CZ294861B6 - Nízkotlaká výbojka - Google Patents

Abstract

Nízkotlaká výbojka s výbojovou nádobou (10) je provedena s nejméně jedním nosným tělískem uspořádaným ve vnitřním prostoru výbojové nádoby (10). Výbojová nádoba (10) má alespoň v oblasti svých konců podélnou osu (A-A). Nosné tělísko (12), popřípadě nosná tělíska, má nejméně jednu první plochu, která je opatřena vrstvou (13) obsahující rtuť, a nejméně jednu druhou plochu, která je opatřena vrstvou (14) getrovacího materiálu. Alespoň jak první plocha, opatřená vrstvou (13) obsahující rtuť, tak i druhá plocha, opatřená vrstvou (14) getrovacího materiálu, nosného tělíska (12), popřípadě nosných tělísek, jsou skloněny vůči podélné ose (A-A) v úhlu nejméně 30.degree.. Plochy nosného tělíska (12), popřípadě nosných tělísek, potažené vrstvami (13, 14) jsou uspořádány kolmo k podélné ose (A-A).ŕ

Description

Vynález se týká nízkotlaké výbojky s výbojovou nádobou ve tvaru trubky, s nejméně jedním nosným tělískem uspořádaným ve vnitřním prostoru výbojové nádoby, přičemž výbojová nádoba má alespoň v oblasti svých konců podélnou osu, nosné tělísko, popřípadě nosná tělíska, má nejméně jednu první plochu, která je opatřena vrstvou obsahující rtuť, a nejméně jednu druhou plochu, která je opatřena vrstvou getrovacího materiálu, přičemž alespoň jak první plocha, opatřená vrstvou obsahující rtuť, tak i druhá plocha, opatřená vrstvou getrovacího materiálu, nosného tělíska, popřípadě nosných tělísek, jsou skloněny vůči podélné ose v úhlu nejméně 30°.

Dosavadní stav techniky

Z japonského vyloženého spisu JP 6-96728 je známa nízkotlaká rtuťová výbojka se dvěma v podstatě stejnými nosiči elektrod, zatavenými v koncích výbojových nádob ve tvaru trubky. Nosiče elektrod mají vždy kolmo k ose výbojové nádoby elektrodu ve tvaru šroubovité navinutého drátu, která je obklopena kovovým páskem, takzvaným prstencovým víčkem. Osa tohoto prstence z kovového pásku probíhá rovnoběžně s osou výbojové nádoby. Prstencové víčko je sestaveno ze dvou dílů, z nichž jeden díl je opatřen vrstvou amalgámu, zejména vrstvou ze slitiny rtuti a titanu, zatímco druhý díl je opatřen vrstvou getrovacího materiálu, který váže plynná znečištění ve výbojové nádobě. Množství rtuti v nízkotlaké výbojce se řídí délkou prvního dílu. Během výroby výbojky se prstencová čepička pomocí elektromagnetického vysokofrekvenčního signálu induktivně ohřeje na teplotu přibližně 900 °C. Tím se jednak zaktivizuje getrovací materiál a jednak se uvolní rtuť, ze slitiny rtuti. Požadovaný vysokofrekvenční signál se získá pomocí vysokofrekvenčního generátoru, který má indukční smyčku se dvěma dlouhými navzájem rovnoběžně probíhajícími rameny, a který v místě prstencové čepičky generuje elektromagnetické vysokofrekvenční pole, jehož magnetické pole probíhá v podstatě paralelně s výbojovou nádobou, a tím paralelně i s osou prstencové čepičky. U výboje se potřebuje pro proběhnutí tohoto vysokofrekvenčního pole asi 20 až 30 sekund. Uvedené prstencové čepičky nejsou v důsledku jejich rozměrů vhodné pro nízkotlaké výbojky, jejichž výbojová nádoba má průměr větší nebo rovný 16 mm.

V patentovém spise DE 26 16 577 je popsána nízkotlaká výbojka, zejména s fosforeskující hmotou, která je ve výbojové nádobě opatřena ionizovatelnou náplní obsahující rtuť. Podíl rtuti v ionizovatelném výbojovém médiu činí přibližně 5 mg až 20 mg. Protože se taková nepatrná množství v podobě kapek jen obtížně dávkují, vnese se rtuť do výbojové nádoby pomocí nosného tělíska, které je opatřeno vrstvou, obsahující rtuť, a přídavně ještě getrem. Vrstva, obsahující rtuť a getr, je nanesena na kovovém pásku, uspořádaném rovnoběžně s osou výbojky, který je součástí nosiče elektrod nízkotlaké výbojky. To znamená, že plochy kovového pásku probíhají v podstatě rovnoběžně s osou. Pro uvolnění rtuti a pro aktivaci getru se kovový pásek během výroby ohřeje elektromagnetickým vysokofrekvenčním signálem za přibližně 20 až 30 sekund na teplotu přibližně 900 °C až 950 °C.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je navrhnout nízkotlakou výbojku se zlepšeným nosným tělískem, které je opatřeno vrstvou obsahující rtuť a vrstvou getru. Zejména má být toto nosné tělísko vhodné také pro nízkotlaké výbojky, které mají obsah rtuti menší než 10 mg, a jejichž vnější průměr výbojové nádoby je menší nebo rovný 16 mm. Kromě toho má být vysokofrekvenční induktor, který se použije pro výrobu nízkotlakých výbojových lamp, vybavených výše uvedenou prstencovou

- 1 CZ 294861 B6 čepičkou, použitelný i pro výrobu výbojek, opatřených zlepšeným nosným tělískem, takže není nutné přestavování výrobní linky.

Uvedený úkol splňuje nízkotlaká výbojka s výbojovou nádobou ve tvaru trubky, s nejméně jedním nosným tělískem uspořádaným ve vnitřním prostoru výbojové nádoby, přičemž výbojová nádoba má alespoň v oblasti svých konců podélnou osu, nosné tělísko, popřípadě nosná tělíska, má nejméně jednu první plochu, která je opatřena vrstvou obsahující rtuť, a nejméně jednu druhou plochu, která je opatřena vrstvou getrovacího materiálu, přičemž alespoň jak první plocha, opatřená vrstvou obsahující rtuť, tak i druhá plocha, opatřená vrstvou getrovacího materiálu, nosného tělíska, popřípadě nosných tělísek, jsou skloněny vůči podélné ose v úhlu nejméně 30°, podle vynálezu, jehož podstatou je, že potažené plochy nosného tělíska, popřípadě nosných tělísek, jsou uspořádány kolmo k podélné ose.

Nízkotlaká výbojka podle vynálezu má výbojovou nádobu ve tvaru trubky, která má alespoň v oblasti svých konců podélnou osu a ve svém vnitřním prostoru má uspořádáno jedno nosné tělísko, nebo více nosných tělísek, které má, popřípadě mají, nejméně jednu první plochu, opatřenou vrstvou obsahující rtuť a nejméně jednu druhou plochu opatřenou vrstvou getru. Tato plocha nosného tělíska, popřípadě plochy nosných tělísek, opatřená vrstvou, je skloněna, popřípadě jsou skloněny, o úhel nejméně 30° vůči podélné ose výbojové nádoby ve tvaru trubky, respektive vůči podélným osám výbojových nádob.

Tím je zajištěno, že nosná tělíska nízkotlakých výbojek podle vynálezu se mohou ohřívat induktivně pomocí vysokofrekvenčních induktorů, používaných pro ohřev prstencových čepiček. Při výrobě výbojek prochází konci výbojových nádob magnetické pole vysokofrekvenčního induktoru, jehož magnetické siločáry probíhají v podstatě rovnoběžně s podélnou osou výbojové nádoby, popřípadě konce výbojové nádoby. Protože plochy nosných tělísek opatřené vrstvou getru nebo vrstvou obsahující rtuť jsou skloněny nejméně o 30° vůči podélné ose výbojové nádoby, respektive konci výbojové nádoby, indukuje se elektromagnetickým polem vysokofrekvenčního induktoru v důsledku jeho výhodné orientace v oblasti těchto ploch, opatřených vrstvami, nosného tělíska poměrně vysoký proud a tím umožňuje dostačující ohřev těchto ploch. Svého optimálního působení dosáhne magnetické pole tehdy, jestliže magnetické siločáry jsou orientovány kolmo k plochám opatřených vrstvou obsahující rtuť a materiál getru. Z tohoto důvodu jsou plochy nosných tělísek nízkotlakých výbojek podle vynálezu uspořádány výhodně kolmo k podélné ose konců výbojové nádoby. U zvláště výhodných příkladů provedení vynálezu sestává nosné tělísko výhodně z kovového plechu, který je opatřen vrstvou getrovacího materiálu a vrstvou slitiny rtuti. Tento kovový pásek, jako prstencová čepička, není náročný na prostor, a je tudíž vhodný zejména pro nízkotlaké výbojky, jejichž výbojová nádoba má poměrně nepatrný průměr, zejména vnější průměr menší nebo rovný 16 mm, nebo u kterých je použití prstencových čepiček nevýhodné. Kromě toho se naskýtá možnost použití vynálezu u nízkotlakých výbojek s poměrně nepatrným množstvím rtuti, tj. méně nežli 10 mg, v ionizovatelné náplni, u kterého by bylo dávkování rtuti ve výbojové nádobě problematické. Právě u takových nepatrných množství rtuti je dokonalé a úplné uvolnění rtuti, vázané ve vrstvě obsahující rtuť, a tím i optimální ohřev nosného tělíska zejména důležité, takže ve výbojovém prostoru se během provozu výbojky může nastavit optimální tlak rtuti.

U druhého z výhodných provedení vynálezu je nosné tělísko výhodně vytvořeno jako kovový rovný plech, uspořádaný kolmo k podélné ose konce výbojové nádoby, jehož přední strana má vrstvu obsahující rtuť, a jehož zadní strana je opatřena vrstvou getru. Tyto kovové plechy jsou výhodně svařeny s přívodním drátem proudu elektrody, tvořené šroubovité navinutým drátem. Tím se umožní jednoduchá konstrukce nosiče elektrody.

Podle výhodného provedení vynálezu má kovový plech tvar písmene U, přičemž getrovací materiál a vrstva obsahující rtuť jsou naneseny na různých ramenech kovového plechu a ramena tvaru písmene U kovového plechu jsou uspořádána kolmo k podélné ose výbojové nádoby.

-2 CZ 294861 B6

Nízkotlaká výbojka má dva nosiče elektrody s výhodou spojené s konci výbojové nádoby, přičemž na jednom z nosičů elektrody je upevněno nosné tělísko.

Na každém nosiči elektrody je s výhodou upevněno jedno nosné tělísko. Nosné tělísko je s výhodou upevněno na přívodním drátu proudu nosiče elektrody. Obsah rtuti ve vrstvě obsahující rtuť je s výhodou menší než 10 mg.

Podle výhodného provedení vynálezu je vnější průměr výbojové nádoby ve tvaru trubky menší nebo roven 16 mm.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na několika výhodných příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje schematicky pohled ze strany na konec nízkotlaké výbojky podle prvního příkladu provedení vynálezu, obr. 2 schematicky pohled na konec výbojky z obr. 1 natočený o 90°, obr. 3 schematicky pohled ze strany na konec nízkotlaké výbojky podle druhého provedení vynálezu, obr. 4 schematicky pohled ze strany na konec výbojky z obr. 3 natočený o 90°, obr. 5 schematicky pohled ze strany na konec nízkotlaké výbojky podle třetího příkladu provedení vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

U výbojky podle vynálezu se jedná o rtuťovou nízkotlakou výbojku, zejména o výbojku s fosforeskující hmotou. Tato výbojka má výbojovou nádobu JO, 20, 40 ve tvaru trubky, která může mít rovný tvar nebo může být ohnuta do tvaru písmene U nebo může být ohnuta také vícenásobně. S konci výbojové nádoby 10, 20, 40 je vždy ztaven jeden nosič 11, 21, 41 elektrody. Nosiče 11, 21, 41 elektrody mají vždy jednu elektrodu 11a, 21a, 41a tvaru šroubovité navinutého drátu a dva s konci elektrod 11a, 21a, 41a tvaru šroubovité navinutého drátu elektricky vodivě spojené přívodní dráty 1 lb, 1 lc, 21b, 21c, 41b, 41c proudu. Elektrody 1 la, 21a, 41a ve tvaru šroubovité navinutého drátu jsou uspořádány ve vnitřním prostoru výbojové nádoby 10, 20, 40 a kolmo k podélné ose A-A konce výbojové nádoby 10, 20, 40. Vnější průměr výbojové nádoby 10, 20, 40 je přibližně 16 mm. Na jednom z obou nosičů 11, 21, 41 je upevněn kovový plech tvořící nosné tělísko 12, 22, 32, opatřený vrstvou 14, 24, 44 getrovacího materiálu a vrstvou 13, 23, 43 obsahující rtuť. Kovové plechy fungují jako nosná tělíska 12, 22, 42 pro vrstvu 14, 24, 44 getrovacího materiálu a pro vrstvu 13, 23, 43 obsahující rtuť. U vrstvy 14, 24, 44 getrovacího materiálu se jedná o zirkon-hliníkový getr a u vrstvy 13, 23, 43 obsahující rtuť o slitinu rtuťtitan. Přívodní dráty 11b, 1 lc, 21b, 21c, 41b, 41c proudu jsou vyvedeny na konci výbojové nádoby 10, 20, 40. Množství rtuti vnesené do výbojové nádoby 10, 20, 40 pomocí nosného tělíska 12, 22, 42 je vždy přibližně 3 mg. Potud jsou všechny příklady provedeny stejně.

Na obr. 1 a 2 je schematicky znázorněn konec nízkotlaké výbojky podle prvního příkladu provedení vynálezu. Konec výbojové nádoby 10 je s nosičem 11 elektrody spojen dohromady na způsob takzvaného zatavení talířové patky. Nosič 11 elektrody sestává ze skleněné talířové patky

-3 CZ 294861 B6 íOd, jejíž rozšířený okraj llf je plynotěsně spojen s koncem výbojové nádoby 10, z elektrody 1 la tvaru šroubovité navinutého drátu uspořádaného kolmo k podélné ose A-A konce výbojové nádoby 10 a ze dvou přívodních drátů 1 lb, 1 lc proudu, které jsou vždy elektricky vodivě spojeny s jedním koncem elektrody 11a tvaru šroubovité navinutého drátu, a které jsou zataveny do skleněné talířové patky 1 Id. Skleněná talířová patka 1 ld je opatřena čerpací trubičkou 1 le, která slouží k evakuování výbojové nádoby W. Na jeden přívodní drát 11b proudu je přivařen v podstatě rovný kovový plech obdélníkového tvaru, jehož jedna strana nese vrstvu 13 obsahující rtuť, zatímco druhá strana je opatřena vrstvou 14 getrovacího materiálu. Kovový plech je směrován kolmo k podélné ose A-A, takže dolní strana kovového plechu, tvořícího nosné tělísko 12, opatřená vrstvou 14 getrovacího materiálu je přivrácena ke skleněné talířové patce lid a horní strana kovového plechu, tvořícího nosné tělísko 12, opatřená vrstvou 13 obsahující rtuť je přivrácena k elektrodě 1 la tvořené šroubovité navinutým drátem. Aby se usnadnilo svaření nosného tělíska 12 s přívodním drátem 1 lb proudu, má nosné tělísko 12 na svém okraji v pravém úhlu odehnutý svařovací praporek 12a.

Obr. 3 a 4 znázorňují schematicky konec nízkotlaké výbojky podle druhého příkladu provedení vynálezu. Konec výbojové nádoby 20 je také zde, zcela analogicky s prvním příkladem provedení, spojen zatavením s nosičem 21 elektrody způsobem tak zvaného zatavení talířové patky. Nosič 21 elektrody druhého příkladu provedení se neodlišuje od nosiče 11 podle prvního příkladu provedení. Sestává rovněž z elektrody 21a tvořené šroubovité navinutým drátem, dvou přívodních drátů 21b, 21c proudu a ze skleněné talířové patky 21 d opatřené čerpacím stonkem 21e. jehož rozšířený okraj 2 lf je spojen s koncem výbojové nádoby 20 zatavením. Na rozdíl od prvního příkladu provedení má druhý příklad provedení kovový plech, ohnutý do tvaru písmene U, který slouží jako nosné tělísko 22 pro vrstvu 24 getrovacího materiálu a vrstvu 23 obsahující rtuť. Základní část spojující obě ramena nosného tělíska 22 tvaru písmene U je svařena s jedním přívodním drátem 21b proudu, takže vnější strany a vnitřní strany ramen písmene U jsou směrována kolmo k podélné ose A-A konce výbojové nádoby 20. Vrstva 23 obsahující rtuť je nanesena na venkovní straně ramena nosného tělíska 22 tvaru písmene U, přivrácené k elektrodě 21a tvaru šroubovité navinutého drátu, zatímco vrstva 24 getrovacího materiálu je nanesena na venkovní straně druhého ramena nosného tělíska 22 tvaru písmene U, přivrácené ke skleněné talířové patce 21d.

Obr. 5 znázorňuje schematicky konec nízkotlaké výbojky podle třetího příkladu provedení vynálezu. Nosič 41 elektrody sestává u tohoto příkladu provedení z elektrody 41a tvaru šroubovité navinutého drátu, směrované kolmo k podélné ose A-A konce výbojové nádoby 40, dvou přívodních drátů 41b, 41c proudu a skleněné perly 41d. Přívodní dráty 41b, 41c jsou vždy elektricky vodivě spojeny s jedním koncem elektrody 41a tvaru šroubovité navinutého drátu a zataveny do skleněné perly 41d. Skleněná perla 41d poskytuje nosiči 41 elektrody mechanickou stabilitu. Konec výbojové nádoby 40 je plynotěsně uzavřen stlačitelným těsněním 40a. Přívodní dráty 41b, 41c proudu jsou stlačitelným těsněním 40a plynotěsně zataveny a vyčnívají z konce výbojové nádoby 40. Na přívodní drát 40b proudu je navařen kovový plech tvořící nosné tělísko 42, jehož jedna strana nese vrstvu 43 obsahující rtuť, zatímco na druhé straně je vrstva getrovacího materiálu 44. Nosné tělísko 42 je uspořádáno kolmo k podélné ose A-A konce výbojové nádoby 40, takže dolní strana nosného tělíska 42, opatřená vrstvou getrovacího materiálu 44, je přivrácena k stlačitelnému těsnění 40a a horní strana nosného tělíska 42, opatřená vrstvou 43 obsahující rtuť, je přivrácena k elektrodě 41a tvaru šroubovité navinutého drátu. Aby se usnadnilo svaření nosného tělíska 42 s přívodním drátem 41b proudu, má nosné tělísko 42 na svém okraji v pravém úhlu odehnutý svařovací praporek 42a.

Vynález se neomezuje jen na shora blíže vysvětlené příklady provedení. Je také možné upevnit nosná tělíska podle prvního a třetího příkladu provedení, například pomocí upevňovacího drátu, ve skleněné talířové patce, popřípadě ve skleněné perle. Kromě toho se mohou místo slitiny rtuťtitan použít také jiné slitiny obsahující rtuť nebo sloučeniny pro vrstvu obsahující rtuť pokrývající nosné tělísko podle vynálezu.

Claims (9)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Nízkotlaká výbojka s výbojovou nádobou (10, 20, 40) ve tvaru trubky, s nejméně jedním nosným tělískem (12, 22, 42) uspořádaným ve vnitřním prostoru výbojové nádoby (10, 20, 40), přičemž výbojová nádoba (10, 20, 40) má alespoň v oblasti svých konců podélnou osu (A-A), nosné tělísko (12, 22, 42), popřípadě nosná tělíska, má nejméně jednu první plochu, která je opatřena vrstvou (13, 23, 43) obsahující rtuť, a nejméně jednu druhou plochu, která je opatřena vrstvou (14, 24, 44) getrovacího materiálu, přičemž alespoň jak první plocha, opatřená vrstvou (13, 23, 43) obsahující rtuť, tak i druhá plocha, opatřená vrstvou (14, 24, 44) getrovacího materiálu, nosného tělíska (12, 22, 42), popřípadě nosných tělísek, jsou skloněny vůči podélné ose (A-A) v úhlu nejméně 30°, vyznačující se tím, že plochy potažené vrstvami (13, 14, 23, 24, 43, 44) nosného tělíska (12, 22, 42), popřípadě nosných tělísek, jsou uspořádány kolmo k podélné ose (A-A).

2. Nízkotlaká výbojka podle nároku 1, vyznačující se tím, že nosné tělísko (12, 22, 42), popřípadě nosná tělíska, je provedeno z kovového plechu.

3. Nízkotlaká výbojka podle nároku 2, vyznačující se tím, že vrstva (14, 24, 44) getrovacího materiálu a vrstva (13, 23, 43) obsahující rtuť jsou uspořádány na různých stranách nebo plochách kovového plechu nosného tělíska (12, 22, 42).

4. Nízkotlaká výbojka podle nároku 2, vy z n a č u j í c í se t í m , že kovový plech nosného tělíska (22) má tvar písmene U, přičemž vrstva (24) getrovacího materiálu (24) a vrstva (23) obsahující rtuť jsou naneseny na různých ramenech kovového plechu nosného tělíska (22) a ramena tvaru písmene U kovového plechu nosného tělíska (22) jsou uspořádána kolmo k podélné ose (A-A) výbojové nádoby (20).

5. Nízkotlaká výbojka podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se t í m , že má dva nosiče (11, 21, 41) elektrody spojené s konci výbojové nádoby (10, 20, 40), přičemž na jednom z nosičů (11, 21, 41) elektrody je upevněno nosné tělísko (12, 22, 42).

6. Nízkotlaká výbojka podle nároku 5, vyznačující se tím, že na každém nosiči (11, 21, 41) elektrody je upevněno jedno nosné tělísko (12, 22, 42).

7. Nízkotlaká výbojka podle nároku 5 nebo 6, vyznačuj ící se t í m , že nosné tělísko (12, 22, 42) je upevněno na přívodním drátu proudu nosiče (11,21,41) elektrody.

8. Nízkotlaká výbojka podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsah rtuti ve vrstvě (13, 23, 43) obsahující rtuť je menší než 10 mg.

9. Nízkotlaká výbojka podle nároku 1, vyznačuj ící se t í m , že vnější průměr výbojové nádoby (10, 20, 40) ve tvaru trubky je menší nebo roven 16 mm.