<Desc/Clms Page number 1>
Kwartslichtboogbuis voor een metaalhalidelamp en werkwijze voor het maken hiervan TECHNISCH GEBIED
Deze uitvinding heeft betrekking op lichtboogbuizen die gebruikt worden in me- taalhalideontladingslampen. Meer in het bijzonder heeft deze uitvinding betrekking op cilindrische kwartslichtboogbuizen voor metaalhalidelampen.
ACHTERGROND VAN DE UITVINDING
Lage-watt-metaalhalidelampen (35-150 watt) zijn potentiële kandidaten om gloeilampen in de algemene verlichting en commerciële displaytoepassingen te vervan- gen, omdat ze een hogere werkzaamheid en een langere levensduur bieden. Echter, in vergelijking tot gloeilampen vertonen lage-watt-metaalhalidelampen vaak een infe- rieure kleurweergave en variabele (lamp-tot-lamp) kleurconsistentie. Daarom worden alternatieve ontwerpbenaderingen gezocht om de kleurdeficiënties aan te pakken, zon- der de hoge werkzaamheid en de lange levensduur op te offeren.
In commerciële metaalhalidelampen wordt de lichtboogbuis gemaakt van een gedeelte van een kwartsbuis. Elk einde van de kwartsbuis wordt geklemd tussen een paar tegenoverliggende klemplaten teneinde een gasdichte verzegeling om een elektro- deconstructie heen te vormen, terwijl het kwarts in een door warmte zacht gemaakte toestand is. Als gevolg van dit klemverzegelingsproces raken de uiteinden enigszins vervormd en afgerond tussen het cilindrische hoofdlichaam van de lichtboogbuis en het afgevlakte drukverzegelingsoppervlak. De gebogen vorm van deze holten aan de uit- einden kan variëren met de diameter en de wanddikte van de oorspronkelijke kwarts- buis, de warmteconcentratie gedurende het bewerken, en de druk van het ingesloten inerte gas gedurende het drukken.
De fotometrische gedragsparameters van metaalhalidelampen zijn afhankelijk van de partiële drukken van de ingesloten metaalhalidezouten. Hun dampdrukken wor- den primair geregeld door de temperatuur van de kwartslichtboogbuis in het gebied waar de metaalhalidedamp condenseert. Deze zone is over het algemeen geplaatst in het laagste gedeelte van de kwartslichtboogbuis vanwege de zwaartekracht en interne
<Desc/Clms Page number 2>
gasconvectiestroom. De temperatuur van deze zogenaamde "koude zone" dient hoog genoeg te zijn om te voorzien in voldoende verdamping van de stralende metaalhalide- soorten. Echter, de temperatuur kan niet te hoog zijn omdat anders de lange levensduur van de kwartslichtboogbuis verkort zal worden vanwege chemische reacties met de wand of ontglazing van het kwarts.
Daarom is een vrijwel uniforme wandtemperatuur- verdeling (die voor kwarts niet boven ongeveer 900 C komt) wenselijk voor een bruik- bare levensduur van meer dan ongeveer 6000 uur. De wandtemperatuur van 900 C is hoog genoeg voor het verdampen van veel metaalhalidezouten en laag genoeg om een bruikbare levensduur van de kwartslichtboogbuis te realiseren. In het geval van lampen die kwartslichtboogbuizen gebruiken, wordt de lamplevensduur kenmerkend geredu- ceerd met een factor twee voor elke 50 C toename boven 900 C.
Een van de bekende middelen voor het realiseren van een meer uniforme wand- temperatuurverdeling is het toepassen van een warmteconserverende coating, zoals zirkoniumoxide, aan het buitenoppervlak van de holten aan de uiteinden van de kwartslichtboogbuis. De meeste gebruikelijke metaalhalidelampen gebruiken deze warmteconserverende coating op één of beide uiteinden van de lichtboogbuis. Naast dat het een extra kostencomponent is, is de coating zelf een significante bron van variabi- liteiten in het fotometrische gedrag van zulke lampen, vanwege intrinsieke lamp-tot- lamp variaties in de coatinghoogte, adhesie-eigenschappen, en zijn neiging om te ont- kleuren.
Een meer effectieve maar meer kostbare manier voor het verkrijgen van een bijna uniforme wandtemperatuurverdeling is het vormen van ontladingsvaten in elliptische of peervormige lichamen voor verticaal werkende lampen of gekromde buizen voor hori- zontale werking. Echter, deze methode voorziet niet in het algemeen voor universele werking van de lamp (dat betekent een lamp die arbitrair georiënteerd is met betrekking tot de zwaartekracht), en vereist tijdrovende glasbewerkingsstappen die niet nodig zijn voor lichtboogbuizen met een recht buisvormig lichaam.
Hoge lichtboogbelading (W/cm) en wandbelading (W/cm2) zijn cruciaal voor een verbeterd gedrag van lage-watt-metaalhalidelampen. Kenmerkend is voor 35 W tot 150 W kwartslichaamlichtboogbuizen met conventioneel ontwerp de gemiddelde elek- trische wandbelading niet meer dan 20 W/cm2(of 100 W/cm lichtboogbelading) om zo een werkzame levensduur groter dan ongeveer 6000 uur te verkrijgen. Deze empirisch bepaalde limieten zijn het gevolg van het feit dat bij verhoogde lading de temperaturen
<Desc/Clms Page number 3>
op de lichtboogbuiswand te hoog worden voor kwarts om gedurende de gewenste le- vensduur te overleven.
Om binnen deze beladingslimieten te blijven, hebben lampont- werpers de afmetingen van de lichtboogkamer en de vorm aangepast, in het bijzonder de elektrode-insteeklengte, de lampholtelengte, en de lampdiameter van lichtboogbui- zen met een elliptisch of ellipsoïdaal ontwerp. Een extra beheersing van de tempera- tuurverdelingen en -niveaus in metaalhalidelampen is toegepast door veranderingen in de chemie van de lichtboogbuisvulling.
Cilindrische kwartslichtboogbuizen met gematigde lage wandbeladingen (10-13 W/cm2) werden in vroegere tijd (1960's) van de metaalhalidelampontwikkeling ver- worpen, omdat zij niet voorzagen in een voldoende efficiëntie van de lage-watt-lampen.
Vrijwel symmetrische longitudinale buitenoppervlaktemperatuurprofielen zijn bereikt met keramische lichtboogbuizen die een recht circulaire cilindrische vorm hebben, bij- voorbeeld, de US-octrooischriften 5. 424.609 en 5.751.111. Echter, de bedrijfstempera- turen van keramische lichtboogbuizen is kenmerkend boven 975 C, hetgeen ver boven de 900 C limiet voor kwartslichtboogbuizen ligt.
SAMENVATTING VAN DE UITVINDING
Het is een doel van de uitvinding om de nadelen van de stand der techniek te on- dervangen.
Het is een ander doel van de uitvinding om te voorzien in een kwartslichtboog- buis voor een metaalhalidelamp, die in werking kan zijn bij hoge gemiddelde wandbe- ladingen, zonder een maximum oppervlaktetemperatuur van de ontladingskamer van ongeveer 900 C te overschrijden.
Het is nog een ander doel van de uitvinding om te voorzien in een kwartslicht- boogbuis voor een metaalhalidelamp, die een vrijwel symmetrisch longitudinaal opper- vlaktemperatuurprofiel heeft, wanneer deze in werking is bij een stabiele thermische toestand.
Het is nog een ander doel van de uitvinding om te voorzien in een methode voor het maken van kwartslichtboogbuizen voor metaalhalidelampen die deze gewenste eigenschappen hebben.
In overeenstemming met een doel van de uitvinding wordt er voorzien in een kwartslichtboogbuis voor een metaalhalidelamp die een kwartslichaam omvat, dat een
<Desc/Clms Page number 4>
ontladingskamer die een metaalhalidevulling heeft omsluit, waarbij de ontladingskamer in essentie de vorm heeft van een rechte circulaire cilinder en tegenover elkaar liggende elektroden omvat, de ontladingskamer een vrijwel symmetrisch longitudinaal opper- vlaktetemperatuurprofiel bezit tijdens bedrijf in een stabiele thermische toestand, waar- bij het verschil tussen de maximum en de minimum temperaturen van het profiel min- der is dan ongeveer 30 C, en de maximum temperatuur van het profiel minder is dan ongeveer 900 C.
In overeenstemming met een ander doel van de uitvinding wordt er voorzien in een kwartslichtboogbuis voor een metaalhalidelamp, die een kwartslichaam omvat, dat een ontladingskamer omsluit die een metaalhalidevulling heeft, waarbij de ontladings- kamer in essentie de vorm heeft van een rechte circulaire cilinder en tegenover elkaar liggende elektroden omvat, waarbij de tegenover elkaar liggende elektroden geplaatst zijn aan elk uiteinde van de ontladingskamer en coaxiaal zijn met de as van de kamer, waarbij de afstand tussen de tegenover elkaar liggende elektroden een lichtbooglengte definieert, waarbij de binnendiameter van de ontladingskamer in centimeters ongeveer gelijk is aan [(1+P/50)1/2-1], waarbij P het toegevoerde vermogen in watt is, en waarbij de verhouding van de lichtbooglengte tot de binnendiameter ongeveer één is.
In overeenstemming met nog een ander doel van de uitvinding wordt er voorzien in een werkwijze voor het maken van een kwartslichtboogbuis voor een metaalhalide- lamp, waarbij de kwartslichtboogbuis een kwartslichaam heeft dat een ontladingskamer omsluit die een metaalhalidevulling heeft, waarbij de ontladingskamer in essentie de vorm heeft van een rechte circulaire cilinder en tegenover elkaar liggende elektroden omvat, waarbij de tegenover elkaar liggende elektroden geplaatst zijn aan elk uiteinde van de ontladingskamer en coaxiaal zijn met de as van de kamer, waarbij de afstand tussen de tegenover elkaar liggende elektroden een lichtbooglengte definieert, waarbij de ontladingskamer een doorboringspunt heeft waar elke corresponderende elektrode de ontladingskamer binnenkomt,
waarbij de afstand tussen het doorboringspunt en het einde van de corresponderende elektrode binnen de ontladingskamer een elektrode-in- steeklengte definieert, waarbij de lichtboogbuis indien in bedrijf in een stabiele thermi- sche toestand een longitudinaal oppervlaktemperatuurprofiel heeft, en waarbij de werkwijze de stappen omvat van:
<Desc/Clms Page number 5>
a) het kiezen van een lichtbooglengte en een binnendiameter voor de ontladings- kamer waarbij de binnendiameter in centimeters groter is dan [(1+P/50)1/2-1], waarbij P het toegevoerde vermogen in watt is, en waarbij de verhouding van de lichtbooglengte tot de binnendiameter ongeveer één is ; b) het vormen van de lichtboogbuis; c) het laten werken van de lichtboogbuis bij een voorbepaalde gemiddelde wand- belading om een stabiele thermische toestand te verkrijgen;
d) het meten van een longitudinaal oppervlaktetemperatuurprofiel van de ontla- dingskamer om een maximum temperatuur en een minimum temperatuur te verkrij gen; e) het herhalen van de stappen b) tot d), terwijlmet elke iteratie de binnendiame- ter van de ontladingskamer incrementeel wordt verminderd tot de maximum tempera- tuur van het longitudinaal oppervlaktetemperatuurprofiel halverwege de uiteinden van de ontladingskamer is ; en f) het herhalen van de stappen b) tot d), terwijl met elke iteratie de elektrode-in- steeklengte incrementeel wordt gevarieerd totdat het verschil tussen de minimum tem- peratuur en de maximum temperatuur van het profiel wordt geminimaliseerd zonder dat het ertoe leidt dat de maximum temperatuur 900 C overschrijdt.
KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN
Fig. 1 is een grafische weergave van koude en hete plaats temperaturen van een in werking zijnde kwartslichtboogbuis van de uitvinding als functie van de wandbela- ding.
Fig. 2 is een diagram van een kwartslichtboogbuis van deze uitvinding.
Fig. 3 is een oppervlaktetemperatuurprofiel van een in werking zijnde kwarts- lichtboogbuis van deze uitvinding.
Fig. 4 is een oppervlaktetemperatuurprofiel van een in werking zijnde kwarts- lichtboogbuis uit de stand der techniek.
<Desc/Clms Page number 6>
BESCHRIJVING VAN DE VOORKEURSUITVOERINGEN
Voor een beter begrip van de onderhavige uitvinding, samen met andere en ver- dere doelen, voordelen en capaciteiten daarvan, wordt verwezen naar de volgende openbaarmaking en de bijgevoegde conclusies, in onderlinge verbinding genomen met de hierboven beschreven tekeningen.
Voor kwartslichtboogbuizen die gebruikt worden in metaalhalidelampen, en in het bijzonder lage-watt-metaalhalidelampen, hebben wij ontdekt dat een cilindrische ontladingskamer die een specifieke geometrie en diameter heeft, een onverwacht ther- misch gedrag en fotometrische voordelen vertoont, die het mogelijk maken dat metaal- halidelampen succesvol werken bij hoge gemiddelde wandbeladingen van ongeveer 25 tot ongeveer 40 W/cm2, zonder het overschrijden van de maximum toegestane wand- temperatuur van ongeveer 900 C van de lichtboogkamer. Meer in het bijzonder heeft de ontladingskamer van de kwartslichtboogbuis van deze uitvinding substantieel de vorm van een rechte circulaire cilinder.
Na het bereiken van een stabiele thermische toestand bij bedrijf, vertonen de kwartslichtboogbuizen van deze uitvinding een substantieel symmetrisch en bijna isotherm longitudinaal oppervlaktemperatuurprofiel, indien ge- zien langs de as van de ontladingskamer, zonder de maximaal toegestane temperatuur van ongeveer 900 C te overschrijden. Zoals hierin omschreven, wordt het longitudinale oppervlaktetemperatuurprofiel bepaald langs de as van het vatgedeelte van de cilindri- sche ontladingskamer, nadat de ontladingsbuis in werking een stabiele thermische toe- stand heeft bereikt. Bij voorkeur zijn de verschillen tussen de maximum en de mini- mum temperaturen van het profiel minder dan ongeveer 30 C, en meer bij voorkeur minder dan ongeveer 20 C.
Bovendien vertonen de functionerende lichtboogbuizen een hoge werkzaamheid, een goede kleurweergave (bij voorkeur een CRI groter dan onge- veer 80), en een verbeterde kleurbeheersing voor universele werking. Een extra voor- deel van de cilindrische lichtboogbuis volgens de onderhavige uitvinding is dat de lak van de uiteinden die doorgaans wordt gebruikt om warmteverlies te verminderen van de holtes bij de uiteinden van de lichtboogbuizen uit de stand der techniek, niet nodig is. Dit productie- en economisch voordeel is een direct gevolg van de geometrisch ver- oorzaakte reductie van de temperatuurgradiënt langs het buitenoppervlak van de ontla- dingskamer.
<Desc/Clms Page number 7>
Centraal in het ontwerp van de cilindrische kwartslichtboogbuis is de specificatie van de diameter van het vatgedeelte van de ontladingskamer. Deze moet voldoende klein gekozen worden zodat de warmtetransfer van de plasmalichtboog naar de kamer- wand door gasconvectie substantieel wordt verminderd in vergelijking met die van kwartslichtboogbuizen met een traditioneel ontwerp. Vervulling van deze voorwaarde kan worden verzekerd door het meten van de stabiele temperatuurverdeling op het op- pervlak van de buitenwand van een verticaal in werking zijnde cilindrische kwartslicht- boogbuis. Indien de diameter te groot is, zal de maximum temperatuur op de buiten- wand van de cilindrische kamer voorkomen in de buurt van het boveneinde van het cilindrische vatgedeelte, vanwege substantieel convectief warmtetransport van de plasmalichtboog naar de wand.
Als gevolg daarvan zal het longitudinale oppervlakte- temperatuurprofiel van de ontladingskamer geen centrale (spiegelvlak) symmetrie ver- tonen. Deze asymmetrische thermische karakteristiek geeft aan dat warmtetransfer van de lichtboog naar de wand binnen de cilindrische ontladingskamer wordt gedomineerd door gasconvectie. Wanneer de diameter van de cilindrische ontladingskamer wordt verminderd, verplaatst de locatie van het maximum van de kamerwandtemperatuur zich naar het middelste gebied van het vatgedeelte, hetgeen een overgang aangeeft van warmtetransfer die wordt gedomineerd door gasconvectie naar één die wordt gedomi- neerd door thermische conductie. Dit is een gevolg van de bijkomende reductie van de snelheid van de hete gas convectie binnen de lichtboogbuis.
Wanneer dit zich voordoet, zal het longitudinale oppervlaktetemperatuurprofiel van de ontladingskamer een hoge mate van centrale symmetrie vertonen.
De lichtboogbuizen zoals hierin beschreven, worden ontworpen voor universele werking, dat betekent, werking die onafhankelijk is van de oriëntatie van de lichtboog- buis met betrekking tot de zwaartekracht. De lichtboogbuisvoorbeelden die hierin wor- den geleverd, werkten in een verticale oriëntatie. Over het algemeen neigt de plasma- lichtboog in een lichtboogbuis die in werking is in een niet-verticale oriëntatie ertoe om naar boven te buigen, vanwege opwaartse krachten die worden opgewekt door tempe- ratuurgradiënten binnen de plasmalichtboog.
Echter, het is bekend dat een akoestisch gemoduleerde golfvorm van het toegevoegd vermogen kan worden gebruikt voor het bereiken van recht getrokken lichtbogen, in lichtboogbuizen die in werking zijn in niet- verticale oriëntaties, zoals bijvoorbeeld beschreven in het US-octrooischrift 6.124.683, welke hierin d. m.v. referentie is opgenomen. Daarom wordt ervan uitgegaan dat de
<Desc/Clms Page number 8>
voordelen van deze uitvinding kunnen worden bereikt in een lichtboogbuis die in wer- king is in een niet-verticale oriëntatie, indien akoestische modulatietechnieken worden gebruikt om een rechte lichtboog te bewaren.
De hete plek en koude plek temperaturen als functie van de gemiddelde elektri- sche wandbelading (watt/cm2) voor een groep van cilindrische kwartslichtboogbuizen die ontworpen zijn volgens deze uitvinding, worden getoond in fig. 1. Zoals verwacht nam de koude plek temperatuur (Tmin) snel toe met toegenomen wandbelading, het- geen leidt tot een verbeterde werkzaamheid, betere kleurweergave en over het alge- meen een lagere kleurtemperatuur. Verrassenderwijze nam de hete plek temperatuur (Tmax) toe met een opmerkelijk verminderde snelheid, waarbij het een kenmerk van een "zachte verzadiging" vertoonde. De piekoppervlaktetemperatuur van het vatge- deelte van de cilindrische ontladingskamer bereikte slechts 890 C bij een zeer hoge wandbelading van 40 W/cm2.
De combinatie van deze twee effecten, dat betekent het gedrag van de hete en koude plek temperaturen met toegenomen gemiddelde wandbe- lading, is direct verantwoordelijk voor de verbeterde thermische en fotometrische prestaties. Dit gedrag gebeurt niet met kwartslichtboogbuizen uit de stand der techniek, omdat hun vatdiameters te groot zijn.
In dit voorbeeld benaderden de temperatuurverschillen tussen de koudste en de warmste plekken op het vat van de cilindrische kamer ongeveer 20 C, hetgeen het op- pervlak van de lichtboogbuis bijna isothermisch maakt. In thermisch evenwicht straalt een isothermisch oppervlak bij temperatuur To minder vermogen uit dan een niet-iso- thermisch oppervlak (met hetzelfde oppervlak en stralende materiaaleigenschappen), waarbij het een gemiddelde temperatuur To heeft. Daarom werkt een lichtboogbuis met een bijna isotherme oppervlaktetemperatuur efficiënter (thermische verliezen worden verminderd of geminimaliseerd) dan een lichtboogbuis die een oppervlaktetempera- tuurverdeling heeft die minder uniform is.
Met verwijzing naar fig. 2 heeft in een verkozen uitvoeringsvorm de kwartslicht- boogbuis 2 een ontladingskamer 5 die een metaalhalidevulling 10 bevat. De ontla- dingskamer 5 heeft substantieel de vorm van een rechte circulaire cilinder binnen de praktische limieten voor de traditionele cilindervorming van de kwartsomslag. De ont- ladingskamer heeft een vatgedeelte 3 dat een binnendiameter D heeft. De elektroden 7 zijn geplaatst bij elk uiteinde van de ontladingskamer 5 en zijn coaxiaal met as 14 van de ontladingskamer 5. De afstand tussen de uiteinden van de tegenover elkaar liggende
<Desc/Clms Page number 9>
elektroden 7 bepaalt de lichtbooglengte A. De elektroden 7 zijn verder geplaatst in de holtes 15 aan de uiteinden, die zijn gevormd bij elk uiteinde van de ontladingskamer.
De holtes 15 aan de uiteinden vertonen rotatiesymmetrie, vanwege de fundamentele cilindrische vorm die teweeggebracht wordt tijdens de cilindervormende werking. De holtes 15 aan de uiteinden lijken op een radiaal samengedrukte flessennek die circulaire symmetrie vertoont bij de uiteinden van de lichtboogkamer. De afstand tussen het doorboringspunt 6 (het punt waar de elektrode het uiteinde van de holte binnenkomt) en de punt van de elektrode bepaalt de elektrode-insteeklengte L. De elektroden 7 zijn samengesmolten met molybdeniumfolies 9, die op hun beurt zijn samengesmolten met de stiften 11. De stiften 11 zijn verbonden met een externe voedingsbron (niet ge- toond), die voorziet in het elektrisch vermogen om de lichtboogontlading tussen de elektroden 7 aan te steken en te onderhouden.
De molybdeniumfolies 9 zijn hermetisch verzegeld in het kwarts door middel van de drukdichtingen 17, die geplaatst zijn aan elk uiteinde van de lichtboogbuis 2.
Indien voor een gegeven lamp toegevoerd vermogen P (in watt) een gemiddelde wandbelading van 30 W/cm2 wordt verondersteld en de lengteverhouding van de licht- booglengte A tot de binnendiameter D van het vatgedeelte van de cilindrische ontla- dingskamer gelijk is aan ongeveer één (A/D # 1), wordt de binnendiameter van de ontladingskamer, D (in cm), als een eerste benadering, bepaald door de formule: D # (1+P/50)1/2-1
Om de diameter te optimaliseren, is het verkozen om te beginnen met een licht- boogbuis waarvan de binnendiameter iets langer is dan die gespecificeerd door de for- mule die hierboven geciteerd wordt.
Wanneer de diameter wordt verkleind, verplaatst zich de zone (op het buitenoppervlak van het cilindrische lichaam) die de maximum temperatuur (hete plaats) bevat naar een positie in het midden tussen beide uiteinden van de ontladingskamer.
Het verder verminderen van de diameter heeft geen invloed op de locatie van deze hete zone, maar veroorzaakt dat zijn piektemperatuur toeneemt. Over het alge- meen komt de geoptimaliseerde diameter voor op het punt waarbij het longitudinale oppervlaktemperatuurprofiel zo goed als symmetrisch is, wordt bereikt, terwijl tegelij-
<Desc/Clms Page number 10>
kertijd aan de voorwaarde wordt voldaan dat zijn maximum temperatuur ongeveer 900 C niet overschrijdt.
Nadat de lichtboogbuisdiameter is bepaald, worden aanpassingen gemaakt aan het ontwerp om de prestaties verder te optimaliseren. In het bijzonder kan de elektrode- insteeklengte en de vorm van de holte aan het uiteinde zo aangepast worden, dat de koude plaats temperatuur op het oppervlak van het vatgedeelte zo hoog mogelijk is, zonder de maximum temperatuur van de hete zone (geplaatst op het oppervlak van het vatgedeelte vrijwel in het midden tussen de twee holtes aan de uiteinden) te overstijgen.
Vervulling van dit vereiste kan worden verzekerd door het meten van de stabiele lon- gitudinale temperatuurverdeling op het oppervlak van de wand van een verticaal wer- kende lichtboogbuis. Wanneer de insteeklengte wordt vergroot, vermindert de koude plaats temperatuur (kenmerkend waargenomen bij elk uiteinde van het vatgedeelte van de cilindrische ontladingskamer). De geoptimaliseerde insteeklengte is diegene die de koude plaats temperatuur maximaliseert op elk uiteinde van het cilindrische vat (voor een gegeven vorm van de holte aan het uiteinde), zonder de maximum temperatuur van de hete zone te overschrijden, terwijl tegelijkertijd de centrale symmetrie van het lon- gitudinale oppervlaktetemperatuurprofiel van de cilindrische ontladingskamer wordt behouden.
Een oppervlaktetemperatuurprofiel voor een verticaal werkende cilindrische kwartslichtboogbuis, die ontworpen is volgens de onderhavige uitvinding, wordt ge- toond in fig. 3. Een gestippelde lijn weergave van een cilindrische lichtboogbuis is ge- legd boven op het temperatuurprofiel, om zo de benaderde ruimtelijke relatie tussen het profiel en de lichtboogbuis te tonen. Het profiel omvat het gebied van de lichtboogbuis achter het vatgedeelte van de ontladingskamer. Het temperatuurprofiel werd gemeten met behulp van een AGEMA thermovision 900 infrarood beeldopnamesysteem bij 5,0 micron golflengte, met een detailopnamelens om de resolutie en de helderheid te ver- sterken.
Het verschil tussen de maximum en minimum temperaturen voor het oppervlak van het vatgedeelte van de ontladingskamer is ongeveer 20 C. Temperatuurpieken ko- men voor bij elk uiteinde van de lichtboogbuis bij de doorboringspunten, waar de elek- troden de holtes aan het uiteinde binnendringen. Deze doorboringspunten liggen buiten het vatgedeelte van de cilindrische ontladingskamer en beïnvloeden de prestaties van de lichtboogbuis niet significant, omdat zij voorkomen op een klein gebied, waar het me-
<Desc/Clms Page number 11>
taalzout niet verblijft. Het longitudinale oppervlaktetemperatuurprofiel dat bepaald wordt langs de as van het vatgedeelte van de cilindrische ontladingskamer vertoont een hoge mate van centrale symmetrie.
Dit dient vergeleken te worden met een vergelijk- baar temperatuurprofiel, zoals getoond in fig. 4 van een kwartslichtboogbuis uit de stand der techniek, die een traditioneel drukverzegeld cilindrisch lichaam heeft dat de- zelfde vulling bevat en werkzaam is bij 100 watt. De lichtboogbuis uit de stand der techniek vertoont minder rotatiesymmetrie dan de cilinder-gevormde lichtboogbuis van deze uitvinding.
De fotometrische prestatiekenmerken (bij 100 uur) van een groep van cilindrische kwartslichtboogbuizen worden vergeleken met die van traditionele kwartslichtboogbui- zen (drukverzegeld, cilindrisch lichaam) in tabel 1 hieronder. Hoewel de lumenwerk- zaamheden vergelijkbaar zijn, is de spreiding in gecorreleerde kleurtemperatuur (correlated color temperature : opmerkelijk minder, en is de kleurweergave-index (color rendering index : CRI) opvallend verbeterd voor het cilinder-gevormde cilindri- sche ontwerp van deze uitvinding. De metaalhalidezoutchemie voor deze lichtboogbui- zen was er één van het vijf-componenten type, zoals beschreven in het US-octrooi- schrift 5.694.002 van Krasko et al.
EMI11.1
<tb>
Tabel <SEP> 1
<tb>
<tb> Lumen/watt <SEP> CCT <SEP> CRI
<tb>
<tb> Traditioneel <SEP> 87,1 <SEP> 2960 <SEP> ¯ <SEP> 150 <SEP> 72,8
<tb>
<tb> drukverzegeld,
<tb>
<tb> cilindrisch
<tb>
<tb> cilinder-gevormd <SEP> 86,1 <SEP> 3036 <SEP> ¯ <SEP> 75 <SEP> 86,5
<tb>
<tb> cilindrisch
<tb>
Hoewel er is getoond en beschreven wat op dit moment wordt beschouwd als de verkozen uitvoeringsvormen van de uitvinding, zal het duidelijk zijn aan de vakman dat verschillende veranderingen en wijzigingen daarin kunnen worden gemaakt, zonder af te wijken van de reikwijdte van de uitvinding, zoals omschreven in de bijgevoegde conclusies.