HU196862B

HU196862B - Gas-discharge lamp with heat-insulation

Info

Publication number: HU196862B
Application number: HU88279A
Authority: HU
Inventors: Hanns E Fischer; Horst Hoerster; Reinhard Kersten; Lierop Joseph G Van
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1987-01-28
Filing date: 1988-01-25
Publication date: 1989-01-30
Also published as: CN88100435A; CN1010355B; DE3702481A1; JPS63193456A; EP0276888A2; HUT45794A; US4866327A; EP0276888A3

Description

A találmány tárgya gázkisülő lámpa, amelynek ionizálható gáztöltést tartalmazó, átlátszó anyagból levő kisülő edénye van, amelyet térben elválasztott, átlátszó kisülő bura vesz körül, a kisülő edénynek a külső burán belül hőszigetelő, porózus, átlátszó burája van.

A gázkisülő lámpáknak, különösen nagynyomású gázkisülő lámpáknak a kisülő edénye átlátszó és hőálló anyagból van, például kvarcüvegből vagy szintereit alumínium-oxidból. Az ilyen lámpák hagyományos gáztöltésc például nátrium és/vagy higany, és adott esetben ehhez adagolnak még fém-halogenidekct a szúiviszszaadási tényező javítása céljából. A kisülő edény hőszigetelése érdekében ismert módon az edényt egyszeres vagy kétfelú kvarcüveg csővel veszik körül (2 972 693 lajstromszámú és 3 250 934 lajstromszámú US-PS). A hődisszipáció további csökkentése érdekében a kisülő edény és a külső bura közötti térben vákuumot hoznak létre. Sok esetben, különösen kis teljesítményű gázkisülő lámpáknál, például 70 W-nál kisebb teljesítményű lámpáknál a kisülő edénynek külső kvarcüveg csővel való hőszigetelése nem elégséges, mivel a kisülő edény és a külső bura közötti távolság túlságosan kicsi.

A 481 320 számú GB-PS egy a bevezetőben körülírt gázkisülő lámpát ismertet, amelynél a bura üveggyapotot tartalmaz. Az ilyen bura a kisülő edény által kibocsátott fényt szétszórja, és ennek következtében annak fókuszálása nehézkessé válik. Ennek elkerülése érdekében az ilyen burának a töltése viszonylag laza kell, hogy legyen, aminek következtében azonban a hőszigetelés korlátozott.

A találmány elé célul tűztük ki egy olyan gázkisüló lámpa kidolgozását, amelynek a burája a kisülő edény hőszigetelését kielégítően biztosítja, ugyanakkor a kibocsátott fényt nem, vagy lényegében nem befolyásolja.

A kitűzött célta bevezetőben körülírt gázkisülőIá inpávai a találmány szerint úgy értük cl, hogy a bura a kisülő edényt legalább részben körülvevő mikroporózus aerogél.

Egy ilyen mikroporózus acrogcl egy térhálós, szilárd test tömeg, amelynek nyitott pórusai és kis sűrűsége van (legnagyobb sűrűsége kisebb, mint a szilárd test anyagának 10 %-a). A szilárdtest részecskék közötti üregek átmérője ekkor kisebb mint a fény hullámhossza, például 0,03 és 0,2 pm között, előnyösen 0,04 és 0,09 pm között van. Ily módon az ilyen aerogél a fényt csak nagyon kis mértékben szórja.

A kisülő edény burája szilícium-oxid aerogélből van. Ezek az acrogélek nagyon hőállóak. Fényelnyclésük elhanyagolhatóan kicsi.

Ezen aerogélck hőszigetelése következtében a kisülő edény által kibocsátott hősugárzást lecsökkenti oly mértékben, hogy kisebb kisülő edény méretekkel, amelyek azonban még műszakilag jól kézben tarthatók, a lámpa csatlakozási teljesítménye csökkenthető, vagy adott teljesítménynél nagyobb kisülő edény méretet alkalmazva a gyártás lényegesen leegyszerűsíthető.

A találmány szerinti gázkisülő lámpa egy további kiviteli alakjánál a bura egy összefüggő massza, amely szorosan körülveszi a kisülő edényt. Ennél a kiviteli alaknál az aerogél a kisülő edény köré önthető. Egy ilyen bura, amellett, hogy hőszigetelést biztosít, kiváló védelmet nyújt a kisülő edény felrobbanása ellen. Ha a kisülő edény teljesen körül van véve acrogéllcl, akkor a hőcloszlás a kisülő edény mentén sokkal egyenletesebb lesz. Ez előnyösen befolyásolja a lámpa több jellemzőjét, így például stabilabb lesz a színvisszaadás, a lámpa helyzet:'Ő1 függetlenebb lesz, továbbá a liőmérsékletcsúcsok kö vetkeztében nagyobb lesz a mechanikai szilárdsága, és igya kisülő edény rekrisztallizációs hajlama csökken.

A kisülő edény és a külső bura közötti teret teljesen ki lehet tölteni aerogéllel. Ennek az az előnye, hogy az aerogél a kisülő edény mechanikai tartását is biztosítja, és ezért további tartócszközökrc, amelyek a fénykibocsátást akadályozzák, elhagyhatók. A bura állhat aerogél részecskékből, vagy egy egybefüggő masszából. Ez a maszsza azért előnyös, mivel az aerogél ésa külsőbura határán létrejövő fényszórás ily módon csökken.

Ha a találmány szerinti gázkisülő lámpa egy további előnyös kiviteli alakja szerint a kisülő edényt legalább részben egy aerogél idomtcsttel vesszük körül, amely a kisülő edény külső alakjához illeszkedik, akkor ez az idomícst külön is gyártható, és a kisülő csőre ráhelyezhető a lámpa szerelése során.

Ha a kisülő edényben elektródák vannak, akkor ez a bura két részből állhat, és ekkor elégséges, ha ez a bura a kisülő edényt csak a lámpa elektródáinak részén veszi kőiül. Azt találtuk, hogy csupán az elektródákat körülvevő bura elégséges lehet a hőszigetelés szempontjából.

Ha a kisülő csövet egy aerogéllel körülvesszük, akkora kisülő edény és a külső bura közötti vákuummal szemben támasztott követelmények, valamint a külső bura hőtűrésével szembeni követelmények csökkenthetők, ezért a találmány szerinti megoldás egy további lehetséges kiviteli alakjánál ez a külső bura műanyagból is lehet

A találmány szerinti megoldás egy másik kiviteli alakja szerint a külső burának reflektor alakja van, vagyis a külső bura külső vagy belső oldalán visszaverő réteggel van ellátva. Ebben az esetben a gázkisülő lámpa vetítőlámpaként alkalmazható.

A találmány szerinti lámpa lehet egy nagynyomású gázkisülő lámpa, de lehet egy kisnyomású higanygőz kisülő lámpa is.

A találmány szerinti megoldást az alábbiakban a mellékelt rajzok segítségével kiviteli példák kapcsán ismertetjük részletesebben, ahol az

1. ábra egy nagynyomású fém-halogenid kisülő lámpa részleges hosszmetszete, amelynél a kisülő edény köré aerogél van öntve, a

2. ábra egy kisnyomású nátriumgőz kisülő lámpa részleges hosszmetszete, amelynél a kisülő edény és a külső bura közötti tér aerogél részecskékkel van kitöltve, a

3. ábra egy nagynyomású nátriumgőz kisülő lámpa hosszmetszete, amelynek a végein aerogél bura van, a

4. ábra egy nagynyomású fém-halogenid kisülő lámpa részleges hosszmetszete, amelynek reflektor-alakú külső burája van.

Az 1. ábrán látható nagynyomású fém-halogenid kisülő lámpának kvarcüvegből levő 1 kisűlőetlénye van, amelyben ionizálható gáztöltés és két 2 elektróda van elrendezve, amelyek összekötő 3 vezetéke 4 közbenső darabokhoz va n hegesztve. A 4 közbenső darabok egy erős 5 pólusvezetékhez csatlakoznak, amelyek a lámpa 6 fejéhez vannak kötve. Az 1 kisülő edényt meghatározott távolságban egy üvegből levő külső 7 bura veszi körül.

Az 1 kisülő cső a külső 7 burán belül egy porózus, átlátszó 8 acrogéllcl van körülvéve, amely például szilíciumdioxid aerogél. Ebben az cselben a 8 aerogél teljesen az 1 kisülő edény köré van öntve [a szálícium-dioxid aerogél gyártása a „Journal of Non-Crystalline Solids”, 82. szám (1986), 265—270. oldal, Amsterdam].

196 862

A 2. ábra egy kisnyomású nátriumgőz kisülő lámpát tűntet fel, amelynek U-alakú 9 kisülő edénye van, amelynek ionizálható gáztöltésc és a nátriumot befogadó, oldalirányú 10 bemélyedései vannak. Az U-alakú 9 kisülő edény végeinél 11 elektródák vannak elrendezve, amelyek csatlakozásai a lámpa 12 fejéhez vannak vezetve. A 9 kisülő edényt egy adott távolságban egy üvegből levő, külső 13 bura veszi körül. A 9 kisülő edény és a külső 13 bura közötti tér mikroporózus, gömb-alakú 14 aerogél részecskékkel van töltve, amely a 9 kisülő edény átlátszó burkolatát alkotja.

A 3. ábrán bemutatott nagynyomású nátriumgőz kisülő lámpának cső-alakú, átlátszó alumínium-oxidból levő 15 kisülő edénye van. A15 kisülő edény végei kerámia anyagból levő 16 dugókkal vannak lezárva, amelyekbe a 18 elektródákhoz vezető 17 vezetékek vannak elhelyezve. A 15 kisülő edény végein acrogélből levő 19 idomtestek vannak, ami alumínium-oxid acrogélből van, amely a 15 kisülő edényt csak a lámpa 18 elektródáinak részén veszi körül.

A 4. ábrán látható nagynyomású fémhalogenid kisülő lámpa sugárzó-alakú és 20 kisülő edénye van, amely egy külső, üvegből vagy műanyagból levő 21 burában van elhelyezve. A lámpa szerkezeti kialakítása alapvetően megfelel az 1. ábrán bemutatott lámpáénak. A külső 21 burának paraboloid alakja van, amelynek a belső oldalán 22 visszaverő réteg van. A 20 kisülő edény és a külső 21 bura közötti tér teljes egészében ki van töltve 23 aerogéllel.

Az 1. ábrán látható nagynyomású fém-halogenid gőzkisülő lámpa burkolat nélküli csatlakozási teljesítménye 35 W, és az aerogél burkolat alkalmazásával a csatlakozási teljesítményt 20 W-ra csökkenthettük, ugyanazon színhőmérséklet biztosítása mellett. Ezen túlmenően meglepő volt, hogy megjavult a fényhasznosítás, amely 78 lm/ W-ról 86 Im/W-ra növekedett. A szilícium-dioxid acrogél sűrűsége 0,16 g/cm³ volt, míg a kvarcüveg sűrűsége

2,2 g/cm³.

Az ismertetett lámpa működési feltételei nagymértékben függetlenek voltak a külső bura belsejében levő gáznyomástól. Az egyébként szokásos színhőmérsékletnek a geometriai helyzettől való függése nagymértékben lecsökkent, például az 1. ábrán Iá tható lámpánála színhőmérséklet eltérése a kisülés függőleges és vízszintes helyzete között 700 K-ről 200 K-rc csökkent.

Az alkalmazott szilícium-dioxid vagy alumínium-oxid aerogél az ultraibolya sugárzásnak jól ellenáll. Az ismertetett kisülő edény bevonatokat alkotó aerogél a kibocsátott sugárzást n látható fény tartományában észrevehetően nem nyeli cl. Az aerogél burkolatok 1000 ’C hőmérsékletig hőállóak.

Claims

Szabadalmi igénypontok ’ θ 1. Hőszigeteléssel ellátott gázkisülő lámpa, amelynek ionizálliató gáztöltést tartalmazó, átlátszó anyagból levő kisülő edénye van, amelyet térben elválasztott, átlátszó külső bura vesz körül, a kisülő edénynek a külső burán

1 β belül hőszigetelő, porózus, átlátszó burkolata van, azzal jellemezve, hogy a burkolat a kisülő edényt (1,9,15,20) legalább részben körülvevő mikroporózus aerogél (8,14, 23).

2. Az 1. igénypont szerinti gázkisülő lámpa, azzaljelle20 mezve, hogy a burkolat szilícium-dioxid aerogélből (8,

14, 23) van.

3. Az 1. igénypont szerinti gázkisülő lámpa, azzaljellemezve, hogy a burkolat alumínium-oxid acrogélből (8, 14, 23) van.

25

4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti gázkisülő lámpa, azzal jellemezve, hogy a burkolat egy összefüggő massza.

5. A 4. igénypont szerinti gázkisűlőlámpa, azzal jellemezve, hogy a massza a külső burát (21) kitölti.

3Q

6. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti gázkisülő lámpa, azzal jellemezve, hogy a külső bura (13) aerogél (14) részecskékkel van töltve.

7. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti gázkisülő lámpa, azzal jellemezve, hogy a burkolatot idomtestek

25 (19) alkotják, amelyek a kisülő edény (15) alakjához illeszkednek.

8. A 7. igénypont szerinti gázkisülő lámpa, azzaljellemezve, hogy a kisülő edényében (15) elektródák (18) vannak elhelyezve és a kisülő edény (15) az idomtestek

4q (19) által csak az elektródák (18) részén van burkolva.

9. Az 1—8. igénypontok bármelyike szerinti gázkisülő lámpa, azzal jellemezve, hogy a külső bura (7,13,21) műanyagból van.

10. Az 5. igénypont szerinti gázkisülő lámpa, azzal jellemezve, hogy a külső burának (21) reflektor alakja van.