 14 eine niedrige elektrische Leitfähigkeit, derart, daß die Leiter 18, 19 von dem Halterungsaufbau 12 isoliert sind, der an dem Lampenfuß mittels eines Bandes befestigt ist.

Die Zeichnung zeigt einen Sockel beispielsweise vom Mogultyp, wie einen E27-Schraubsockel, doch wird überlegt, daß die Lampe auch einen zweiendigen Aufbau haben kann, mit einem eingetieften Einzelkontaktsockel. Der Brenner zur Verwendung bei einer Lampe in der Größe von 100 Watt hat beispielsweise einen Innendurchmesser von 10 mm und eine Bogenlänge von 14 mm.

Die Lampe kann anderweitige strukturelle Merkmale aufweisen, wie sie allgemein bei Metallhalogenlampen gefunden werden, wie eine Hilfs-Zündspule oder -elektrode, die im allgemeinen aus Tantal oder Wolfram hergestellt wird und die am Sockelende des Brenners der Hauptelektrode 3 benachbart vorgesehen sein kann.

Der Brenner 1 enthält eine chemische Füllung aus einem inerten Startgas, Alkalimetalljodiden, Skandiumjodid und einem Quecksilber enthaltenden Amalgam, das während des Lampenbetriebs zumindest teilweise verdampft wird und die vor der Einführung des Startgases in den noch nicht abgedichteten Brenner eingegeben werden.

Eine Quecksilberladung ist in ausreichender Menge vorhanden, so daß nach voller Verdampfung ein Lichtbogen aufrechterhalten werden kann. Eine solche Menge sollte für einen Quecksilberdampf-Betriebsdruck sorgen, der von 0,1 bis 1,0 MPa (1–10 Atmosphären) reicht, berechnet auf der Basis einer durchschnittlichen Gastemperatur von etwa 2000 K. Höchst vorzugsweise kann die Quecksilberdosierung in der chemischen Füllung einer Lampe berechnet werden in Übereinstimmung mit der Formel: N(Hg)(mg/cm3) = 7·7 D1/7, wobei D der Brennerdurchmesser in Millimetern ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die chemische Füllung auch Thallium. Vorzugsweise wird Thallium in Form eines Amalgams in den Brenner eingeführt, das aus Quecksilber und metallischem Thallium besteht. Die verbesserte chemische Füllung nach der vorliegenden Erfindung, welche die basische NaI-ScI3-LiI-Chemie mit Thallium zur Verbesserung der Lampenfarbe umfaßt, bringt die Farbkoordinaten auf die Schwarzkörperkurve bzw. den Schwarzkörperlocus.

Thalliummetall, das in der Form von Amalgam im Brenner vorhanden ist, reagiert mit elementarem Jod, das immer im Brenner vorhanden ist, um Thalliumjodid zu bilden. Thalliumjodid besitzt bei Lampenbetriebstemperaturen einen um drei Größenordnungen höheren gesättigten Dampfdruck als Thalliummetall. Die in dem Amalgam vorhandene Menge an Thallium ist ausreichend, derart, daß die Menge an Thalliumjodid, die gebildet wird, wiederum ausreicht, um nur die gewünschte Farmkorrektur des ausgesandten Lichts zu bewirken. Vorzugsweise beträgt die Menge an Thalliummetall, die in dem anfänglich eingeführten Amalgam vorhanden ist, von etwa 0,05 bis 0,07 mg/cm3 des Brennervolumens.

Zusätzlich zu Quecksilber ist innerhalb des Brenners 1 eine kleine Charge eines inerten ionisierbaren Startgases wie Argon vorhanden. Es wird überlegt, daß andere Edelgase für Argon substituiert werden können, vorausgesetzt, daß ein geeigneter Druck aufrecht erhalten wird, der zu einem Zünden der Lampe führt.

Die Skandiumhalogenid und Alkalimetallhalgonide enthaltende Füllungsmischung ist zur Erzielung einer hohen Lumenabgabe ZU wünschen. Die bevorzugten Bestandteile Skandiumjodid und Alkalimetalljodide sind vorzugsweise in einem Verhältnis vorhanden, daß eine warme Farbe der Lampenlichtabgabe schafft, die gleich oder vergleichbar ist mit der Abgabe einer Glühlampe. Natriumjodid und Skandiumjodid sind in einem Molverhältnis von etwa 20 : 1 zu etwa 28 : 1 vorhanden. Bei einem Vergleich verschiedener Molverhältnisse von Natrium- und Skandiumjodiden in Natrium-Skandiumlampen, die der in 1 gezeigten ähnlich sind, wurde festgestellt, daß Verhältnisse innerhalb dieses Bereichs der Schwarzkörperkurve am weitesten nahe kommen, eine wünschenswerte Farbtemperatur und Effizienz aufweisen, sowie innerhalb dieses Bereichs einen verhältnismäßig hohen CRI beibehalten.

Bei weiteren Tests mit Lampen, die der in 1 gezeigten gleich waren, wurde der Betrag an Lithiumjodid, der in der chemischen Füllung einer Lampe enthalten war, die andererseits Quecksilber, metallisches Skandium, Natriumjodid und Lithiumjodid aufwies, variiert und die Lichtausbeute, die Betriebsspannung, die Farbtemperatur und der CRI wurden überwacht. Es wurde festgestellt, daß mit bestimmten Molverhältnissen von Alkalimetalljodiden (Lithiumjodid + Natriumjodid) zu Skandiumjodid wünschenswerte Charakteristiken erreicht wurden. Die Mengen an Alkalimetalljodiden gegenüber Skandiumjodid befinden sich vorzugsweise in einem Molverhältnis von etwa 27 : 1 zu etwa 40 : 1. Ein bevorzugtes Verhältnis von Natriumjodid zu Lithiumjodid ist ein Molverhältnis von etwa 1 : 1 bis etwa 5 : 1.

Vorzugsweise beträgt die Menge an Lithiumjodid in der chemischen Füllung der Lampe etwas 2 bis 4 mg/cm3, höchst vorzugsweise etwa 3 mg/cm3, wobei das Molverhältnis von Alkalimetalljodiden zu Skandiumjodid innerhalb des Bereichs von etwa 27 : 1 bis 40 : 1 gehalten wird. Es wurde festgestellt, das diese Menge an LiI den Lampen-CRI signifikant erhöht, ohne die Lichtausbeute oder die Farbtemperatur schädlich zu beeinflussen (siehe U.S.Patent 5 0750 743). In der Abwesenheit von Thallium besitzen Lampen dieses Typs typischerweise eine purpurne Tönung, da die Farbkoordinaten mit x = 0,420 und y = 0,380 unterhalb des Schwarzkörperlocus angeordnet sind.

Zusätzlich zu den oben erwähnten Komponenten können der Füllung Skandiummetall, Thoriummetall und Mischungen derselben hinzugefügt werden. Es wurde festgestellt, daß eine Gewichtsdosis an elementaren Skandiummetall in der Füllung wünschenswert ist, um das Metall/Jod-Verhältnis in der Lampe einzustellen und Sauerstoffverunreinigungen zu gettern.

Wenn die grundlegende Chemie der Lampe Thallium ausschließt, das heißt die Bestandteile, die NaI-ScI3-LiI-Füllungszutaten umfassen, wird die Farbe der Lampe vom Schwarzkörperlocus verlagert, wie in 2 gezeigt ist. 2 zeigt, daß das Hinzufügen einer ausreichenden Menge an Thallium die Farbkoordinaten der Lampe auf den Schwarzkörperlocus bringt. Die Daten wurden unter Verwendung einer 100 Watt-Lampe erhalten, die einer der in 1 gezeigten Konfiguration gleich war, mit einem Quarzbrenner, der einen inneren Durchmesser von 10 mm und einen Bogenspalt von 14 mm aufwies. Die Menge an Thallium wurde von 0 bis 0,15 mg variiert. Die Füllung umfaßte außerdem 12 mg Quecksilber, 0,13 mg Skandiummetall, 6,8 mg Natriumjodid, 0,8 mg Skandiumjodid, 2,4 mg Lithiumjodid und 13000 Pa (100 Torr) an Argon für das Zünden.

Die Kurven der 3 zeigen, daß die Lichtausbeute der Lampe und der CRI mit anwachsenden Mengen von Thalliummetall in dem Amalgam anwuchsen. Die Menge an Thallium beträgt von 0,05 bis 0,07 mg/cm3 für die Schaffung einer hohen Lampeneffizienz von etwa 95 Lm/W, eines hohen CRI von etwa 80, einer Warmfarben-Temperatur von 3.200 K, und Farbkoordinaten x = 0,42, y = 0,40, angeordnet auf dem Schwarzkörperlocus. Thalliumkonzentrationen größer als 0,1 mg/cm3 mögen unerwünschterweise zuviel an grüner Farbemmission schaffen, was zu einer unerwünschten Verschiebung von y-Koordinaten oberhalb des Schwarzkörperlocus führt.

Die vorliegende Erfindung verwendet vorteilhafterweise Thalliummetall anstelle von Thalliumjodid in der chemischen Lampenfüllung. Thalliummetall legiert sich einfach mit dem Quecksilber und trennt sich nicht innerhalb des Bereichs von 0 bis 10% Thallium. Ein Thallium/Quecksilber-Amalgam besitzt die gleiche Viskosität wie reines Quecksilber und klebt während der Lampendosierung nicht an den Glaswänden an. Da das Amalgam nicht hygroskopisch ist, anders als die meisten der Jodide, benimmt sich ein thalliumenthaltendes Amalgam bei der Lampenherstellung toleranter, als wenn man Thalliumjodid verwendet.

Vorzugsweise kann die vorliegende Erfindung vorteilhaft für Metallhalogenid-Entladungslampen vom Niederleistungstyp verwendet werden, das heißt für Lampen mit einer Leistung von weniger als 175 Watt, beispielsweise 35 bis 150 Watt. Bevorzugte Lampen besitzen ein Volumen von 0,3 bis 2,2 cm3, mit einer chemischen Füllung, die im wesentlichen aus etwa 10 bis 13 mg/cm3 Quecksilber und etwa 12000 Pa bis etwa 20000 Pa (etwa 90 bis etwa 150 Torr) Startgas, etwa 0,5 bis etwa 4,5 mg/cm3 Skandiumjodid, etwa 5 bis etwa 25 mg/cm3 Natriumjodid und etwa 2 bis 4 mg/cm3 Lithiumjodid enthält. Die Menge an Thallium beträgt von etwa 0,05 bis etwa 0,07 mg/cm3. Vorzugsweise besitzt der Brenner eine Wandladung im Bereich von etwa 14 bis 17 Watt/cm2.

Somit wird zumindest bei bevorzugten Ausführungsformen eine Verbesserung in der Qualität der Emmission weißen Lichts seitens einer HID-Lampe geschaffen, welche die NaI-ScI3 und LiI-Chemie verwendet, während die Effizienz und die lange Lebensdauer solch einer Lampe als Charakteristika erhalten bleiben; und es wird eine Lampe geschaffen, bei welcher die Lampenfarbkoordinaten zurück auf die Schwarzkörperkurve gebracht werden, um eine unerwünschte purpurne Färbung der Lampenfarbe zu eliminieren, welche anderenfalls in der Abwesenheit von Thallium stattfinden würde, ohne Lampenleistung zu opfern; und es wird ein Verfahren geschaffen, akkurat und reproduzierbar die chemische Füllung in den Brenner einzuführen, um eine gute Farbgleichmäßigkeit und Farbstabilität während der Lampenlebensdauer von Lampe zu Lampe zu schaffen.


Anspruch[de]
  1. Brenner für eine Metallhalogenid-Entladungslampe, wobei der Brenner eine chemische Füllung aufweist, die ein inertes Startgas, Quecksilber, Natriumjodid, Lithiumjodid und Scandiumjodid enthält und in welcher das Natriumjodid und das Scandiumjodid in einem Molverhältnis von 20 : 1 bis 28 : 1 vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung außerdem metallisches Thallium als Additiv in einer Menge von 0,05 bis 0,07 mg/cm3 des Brennervolumens aufweist, ausreichend, um die Farbkoordinaten (x, y) des Brenners in Richtung auf und bis zu einer Position zu verschieben, die im wesentlichen auf der Schwarzkörperkurve des Standard-Farbwertediagramms liegt.
  2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbkoordinaten (x, y), die im wesentlichen auf der Schwarzkörperkurve liegen, x = 0,42 und y = 0,40 sind.
  3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner eine Farbtemperatur von 3200 K aufweist.
  4. Brenner nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumjodid und das Lithiumjodid in einem Molverhältnis von 1 : 1 zu 5 : 1 vorhanden sind.
  5. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumjodid und das Lithiumjodid in einem Molverhältnis zum Scandiumjodid von 27 : 1 zu 40 : 1 vorhanden sind.
  6. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Füllung ferner ein Metall oder eine Metalllegierung aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus metallischem Scandium, metallischem Thorium sowie Mischungen daraus besteht.
  7. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Lichtausbeute von 95 Lumen/Watt.
  8. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen CRI (Farbwiedergabeindex) von 80.
  9. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner eine Wattzahl zwischen 35 bis 150 aufweist.
  10. Metallhalogenid-Entladungslampe mit einem Brenner (1), wie er in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht ist.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Brenners für eine Metallhalogenid-Entladungslampe mit einer chemischen Füllung, die ein inertes Startgas, Quecksilber, Natriumjodid, Lithiumjodid und Scandiumjodid enthält, wobei das Natriumjodid und das Scandiumjodid in einem Molverhältnis von 20 : 1 zu 28 : 1 vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllung Thallium als Thalliummetall in einer Menge von 0,05 bis 0,07 mg/cm3 an Brennervolumen hinzugefügt wird, ausreichend, um die Farbkoordinaten (x, y) des Brenners in Richtung auf und bis eine Position zu verschieben, die im wesentlichen auf der Schwarzkörperkurve des Standard-Farbwertediagramms liegt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Thalliummetall mit dem Quecksilber als ein Amalgam in den Brenner eingebracht wird.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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