HU178836B - Electric discharge lamp of ceramic bulb - Google Patents

Description

A találmány tárgya kerámiaburájú villamos kisülési lámpa, melynek kerámiaanyagú zárótagján átmenő kettő vagy több elemi szálból célszerűen' huzalból álló árambevezetője van és további legalább egy elemi szál, célszerűen huzal segédelektródának van kiképezve.

A kerámiabur^ú villamos kisülési lámpák egy részénél a kerámiaburát két végén fémtára* zárja le, amely egyben áram bevezető ij. Ilyen pl· az US 3 243 635 számú találmány szerinti kivitel.

A kerámiaburájú villamos kisülési lámpák más részénél a bura lezárása mindkét végén kerámia zárótaggal történik és az elektródát a külső áramvezetővel külön árambevezető köti össze. Ezeknél a kerámiaburájú villamos kisülési lámpáknál, amelyek burái kerámia zárótaggal vannak lezárva, problémát okoz az árambevezető beforrasztása a zárótagba a hőtágulási együtthatók különbözősége miatt. Ilyen megoldást az US 3 650 539 számú szabadalom ismertet, amelynél az árambevezető egy fémhuzal, amelyet a zárótag furatába üvegszertí forraszanyaggal forrasztanak be. A hőtágulási együtthatók különbözőségének csökkentése miatt az alumíniumoxid-kerárrtia zárótaghoz nióbíum anyagú árambevezetőt alkalmaznak.

A kerámiaburájú villamos kisülési lámpa teljesítményének növelése azonban maga után vonja, hogy a bura két végén belül elhelyezett elektródákhoz nagyobb áramot kell bevezetni, amelynek következtében az árainbevezetŐ keresztmeteetét » a megnövelt áram arányában növelni kell.

Az árambevezető keresztmetszet növelésével kapcsolatban azonban egy olyan jelenséggel találjuk szembe magunkat, hogy az egyre jobban növekvő 5 keresztmetszet következtében a burán belül a kisülési tér felől a hővezetés is megnövekszik a fém árambevezetőben és a gyújtáskor keletkező „Maökés a nagy keresztmetszetű árambevezetőn Jds hőeséssel hirtelen áthaladva mind a kerámia és a 10 fém árambevezető ragasztásánál, mind a kerámia zárótagbán károsodást, repedést okoz. Ez a jelenség annál intenzívebben jelentkezik, minél nagyobb az árambevezetőn átfolyó áram és minél nagyobb az árambevezető keresztmetszete.

Ezt a jelenséget már többen felismerték és különböző megoldásokat kerestek a fém árambevezető ragasztásában, illetve a kerámia zárótagban keletkező káros feszültségek és azok alapján adódó repedések elkerülésére.

2o Egy ilyen megoldást - amely vékonyfalú és nióbiumanyagú cső alkalmazásával kívánja megakadályozni illetve kompenzálni a káros feszültségek ébredését - az US 3 363 134 számú szabadalom ismertet. Ez a megoldás elsősorban a vékonyfalú cső rugalmasságával kívánja a gyújtásnál keletkező magas hőmérsékletből adódó káros dilatációs hatásokat csökkenteni.

Ugyanezt a problémát az US 3 992 642 számú .szabadalomban leírt kialakítás úgy kívánja megol3q datí, hogy az elektródához a kerámia zárótagon csatlakozó árambevezetőnek azt a részét, • átaely a zárótágon belül helyezkedik el, a lámpa tengelye körül spirálformájú hajlítással meghosszabbítja, miáltal a hőlökés hatását késlelteti illetve kompenzálja.

Mindkét megoldásnak több hátránya van. Az US 3 363 134 számú szabadalom szerinti kialakítás egyik ilyen hátránya, hogy a cső alakúra kiképzett árambevezető csak csökkenti, de nem küszöböli ki a hőlökés következtében keletkező dilatációs hatást. A másik hátránya, hogy a nióbiumcső alkalmazása a lámpa önköltségét oly mértékben megnöveli, hogy annak gazdaságossága nem biztosítható, miután a cső ára a tömör drót árának mintegy százszorosa, súlyegységre vonatkoztatva. Tehát a megoldás nemcsak műszakilag, hanem gazdaságilag is hátrányos.

Az US 3 992 642 számú szabadalom szerinti kialakítás hátránya pedig, hogy a spirálformára hajlított árambevezető lámpán belüli szerkezeti mérete csak bizonyos határok között hosszabbítható meg, mert egyrészt a lámpa kerámiaburájának belső mérete, másrészt az elektródák egymástól való távolsága határt szab a különleges kialakításnak és így a hőlökés hatását nem tudja teljes mértékben kompenzálni, ugyanakkor maga a spirálformájú hajlítási művelet és az elektróda csatlakozáshoz kialakított különleges fül a megoldást komplikálttá, nehézkessé teszi.

Találmányunk célja fenti hátrányok kiküszöbölésével olyan megoldás kialakítása, amely a nagyteljesítményű lámpáknál szükséges nagyobb árambevezető keresztmetszet mellett is a hőlökések következtében előálló káros dilatációs hatást megszünteti és gyakorlatban könnyen kivitelezhető megoldást ad, ugyanakkor gazdaságos, egyszerű és biztonságos.

A találmány kialakításánál az a felismerés vezetett, hogy a lámpa-teljesítmény növelésével szükségessé váló, a kerámia zárótagon átmenő és abba vákuumbiztosan befonasztott fém árambevezető keresztmetszete növelésével előálló hőlökések okozta káros dilatációs hatások — mint a forrasztás és esetleg a kerámia zárótag megrepedése — csak osztott keresztmetszetű, kettőnél több, a kerámia zárótagba egymástól elkülönítetten beforrasztott elemi szálból, célszerűen nióbhuzalból álló árambevezető alkalmazásával lehet elkerülni.

A találmány szerinti árambevezető úgy van kialakítva, hogy a zárótagba forrasztott és azon átmenő elemi szálak, célszerűen nióbhuzalok közül legalább kettő a zárótag mindkét oldalán elektromosan és hőtechnikailag rövidre van zárva és további egy elemi szál, célszerűen nióbhuzal segédelektródának van kiképezve, és az elemi szálak, célszerűen nióbhuzalok a kisülési téren kívül egymásba vannak fonva.

A találmányt a Fig 1., Fig. 2., Fig. 3. és Fig. 4, ábrák és néhány kiviteli példán keresztül kívánjuk részletesen ismertetni.

Fig. 1.

Összeállítási nézetrajz a kerámiaburájú villamos kisülési lámpát ábrázolja komplett szerelvénnyel, üvegburába foglalva és csatlakozófejjel ellátva, , >

Fig. 2.

Két oldalmetszetben és felülnézetben ábrázolja azt a kiviteli példát, amelynél négy elemi szálból, célszerűen nióbhuzalból kialakított árambevezető köti össze a kerámia zárótagon keresztül a kisülési térben elhelyezett elektródát a külső áramvezetővel.

Fig. 3.

Két oldalmetszetben ábrázolja azt a kiviteli példát, amelynél a négy elemi szálból, célszerűen nióbhuzalból álló árambevezető olyan kiképzésű, hogy négyből két elemi szál a külső áramvezetőt a kisülési térben elhelyezett elektróddal és a másik két elemi szál a külső áramvezetőt az ugyancsak a kisülési térben levő segédelektróddal köti össze.

Fig. 4.

Egy metszetben és egy felülnézetben ábrázolja azt a kiviteli példát, amelynél a három elemi szálból, célszerűen nióbhuzalból álló és a kerámia zárótagon átmenő árambevezető elemi szálai, célszerűen nióbhuzaljai mind a kisülési téren kívül, mind azon belül egymásba vannak fonva.

A találmányt a fentiekben leírt ábrák segítségével részletesen az alábbiakban ismertetjük:

A Fig. 1. ábrán a 7 lámpafejjel ellátott, semleges gázzal töltött, vagy vákuumot tartalmazó 4 üvegburába foglalt kerámiaburájú villamos kisülési lámpa kettő vagy több 10 elemi szálból, célszerűen nióbhuzalból kiképzett és a 8 kerámia zárótagba forrasztott, a kisülési térben elhelyezett 11 elektróddal összekötött és a külső végén egymásba font 9 árambevezetőjét a lámpa egyik végén az 5 tartó és a 6 külső áramvezető, a lámpa másik végén a 2 tartó és az 1 külső áramvezető köti össze a 7 lámpafejjel elektromosan. A kerámiaburájú villamos kisülési lámpa helyzetét a 4 üvegburában a 2, 5 tartó és a 12 támgyűrű biztosítja.

A Fig. 2. ábra szerinti kiviteli példán a kerámiaburájú villamos kisülési lámpa egyik vége van kirészletezve, melynek 3 kerámia buráját lezáró 8 kerámia zárótag án átmenő olyan négy darab 10 elemi szálból, célszerűen nióbhuzalból álló 9 árambevezetője van, melynek all elektródával összekötött és a kisülési térben elhelyezkedő négy darab 10 elemi szálból, előnyösen nióbhuzaljából két-két szála, célszerűen nióbhuzalja elektromosan és hőtechnikailag is rövidre van zárva és U-alakúra van meghajlítva, ugyanakkor a kisülési téren kívül a négy darab 10 elemi szál, célszerűen nióbhuzal egymásba van fonva és alkot szilárdságtanilag is merev szerkezetet.

A FIG. 2. ábra szerinti kiviteli példán bemutatott megoldást az alábbiak szerint készítjük.

A 8 kerámia zárótagon négy darab furatot készítünk és az előre U-alakúra meghajlított két darab nióbhuzalt a két-két furatba vákuumbiztosan beforrasztjuk kerámia vagy üvegszerű forrasztóanyaggal és az U-alakú nióbhuzalt all elektródával hegesztjük össze. A 10 elemi szálak, előnyösen nióbhuzalok a 8 kerámia zárótag másik oldalán levő négy darab szabad végét egymásba fonjuk. így a 10 elemi szálakból, célszerűen nióbhuzalokból kiképzett 9 áiambevezető a 8 kerámia zárótag mindkét oldalán elektromosan é» hőtechnikaüag rövidre van zárva. Fenti eljárás szerint elkészített 8 kerámia zárótagot a 3 kerámiabura végével vákuumbiztosan összeforrasztjuk. Ezen kivitel szerint kialakított 220 V/400 W-os nagynyomású nátriumgőzlámpánál a 3 kerámiabura belső átmérője 8 mm, az alkalmazott nióbhuzal átmérője 0,5 mm és a 11 wolframelekt- 5 róda magátmérője 1,2 mm.

A Fig. 3. ábra szerinti kiviteli példán a 3 kerámiaburát lezáró 8 kerámia zárótagon négy darab 10 elemi szál, előnyösen nióbhuzal megy keresztül, melyből két-két 10 elemi szál, célszerűen nióbhuzal io a kisülési téren belül elektromosan rövidre van zárva és U-alakúra van meghajlítva úgy, hogy az egyik U-alakúra meghajlított 10 elemi szál, célszerűen nióbhuzal all elektródával, a másik U-alakúra meghajlított 10 elemi szál, célszerűen nióbhuzal a 13 15 segédelektródával van elektromosan összekötve, ugyanakkor a két-két 10 elemi szál, célszerűen nióbhuzal kisülési téren kívül külön-külön össze van fonva 9a illetve 9 árambevezetővé.

A Fig. 4. ábra szerinti kiviteli példán a 9 áram- 20 bevezető a 3 kerámiaburát lezáró 8 kerámia zárótagon átmenő három darab 10 elemi szálból, előnyösen nióbhuzalból van kiképezve úgy, hogy a három darab 10 elemi szál kisülési térbe nyúló végei, melyek a 11 elektródához csatlakoznak és a ₂₅ három darab 10 elemi szál, célszerűen nióbhuzal kisülési téren kívül helyezkedő részei egymásba vannak fonva.

Találmányunkat nem kívánjuk a fenti kiviteli példákra korlátozni, hanem azt a kettő vagy annál több elemi szálból, célszerűen nióbhuzalból kiképzett és a kerámia zárótagon átmenő árambevezetővel kialakítható összes variációs lehetőségre kiterjesztjük, annál. is inkább, mert az elemi szálak száma, mérete a kerámiaburájú villamos kisülési lámpa tel· jesítményével változik.

Kísérleteink azt mutatják, hogy az elemi szálak keresztmetszetét nem célszerű 0,28 mm² fölé növelni nióbhuzal esetén, mert a keletkező hőlökések káros hatása ennél nagyobb és összefüggő keresztmetszetű huzal összeforrasztásánál a kerámia zárótagba már repedést okoz.

A találmány szerinti árambevezetőt ezért a lámpa teljesítményétől függően kettő, három, négy öt, stb. elemi szálból és tetszés szerinti formában lehet kialakítani.

A találmány szempontjából az árambevezetőt képező elemi szálak elrendezése a kerámia zárótagon indifferens. Lényeges, hogy az elemi szálak egymástól elkülönítve, külön-külön legyenek a kerámia zárótagba forrasztva bármely elrendezésben. Az elektródok összpontosítása, megtámasztása és a hegesztés megkönnyítése végett célszerű párosszámú, előnyösen kettő vagy négy darab elemi szálat alkalmazni, míg ha az elemi szálak közül egyet vagy többet segédelektródaként kívánunk felhasználni, akkor a páratlanszámú az előnyösebb. Utóbbi esetben a segédelektróda árambevezetőjén kívül a találmány szerint a főelektródához a jelen leírás útmutatása alapján az árambevezetőt legalább kettő vagy ennél több elemi szálból kell kialakítani. A találmány szempontjából az árambevezetőt alkotó elemi szálak keresztmetszete, profilja bármely formában készülhet. Könnyen belátható az is, hogy a kisülési téren belül levő elemi szál, mely az elektródához csatlakozik, nemcsak U-alakúra hajlított formában, hanem más formában, pl. a különálló egyenes elemi szálakat keresztirányban, célszerűen egyenes lemezzel összehegesztve is elektromosan és hőtechnikailag rövidre zárt kivitelt ad.

Szabadalmi igénypontok:

Claims (7)

1. Szabadalmi igénypontok:

   1. Kerámiaburájú villamos kisülési lámpa, melynek kerámiaanyagú vagy kristályos szerkezetű burája, a burán belül előnyösen két végén egy-egy elektródája, az elektródát a külső áramvezetővel összekötő árambevezetője van és a bura végeit lezáró két zárótagja közül legalább az egyik kerámiaanyagú, azzal jellemezve, hogy a külső áramvezetőt (6) az elektródával (11) a kerámia zárótagon (8) külön-külön vákuumzáróan beforrasztva átmenő két vagy több elemi szálból (10), célszerűen nióbhuzalból álló árambevezető (9) köti össze elektromosan és további, az árambevezetővel (9) elektromosan összekötött, a kerámia zárótagon (8) átmenő legalább egy elemi szál (10), célszerűen huzal segédelektródának (13) és/vagy a segédelektróda árambevezetőjének (9a) van kiképezve.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti kerámiaburájú villamos kisülési lámpa, azzal jellemezve, hogy az árambevezető (9) elemi szálai (10), célszerűen huzaljai közül legalább kettő a zárótag mindkét oldalán rövidre van zárva.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti kerámiaburájú villamos kisülési lámpa, azzal jellemezve, hogy árambevezető (9) és a segédelektróda (13) elemi szálai (10), célszerűen huzaljai a kisülési téren kívül egymásba vannak fonva.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti kerámiaburájú villamos kisülési lámpa, azzal jellemezve, hogy az árambevezető (9) elemi szálai (10), célszerűen huzaljai a kisülési téren kívül és belül egymásba vannak fonva.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti kerámiaburájú vil₄₅ lamos kisülési lámpa, azzal jellemezve, hogy az árambevezető (9) legalább két elemi szála (10), célszerűen huzalja a kisülési téren belül U-alakúra van meghajlítva.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti kerámiaburájú villa₅₀ mos kisülési lámpa, azzal jellemezve, hogy az árambevezető (9) legalább két elemi szála (10), célszerűen huzalja és a segédelektróda (13) elemi szála (10), célszerűen huzalja a kerámia zárótagba (8) tetszés szerinti helyen és elrendezésben van vákuum- ₅₅ biztosan beforrasztva.
7. 7. Az 1. igénypont szerinti kerámiaburájú villamos kisülési lámpa, azzal jellemezve, hogy az árambevezető (9) és a segédelektróda (13) elemi szála (10), célszerűen huzalja keresztmetszete tetszőleges, ₆₀ előnyösen kör alakú, mérete legfeljebb 0,3 mm² és anyaga nióbium fém.

   824658 - Zrínyi Nyomda, Budapest