FR2489039A1 - DISCHARGE LAMP IN HIGH PRESSURE SODIUM STEAM - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UNE LAMPE A DECHARGE DANS LA VAPEUR DE SODIUM A HAUTE PRESSION 1 MUNIE D'UNE ENCEINTE A DECHARGE 3 PRESENTANT UNE PAROI CERAMIQUE ET CONTENANT DU XENON QUI, LORS DU FONCTIONNEMENT DE LA LAMPE, PRESENTE UNE PRESSION D'AU MOINS 50KPA. LA PUISSANCE DISSIPEE PENDANT LE FONCTIONNEMENT DE LA LAMPE EST D'AU MAXIMUM 200 W. CONFORMEMENT A L'INVENTION, LA PAROI DE L'ENCEINTE A DECHARGE 3 PRESENTE UNE EPAISSEUR, DONT LA VALEUR EST INFERIEURE A 0,5 MM ET AU MOINS EGALE A 0,2 MM. ON OBTIENT UNE LAMPE PRESENTANT UN FLUX LUMINEUX SPECIFIQUE AUGMENTE.THE INVENTION RELATES TO A LAMP FOR DISCHARGE IN HIGH PRESSURE SODIUM VAPOR 1 EQUIPPED WITH A DISCHARGE ENCLOSURE 3 PRESENTING A CERAMIC WALL AND CONTAINING XENON WHICH, DURING THE OPERATION OF THE LAMP, PRESENTS A PRESSURE OF AT LEAST 50KPA . THE POWER DISSIPATED DURING THE OPERATION OF THE LAMP IS A MAXIMUM 200 W. ACCORDING TO THE INVENTION, THE WALL OF THE DISCHARGE ENCLOSURE 3 HAS A THICKNESS, THE VALUE OF WHICH IS LESS THAN 0.5 MM AND AT LEAST EQUAL. At 0.2 MM. A LAMP IS OBTAINED WITH A SPECIFIC INCREASED LUMINOUS FLOW.
Description
2ksgo3g2ksgo3g
"Lampe à décharge dans la vapeur de sodium à haute pres- "High-pressure sodium vapor discharge lamp
sion." L'invention concerne une lampe à décharge dans la vapeur de sodium à haute pression dissipant, en régime, une puissance d'au maximum 200 W, munie d'une enceinte présentant une paroi céramique, dans laquelle sont disposées des électrodes entre lesquelles s'effectue la décharge lors du fonctionnement de la lampe, enceinte qui contient du sodium, du mercure et du xénon, le xénon présentant en régime une pression d'au moins The invention relates to a discharge lamp in high-pressure sodium vapor dissipating, in regime, a power of at most 200 W, provided with an enclosure having a ceramic wall, in which electrodes are arranged between which is the discharge during operation of the lamp, enclosure containing sodium, mercury and xenon, xenon having a pressure regime of at least
50 kPa.50 kPa.
Une telle lampe, qui est d'un emploi fréquent actuelle- Such a lamp, which is of frequent use today-
ment, est connue de la demande de brevet français NO is known from the French patent application NO
7 810 778. Ces lampes permettent d'atteindre un flux lumi- 7 810 778. These lamps make it possible to achieve a luminous flux
neux spécifique élevé. Le xénon sert de gaz tampon addition- high specificity. Xenon serves as a buffer gas
nel à côté du mercure. Les gaz tampons limitent les pertes next to the mercury. Buffer gases limit losses
de conduction se produisant dans l'enceinte à décharge pen- conduction occurring in the discharge chamber
dant le fonctionnement de la lampe. Dans les lampes présen- the operation of the lamp. In the lamps
tent une pression de xénon assez élevée, les pertes de con- a fairly high xenon pressure, the losses of
duction sont notablement plus faibles que celles se produi- are significantly lower than those produced by
sant dans les lampes ne contenant que du mercure comme gaz in lamps containing only mercury as gas
tampon. On a constaté que, lors du fonctionnement, la tem- buffer. It has been found that, during operation, the
pérature la plus élevée de la paroi de l'enceinte de la lampe connue est inférieure à celle d'une lampe comparable ne contenant que le mercure comme gaz tampon. Il en résulte une The highest temperature of the wall of the chamber of the known lamp is lower than that of a comparable lamp containing only mercury as a buffer gas. This results in a
limitation du flux lumineux spécifique obtenable. Cela s'ap- limitation of the specific luminous flux obtainable. This is happening
plique notamment aux lampes de puissance réduite, notamment in particular to lamps of reduced power, in particular
de puissances inférieures à 200 W. L'invention vise à indi- with a power of less than 200 W. The aim of the invention is to indicate
quer une méthode permettant d'éviter, au moins partielle- a method to avoid, at least partially
ment, ledit inconvénient.this disadvantage.
Conformément à l'invention, une lampe à décharge dans According to the invention, a discharge lamp in
la vapeur de sodium à haute pression du genre mentionné ci- high pressure sodium vapor of the kind mentioned above
dessus est caractérisée en ce que la paroi de l'enceinte présente une épaisseur, dont la valeur est inférieure à above is characterized in that the wall of the enclosure has a thickness, the value of which is less than
0,5 mm et égale à au moins 0,2 mm. 0.5 mm and equal to at least 0.2 mm.
Dans une lampe à décharge dans la vapeur de sodium à haute pression conforme à l'invention, le flux lumineux 24q9039 spécifique est augmenté par rapport à la lampe connue, dont In a high-pressure sodium vapor discharge lamp according to the invention, the specific luminous flux 24q9039 is increased with respect to the known lamp, of which
une épaisseur de paroi de 0,6 mm constitue une dimension cou- a wall thickness of 0.6 mm is a common dimension
rante. On admet que cela est dû entre autres à la tempéra- rante. It is admitted that this is due, among other things, to the temperature
ture augmentée de la paroi relativement mince de l'enceinte. increased ture of the relatively thin wall of the enclosure.
Une telle augmentation de la température aboutit à une va- riation plus uniforme du profil de température radial du remplissage de l'enceinte. On a constaté qu'un tel profil Such an increase in temperature results in a more uniform variation of the radial temperature profile of the enclosure fill. It has been found that such a profile
de température est favorable pour l'obtention d'un flux lu- temperature is favorable for obtaining a lu-
mineux sp9cifique plus élevé. On obtient l'avantage que, higher specific thinning. We get the advantage that,
dans des épaisseurs choisies dans la gamme indiquée, la pa- in thicknesses selected from the range indicated, the
roi de l'enceinte résiste suffisamment à l'attaque du rem- King of the enclosure is sufficiently resistant to the attack of the
plissage de l'enceinte, ce qui n'était pas à prévoir. pleating of the enclosure, which was not to be expected.
Si l'épaisseur de paroi est choisie inférieure à 0,2 mm, If the wall thickness is chosen less than 0.2 mm,
les impuretés inévitables du matériau de la paroi et les dé- the unavoidable impurities of the wall material and the
fauts du réseau dans la paroi peuvent créer des zones si faibles dans la paroi de l'enceinte que cette dernière n'est pas étanche au gaz, voire présente des ruptures. Pendant la vie de la lampe, une enceinte non étanche au gaz amène à network faults in the wall can create such weak areas in the wall of the enclosure that the latter is not gastight, or even breaks. During the life of the lamp, a non gas-tight enclosure leads to
disparition des composants de remplissage de l'enceinte. disappearance of the filling components of the enclosure.
Lors du fonctionnement de la lampe, il en résulte une forte augmentation de la tension d'arc et une variation du point During the operation of the lamp, this results in a sharp increase in the arc voltage and a variation of the point
de couleur du rayonnement émis par la lampe. color of the radiation emitted by the lamp.
Par "paroi céramique" il y a lieu d'entendre une paroi By "ceramic wall" it is necessary to hear a wall
en matériau polycristallin, par exemple de l'oxyde d'alumi- polycrystalline material, for example alumina
nium fritté dense, ou un matériau monocristallin, par exem- dense sintered nium, or monocrystalline material, for example
ple du saphir.full of sapphire.
Il y a lieu de noter qu'un profil de température amé- It should be noted that an improved temperature profile
lioré pourrait être atteint par réduction du diamètre inter- could be achieved by reducing the inter-
ne de l'enceinte. Toutefois, les lampes d'une puissance in- do not of the enclosure. However, lamps of
férieure à 200 W présentent l'inconvénient que, en cas de fonctionnement sur une source de tension alternative, les crêtes de ré-amorçage nécessaires augmentent par suite du refroidissement important de la décharge pendant le passage par zéro du courant. De plus, le rendement total de la lampe below 200 W have the disadvantage that, when operating on an AC voltage source, the necessary re-priming peaks increase as a result of the significant cooling of the discharge during the zero crossing of the current. In addition, the total output of the lamp
en est affecté.is affected.
De préférence, la paroi de l'enceinte d'une lampe à décharge dans la vapeur de sodium à haute pression conforme à l'invention est constituée par du matériau polycristallin, Preferably, the wall of the enclosure of a high-pressure sodium vapor discharge lamp according to the invention consists of polycrystalline material,
dont au moins 80 % des cristaux présentent une grande dimen- at least 80% of the crystals have a large
sion d'au maximum 60,um. Il en résulte l'avantage que, d'une part, la paroi est étanche au gaz sans affecter, d'autre part, la transmission lumineuse à travers la paroi par suite maximum of 60 μm. This has the advantage that, on the one hand, the wall is gas-tight without affecting, on the other hand, the light transmission through the wall as a result
de limites cristallines et des défauts de réseau. crystal boundaries and network faults.
Un exemple de réalisation d'une lampe conforme à l'in- An embodiment of a lamp according to the invention
vention sera expliqué ci-après en détail à l'aide d'un des- will be explained in detail below with the aid of a
sin donné à titre d'exemple non limitatif. sin given by way of non-limiting example.
Sur le dessin, le chiffre de référence 1 désigne une In the drawing, reference numeral 1 designates a
ampoule extérieure de la lampe munie d'un côté d'un culot 2. outer bulb of the lamp with one side of a socket 2.
Dans l'ampoule extérieure est disposée une enceinte à déchar- In the outer bulb is arranged a discharge chamber
ge 3. L'enceinte à décharge 3 contient du sodium, du mercure, du xénon dans une quantité telle que, lors du fonctionnement 3. The discharge vessel 3 contains sodium, mercury, xenon in an amount such that, during operation
de la lampe, la pression du xénon est supérieure à 50 kPa. of the lamp, the xenon pressure is greater than 50 kPa.
L'enceinte à décharge 3 est munie de deux électrodes 4 et 5 The discharge vessel 3 is provided with two electrodes 4 and 5
entre lesquelles s'effectue la décharge, lors du fonctionne- between which the discharge takes place, during the
ment de la lampe. L'électrode 4 est connectée à une entrée de courant rigide 7 à l'aide d'une bande métallique 6. Cette entrée de courant 7 est reliée à un organe de connexion du of the lamp. The electrode 4 is connected to a rigid current input 7 by means of a metal strip 6. This current input 7 is connected to a connection member of the
culot 2. A son tour, l'électrode 5 est connectée, par l'in- 2. In turn, the electrode 5 is connected, by the
termédiaire d'une bande métallique 8, à une entrée de cou- metal strip 8, at a neck entrance,
rant rigide 9, qui est reliée à un autre organe de conne- 9, which is linked to another
xion du culot 2.xion of the base 2.
Le chiffre 10 désigne un starter à lueur, qui est muni d'une enveloppe en verre 10a. Dans le starter à lueur sont appliquées deux lames bimétalliques 11, 12, dont l'une est reliée à l'entrée de courant rigide 7, l'autre à l'entrée de courant rigide 9. L'enceinte à décharge de la lampe décrite est constituée par de l'oxyde d'aluminium fritté dense, dont au moins 80 % des cristaux présentent une grande dimension The numeral 10 designates a glow choke, which is provided with a glass envelope 10a. In the glare choke are applied two bimetallic blades 11, 12, one of which is connected to the rigid current input 7, the other to the rigid current input 9. The discharge chamber of the lamp described consists of dense sintered aluminum oxide, of which at least 80% of the crystals have a large dimension
d'au maximum 60 um. L'épaisseur de paroi est de 0,45 mm. up to 60 μm. The wall thickness is 0.45 mm.
Pour la réalisation de l'enceinte à décharge, on est parti d'un mélange de poudre d'oxyde d'aluminium contenant, en poids, 0,1 à 0,2 % de MgO. Le mélange est comprimé, avec 2i89o83 un liant (par exemple de la méthylcellulose) et de l'eau, de façon à obtenir une masse plastique et ensuite façonné For the production of the discharge vessel, a mixture of aluminum oxide powder containing, by weight, 0.1 to 0.2% MgO was obtained. The mixture is compressed, with a binder (for example methylcellulose) and water, to obtain a plastic mass and then shaped
dans la forme requise par extrusion. Ensuite, le mélange pul- in the form required by extrusion. Then, the pulverulent mixture
vérulent extrudé est soumis à un processus de frittage à deux phases, comme le décrit le brevet allemand n0 2 313 760. Dans la première phase, la forme tubulaire extrudée est The extruded prover is subjected to a two-phase sintering process, as described in German Pat. No. 2,313,760. In the first phase, the extruded tubular form is
chauffée dans de l'air pendant 1 à 3 heure(s) à une tempé- heated in air for 1 to 3 hours at a temperature of
rature comprise entre 11000C et 14000C. Dans la seconde phase, le chau. fage est effectué à 18000C à 19000C pendant between 11000C and 14000C. In the second phase, the chau. fage is carried out at 18000C at 19000C during
2 à 6 heures avec passage d'hydrogène. 2 to 6 hours with passage of hydrogen.
Lors du fonctionnement, la lampe décrite absorbe une puissance de 70 W et est connectée, à une source de tension alternative de 220 V, 50 Hz, par l'intermédiaire d'un ballast de stabilisation inductif d'environ 0,6 H. In operation, the lamp described absorbs a power of 70 W and is connected to an alternating voltage source of 220 V, 50 Hz, via an inductive stabilization ballast of about 0.6 H.
Ci-dessous, la colonne 1 du tableau mentionne les pa- Below, column 1 of the table mentions the
ramètres les plus importants de la lampe décrite et la co- the most important ranges of the lamp described and the
lonne 2 ceux d'une deuxième lampe conforme à l'invention. En ce qui concerne la structure, la lampe selon la colonne 2 est identique à celle selon la colonne 1, mais présente lonne 2 those of a second lamp according to the invention. As regards the structure, the lamp according to column 2 is identical to that in column 1, but
une autre pression de fonctionnement de xénon. A titre com- another operating pressure of xenon. For information
paratif, les colonnes 3 et 4 mentionnent les paramètres de parative, columns 3 and 4 mention the parameters of
deux lampes selon l'état de la technique, l'enceinte à dé- two lamps according to the state of the art, the loudspeaker
charge présentant une plus grande épaisseur de paroi et étant constituée par du matériau à gros grains. Pour le reste, la structure des lampes selon les colonnes 3 et 4 est identique load having a greater wall thickness and consisting of coarse grain material. For the rest, the structure of the lamps according to columns 3 and 4 is identical
à celle des lampes conformes à l'invention. to that of the lamps according to the invention.
(Voir tableau page 5).(See table on page 5).
248 q03S9248 q03S9
TABLEAUBOARD
lampes coformes à: lanpes selon l'état) l'invention: de la technique coform lamps with: lanpes according to the state) the invention: of the technique
1 2 3 4__1 2 3 4__
à----à__ o _ _ _ _ _ _ _ _) (Source d'alimentation (V, Hz):220,50 (Puissance dela lanpe (W): 70 (Espacenent des électrodes (mm): 31 (Diamètre interne: 3,8 (Enceinte à décharge (mm): (Epaisseur de paroi (mm) : 0,45 (Pressn de xén en l'état de:320 (fonctionnement (kPa): (Rapport en poid mercu-: 5,7 (re/sodium (Température maxiamle de:1460 (la paroi (K) (Flux lumineux spécifi-: (que (lm/W): (après 100 heures de:102 ( fonctionnement (après 2000 heures de: 97 (fonctionnement (après 3000 heures de: 95 (fonctionnement (Création de la tension (d'arc après 20000 heu-: - 1 (res de fonctionnement ( to ---- to __ o _ _ _ _ _ _ _ _) (Power source (V, Hz): 220.50 (Power of lanpe (W): 70 (Spacenate electrodes (mm): 31 (Diameter Internal: 3.8 (Discharge Chamber (mm): (Wall Thickness (mm): 0.45 (Xen Pressn in the state of: 320 (Operation (kPa): (Mercury Weight Ratio: 5, 7 (re / sodium (Max. Temperature of: 1460 (wall (K)) (Specific luminous flux: (lm / W): (after 100 hours of: 102 (operation (after 2000 hours of: 97 (operation ( after 3000 hours of: 95 (operation (Creation of the voltage (arc after 20000 hours: - 1 (operating res (
:220,50:: 220.50:
: 70: : 31:: 70:: 31:
: 3,8:: 3.8:
: 0,45:: 0.45:
:709:: 709:
: 5,7:: 5.7:
::::
:1430:1430:
:110: o,: 110: o,
:107: 95: 107: 95
:110: 92: 110: 92
: -4: -4
: 220,50)220.50)
:70) :31): 70): 31)
8: 3,8)8: 3.8)
:) 6: o0,6):) 6: o0,6)
: 709): 709)
:):)
7: 5,7)7: 5,7)
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: 1380): 1380)
:) :) :):) :) :)
: 105): 105)
:):)
: 100): 100)
:) :97) :) :) :-6) :) :) ( Colonne (: :): 97) :) :): -6) :) :) (Column (:
((
Du tableau il ressort que dans le cas des From the table it appears that in the case of
lampes conformes à l'invention, le flux lumineux spé- according to the invention, the specific luminous flux
cifique est supérieur d'environ 5 % à celui des lampes non conformes à l'invention. Ce gain en flux lumineux This is about 5% higher than that of lamps not in accordance with the invention. This gain in luminous flux
spécifique peut être maintenu pendant la durée de vie. specific can be maintained during the lifetime.
Dans un autre exemple d'unel mpe conforme à l'invention, l'enceinte à décharge présente une paroi d'une épaisseur de 0,3 mm. La pression de xénon se produisant pendant le fonctionnement de la lampe est d'environ 1, 06.103 kPa, et la température maximale de la paroi et d'environ 1560 K. La lampe dissipe une In another example of a mpe according to the invention, the discharge vessel has a wall with a thickness of 0.3 mm. The xenon pressure occurring during operation of the lamp is about 1.06.103 kPa, and the maximum wall temperature is about 1560 K. The lamp dissipates a
puissance de 70 W et après 100 heures de fonctionne- power of 70 W and after 100 hours of operation
ment, le flux lumineux spécifique est de 113 lm/W0 Après 2000 heures de fonctionnement, le flux lumineux Specific luminous flux is 113 lm / W0. After 2000 hours of operation, the luminous flux
spécifique est de 112 lm/W.specific is 112 lm / W.
La paroi de l'ampoule est constituée par de l'oxyde d'aluminium fritté dense, dont au moins % des cristaux présentent une grande dimension d'au The wall of the ampoule is constituted by dense sintered aluminum oxide, at least% of the crystals have a large dimension of
maximum 60 /um.maximum 60 / um.
Après 2000 heures de fonctionnement, la After 2000 hours of operation, the
tension d'arc est augmentée de 3 V, alors que les in- arc voltage is increased by 3 V, while
dices du point de couleur du rayonnement émis pendant la période de 2000 heures de fonctionnement présentent les valeurs suivantes: - 0 heure de fonctionnement x = 0,544; y = 0,425 - 100 heures de fonctionnement x = 0, 544; y = o,425 - 1000 heures de fonctionnement x = 0,541; y = 0,423 the color point of the radiation emitted during the 2000 hours of operation have the following values: - 0 hours of operation x = 0.544; y = 0.425 - 100 hours of operation x = 0, 544; y = o, 425 - 1000 hours of operation x = 0.541; y = 0.423
- 2000 heures de fonctionnement x = 0,541; y = 0,424. - 2000 hours of operation x = 0.541; y = 0.424.
Il en ressort que, pendant 2000 heures de fonctionnement, le remplissage de l'enceinte à décharge reste pratiquement constant pour en ce qui concerne la It emerges that, during 2000 hours of operation, the filling of the discharge chamber remains practically constant with regard to the
quantité et la composition.quantity and composition.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |