HU196861B - Low colour-temperature high-pressure metal-halide lamp with good colour reproduction - Google Patents

Description

A találmány tárgya alacsony színhőmérsékletű, jó szmvisszaadású nagynyomású fómhalogónlámpa, melynek magas olvadáspontú, fényátercsztő, előnyösen kvarcüveg kisülőedénye és legalább két főclektródja van, melyek a kisülőedény egyik végébe, vagy átellenes végeibe vaun ak beforrasztva, a kisülőedényben indítógázként nemesgáz(ok), puITcrgázként higanytóltés és működési állapotban telítettséget biztosító mennyiségben Dy-, I Io- és Nahaloid ésadott esc tbenTl-és/vagyLi-haloidadalékvan, a kisülőedény fényáteresztő burában van elhelyezve, melybe az árambevezetók a bura egyik vagy mindkét végén vannak bevezetve.

Az EP 0049545 szabdalná iratból olyan fémhalogénlámpa ismerhető meg, melyben ritka földfémként prazcodimium, ncomidium és lutéeium, valamint nátrium, higany és nemesgáz van, ahol a ritka földfém és μ nátrium mólaránya 1:1—1:20 tartományban van, a higany mennyisége a kisiilőcsőben 2—100 mg/cm³ között van, ősa ritkaföldfém/nátrium arány és a higany mennyisége a lámpa névleges teljesítményével fonlítottan arányos. A leírás 12, illetve 11 pólája szerint Ra-“66—71 értékúáltalános színvisszaadási index volt elérhető 3515 K, illetve 3440 K színhőmérséklet mellett.

A DE-OS 25 19 377 szabadalmi leírás szerint a 4500 K alatti színhőmérséklet ritkaföldfém-haloid, alkáli-, földalkáli- és talliumhalogenid adalékolásával, valamint kék szűrő alkalmazásával érik el. Kék szűrőként ónjodidot alkalmaznak, melyet adalékként visznek be a töltetbe, a kék szűrőt bevonatként viszik fel a kisülőcsőre, vagy beleadják a kisülőcső, illetve a külső bura anyagába. Ennél a megoldásnál jelentős problémát okoz az ón alkalmazása a kisülőtérben ívbeszűkítő hatása miatt. A beszűkült ív, különösen hosszabb működés után megtámadhatja a kisülőedény falát és megrövidítheti a lámpa élettartamát. A leírásban példaként ismertetett lámpában diszprózium, nátriumjodid, talliumjodid és ón,valamint higanyjodid, továbbá bróm van. Működés során nátrium ionok diffundálnak ki a kisülőedényből a kvarcfalon keresztül, halogénfclcslcgct hagyva a kisűlőcdénybcn. Ez további ívbcszűkülést eredményez, ami a lámpa kialvási tulajdonságait is rontja. A beszűkült ív káros hatásának kompenzálására az ismertetés szerint elcktródstabilizált ívet használnak, azaz kisméretű rövid kisűlőcsövet alkalmaznak. Ennek viszont az a liátránya, hogy a nagy Túlterhelés és a fokozott feketedés miatt lerövidül a lámpa hasznos élettartama. Ennek ellensúlyozására bróraot alkalmaznak, ami viszont az elektródok fokozott korrózióját eredményezi.

Hasonló jellegű problémák léphetnek fel a DE-OS 26 55 167 számú szabadalmi leírásban ismertetett nagynyomású fémhalogénlámpánál is, melyben szintén ón- és nátriuiphalogenidct használnak az alacsony színhőmérséklet elérésére. A példaképpeni megvalósításnál 3000 K korrelált színhőmérséklet mellett Ra=75 általános színvisszaadást indexet sikerült elérni.

Díszpróztum, holiniuin, tullíum, tallium, nátrium, higany és jód tartalmú lámpát ismertetnek Dobrusskin cs mások egy publikációban [TcchnÍsch-WissenschftIichc Abhandlungcn der Osram-Gesellschaft, 12 kötet (1986) p: 11—30], A cikkben arra a következtetésre jutnak, hogy mclcgfchér szín ritkaföldfém adalékkal nem valósítható meg, mer t a szükséges nagy fal terhelés miatt az élettartam nagyon rövid lenne.

Mivel változatlanul tényleges igény áll fenn alacsony színhőmérsékletű jó színvisszaadásé fémhalogénlámpá2 ra, minél hosszabb élettartam mellett, a fenti negatív irodalmi ismertetések ellenére találmányi célkitűzésünkké tettük ilyen lámpák kifejlesztését. A megoldás keresése során arra a felismerésre jutottunk, hogy a kisülőcsőbe adalékolt diszpróziutn-, holmium-, valamint nátrium-halóid, elsősorban jodid arányának megfelelő megválasztásával, külön kék szűrő, vagy nagy falterhelés nélkül is megvalósítható a 3000—4000 K ulacsony korrelált színhőmérséklet jó színvisszaadás mellett, anélkül, hogy az élettartamot megrövidítenénk a magasabb színhőmérsékletű lámpákhoz viszonyítva. Azt állapítottuk meg, hogy nagyobb nátrium-haloid/ritkaföldfémhaloid mólarány alacsonyabb színhőmérsékletet és valamivel roszszabh színvisszaadást, míg a kisebb mólarány magasabb színhőmérsékletet és jobb színvisszaadást eredményez. Azadalékolí talliumjodid mennyiségének változtatásával a lámpa színe minden esetben hasonlóvá volt tehető a Planck-sugárző színéhez. Céziumjodid adagolásával a ritkaföldfém adalékok ívbeszűkítő hatása csökkenthető volt még akkor is, amikor a hosszú égetés után a lámpa nátriumveszteség következtében fellépő halogénfclcslcgc további ívbcszúkülést eredményezett volna.

Fenti felismerésünket alkalmaztuk a találmány szerinti fémhalogéiüámpában. A találmány tárgya tehát alacsony színhőmérsékletű, jó színvisszaadású nagynyomású fémhalogénlámpa, melynek magas olvadáspontú, fényátcrcsztő, előnyösen kvarcüveg kisűlőcdényc és legalább két főclektródja van, melyek a kisülőedény egyik végébe, vagy átellenes végeibe vannak beforrasztva, a kisülőedényben indítógázként netnesgáz(ok), puffergázként higanytöltés és működési állapotban telítettséget biztosító mennyiségben Dy-, Ho- és Na-haloid és adott esetben TI- és/vagy Cs- és/vagy Li-Iialoid adalék van, a kisülőedéuy fényátercsztő burában van elhelyezve, melybe az árambevezetók a bura egyik vagy mindkét végén vannak bevezetve.

A találmány szerinti férnhalogénlámpát az jellemzi, hogy a kisülőedényben levő Dy- és Ho-haloid együttes mólaránya a Na-haloidhoz viszonyítva 1:1—1:4 között van, továbbá, hogy a kisülőcsőben levő fémhálóid adalékok fémjodidok.

Találmányi leírásunkat rajzmelléklettel egészítjük ki, melyben olyan példaképpeni fémhalogénlámpa kiviteli formákat mutatunk be, melyek különösen alkalmasak a talállmány megvalósítására. A rajzmclléklct az alábbi ábrákat tartalmazza:

1. ábra. A találmány szerinti 250 W-os, két végén fejelt fémhalogénlámpa vázlata.

2. ábra. Mint 1. ábra, de 150 W-os kivitelben.

Az 1. ábra szerinti kiviteli alaknál az 1 kvarcüveg kisülőedény a 2 külső kvarcburában helyezkedik el. Az 1 kvarcüveg kisülőedény két végébe van belapítvaa 3, ill. 3’ elektród, mely vagy tiszta volfrátn, vagy 1—3% tóriumoxiddal van aktiválva, vagy 1—3% diszprózium+holmiumoxiddal van aktiválva. A 4, ill. 4’ lapításban az 5, ill. 5’ Mo-fólia biztosítja a vákuumzárást. Az áram hozzávczctését a 6, ill. 6’ Mo-huzal végzi. A 2 külső kvarcbura maradékgázainak megkötését és a vákuum fenntartását a 7 cirkónium-alumínium getter biztosítja. A 2 külső kvarcbura 8, ill. 8’ lapításában helyezkedik cl a 9, ill. 9’ Mo-fólia, melyhez az áram hozzávezetését a 10, ill. 10’ Mo-huzal végzi. A 8, ill. 8' lapításokra van kötőanyaggal rögzítve a 11, ill. 11’ kerámiafej. A10,ill. 10’ Mo-huzal a 12, ill. 12’ csatlakozóhoz van hegesztve, mely biztosítja a lámpa csatlakoztatását a hálózathoz. Az 1 kvarcüveg ki-23

196 861 sülőedényben van a 13 kisülőanyag, mely nemesgázt, pl. argont, ezenkívül higanyt, diszpróziumot, holmiumot, talliumot, céziumot és jódot, esetenként brómot tartalmaz. A találmányszorosabban véve cnncka kisülőanyagnak az összetételére vonatkozik. A találmány szempontjából közömbös, hogy a nátrium kivételével a többi fémet elemi formában visszük-e be, és a jődot pl. higanyjodid formájában, vagy mindegyik fémet halóid alakban. A nátriumot célszerű halóidként adalékolni, mivel az elemi nátrium megtámadja a kvarcfelat. Az 1 kvarcüveg kisülőedény végeire 14, ill. 14’ cirkóniumdioxid hővisszaverő bevonat van felvive.

A 2. ábrán egy másik kiviteli alak látható, az alkotóelemek számozása megegyezik az 1. ábra számozásával.

Az 1. és 2. ábrán ismertetett kiviteli alakok igen előnyösek a találmány szempontjából, mivel az ilyen típusú fémhalogénlámpákban a nátrium kivándorlás sebessége kicsi, így hosszabb élettartamú lámpa készíthető. A találmány szempontjából egyébként közömbös a kiviteli alak, lehet egyik végén lapított változat is, csak az a lényeges követelmény, hogy a nátrium kivándorlása a kvarcfalon keresztül minél kisebb legyen.

Az alábbiakban az ábrákhoz kapcsolódva példákat mutatunk be a találmány megvalósítására.

1. példa

250 W-os fémhalogénlámpát készítettünk az 1. ábra szerinti alakban, melynek 1 kvarcüveg kisülőedénye 13 mm belső átmérőjű kvarcüvegcsőből készült és a 3, 3’ elektródok közötti távolság 30 mm volt. Az 1 kvarcüveg kisülőedény két vége el volt látva 14,14’ cii kondioxid hővisszaverő bevonattal. A 3,3’ elektródok kétféle emissziós anyaggal készültek. A tóriumdioxidos változat fénycsökkenése nagyobb volt, mint az 50—50 %-os diszprózium-holmiumoxidos változaté. 3, 3’ elektródok 0,7 mm átmérőjű volfrámbotra húzott kétrétegű volfrám duplaspirálból álltak. Az 1 kvarcüveg kisülőedény hidegen 60 mbarargont, 19mgtallium-céziumamalgámot,2mgnátriumjodidot tartalmazott. A nátriumjodid/diszpróziumholmium-jodid mólarány 3,6 volt. A lámpák szmhőmérsckletc3127 K, ill. 3245 K, inígszínvisszaadástindcxc79, ill. 80 volt. 10 000 órai égetés után a színhőmérséklet 2948 K, ill. 3151 K-rc változott, míg az általános szíhviszszaadási index változatlan maradt.

A mólarány megváltoztatásakor 3500—3600 K színhőmérsékletnél a szüivisszaadási index 83—84-re növekedett.

A ruólarányt 1:1-rc választva a színhőmérséklet 5000 K körüli értékre növekedett, miközben a szüivisszaadási index elérte az Ra=90 értéket.

2. példa

150 W-os fémhalogénlámpát készítettünk a 2. ábra szerinti kivitelben, melyben az adalékarányok azonosak voltak az 1. példa szerintiekkel. 3089 K és 2993 K színhőmérsékleteket, illetve 75 és 79 színvisszaadási index értékeket mértünk, mely értékek 2000 óra égetés után 3089 K, ill. 2970 Κ-re, valamint 79, ill. 83-ra változtak, vagyis a színvisszaadási index javult a színhőmérséklet számottevő változása nélkül.

Megállapítható tehát, hogy a találmány alkalmazásával a kívánt cél, az alacsony szihhőmérséklet és a jó színviszszadás együttesen megvalósítható hosszú élettartam mellett.

Claims (2)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Alacsony színhőmérsékletű, jó színvisszaadású nagynyomású fémhalogénlámpa, melynek magas olvadáspontú, fényátercsztő, előnyösen kvarcüveg kisülőedénye, és legalább két elektródja van, melyek a kvarcüveg kisiilőedeny egyik végébe, vagy átellenes végeibe vannak beforrasztva, a kvarcüveg kisülőedényben indítógázként nemesgáz(ok), puffergázként higanytöltés és működési állapotban telítettséget biztosító mennyiségben Dy-, Hoés Na-halojd és adott esetben TI- és/vagy Cs- és/vagy Lihaloid adalék van, a kvarcüveg kisülőedény külső kvarcburában van elhelyezve, melybe az árambevezelők u külső kvarcbura egyik vagy mindkét végén vannak bevezetve, azzal jellemezve, hogy a kvarcüveg kisülőedényben (1) levő Dy- és Ho-haloid együttes mólaránya a Na-haloidhoz viszonyítva 1:1—1:4 között van.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti fémhalogénlámpa, azzal jellemezve, hogy a kvarcüveg kisülőedényben (1) levő íémlialoid adalékok fómjodidok.