Energy Balance of Low Wattage Single-Ended Metal Halide Lamps and the Method of Calculation of Discharge Capsule Size

Abstract

A new approach to design of low wattage metal halide lamps has been used in order to minimize the end losses and to make the wall temperature more uniform. Using the method suggested by Elenbaas, the lamp's absolute total radiation was measured as a function of input power for discharge capsules of different sizes filled with mercury and sodium-scandium iodides. From this experimental data, the discharge thermal losses, i.e., that part of the lamp imput power which goes into heating the quartz capsule, were determined and applied in a thermal balance equation from which the quartz capsule dimensions were found for single-ended lamps of different wattages at a given wall temperature. The described method can be successfully used with only slight modifications for engineering calculations of other lamp types.

Une nouvelle approche a été utilisée dans la conception de lampes a halogénure métallique afin de réduire au minimum les pertes terminales et de rendre la température de la paroi plus uniforme. Utilisant la méthode suggérée par Elenbans, la radiation totale absolue de la lampe fut mesurée en fonction de la puissance d'alimentation pour les capsules de décharge de différentes tailles remplies d'iodures de mercure et de sodium-scandium. A partir de ces données expérimentales, les pertes thermiques de décharge, c'est-à-dire la partie de la puissance d'alimentation de la lampe qui sert à chauffer la capsule de quartz, furent établies et appliquées dans une équation d'équilibre thermique qui servit à établir les dimensions de la capsule de quartz pour des lampes à extrémité unique de différents wattages à une température de paroi donnée. La méthode décrite peut ětre utilisée avec succès et avec de légères modifications seulemont pour les calculs techniques d'autres types de lampes.

Se ha empleado un nuevo enfoque en el diseño de lámparas de metal haloideo de taja potencia en vatios a fines de reducir a un mínimo las pérdidas terminales y lograr una temperatura de pared más uniforme. Empleando el método sugerido por Elenbace, se midió la radiación total de la lámpara como una función de la energía de entrada para cápsulas da descarga de diferentes tamaños rellenas de yodaroe de mercurio y de sodio-escandio. A partir de estos datos experimentales se determinaron las pérdidas de descarga térmica, es decir, esa parte de la energía de entrada de la lámpara que se emplea para calentar la cápsula de cuarzo, y se aplicaron en una ecuación de equilibrio térmico en la que se hallaron las dimensiones de la cápsula de cuarzo para lámparas de un solo extremo con potencias en vatios diferentes en una temperatura de pared dada. El método descrito puede emplearse con éxito con modificaciones mínimas para cálculos técnicos de otros tipos de lámparas.