HU199035B - Unsaturated high-pressure sodium lamp and method for fabricating thereof - Google Patents

Description

A találmány tárgya telítetlen nagynyomású nátrium lámpa, amelynek kisülő teret körülzáró kisülő edénye van, a kisülő edénynek kerámia fala van és két végén áramátvezetö elemmel van lezárva, az áramátvezetö elemekhez egy-egy elektróda van rögzítve, legalább az egyik elektróda emittáló anyaggal van ellátva, a kisülő edénynek nátriumon kívül legalább higany és egy nemesgáz töltése van.

A találmány tárgya továbbá eljárás egy ilyen lámpa előállítására.

A .kerámia fal' fogalom alatt egy olyan falat értünk, amely átlátszó kristályos fémoxidból készül, amely lehet akár monokristályos (például zafír) vagy polikristályos. Ismert polikristályos fémoxidok ebben a vonatkozásban az aluminiumoxid és ittrium-aluminium-gránit. Az anyag polikristályos alakban gáztömőrré van színtéréivé.

Ilyen lámpa ismeretes a 3 453 477 számú US-PS-böl. Az ismert lámpánál a hőmérséklet és az Na/Hg arány megfelelő megválasztásával elérték, hogy ne tudjon kialakulni nátriumaluminát. A kísérletek azonban azt mutatták, hogy nem csupán a kerámiafal fémoxidja okozza a töltésből a nátriumkomponens eltűnését, hanem több oxigénforrás is eltünteti a nátriumot. Azt találtuk, hogy egy nagyon fontos forrás az emitteranyag, például abban az esetben, amikor ez az anyag alkáliföldfém -oxidot vagy például ittriumoxidot. tartalmaz. Azt tapasztaltuk, hogy ilyen emittáló anyagnak a használata jelentősen hozzájárul a nátrium eltűnéséhez a lámpa élettartamának első néhány száz órája alatt, és a lámpa további élettartama során a nátrium kisebb, de állandó mértékben eltűnik. Jóllehet számos oxigén getter anyag ismeretes önmagában, amelyeket kisülő térben lehet alkalmazni, de ezek a fémek emittáló anyag jelenléte esetén nem tudják kielégítően elnyomni a nátriumnak, mint töltetkomponensnek az eltűnését a kisülőtérből.

Elvileg elképzelhető a nátriumveszteség kompenzálása az élettartam elején oly módon, hogy a beadagolt töltés nátriumtartalmát megnöveljük, azonban ez a lámpák gyakorlati gyártási feltételei között ipai'i méretekben alig képzelhető el reprodukálható módon. Ezen túlmenően az ilyen esetben a lámpa élettartamának első óráiban változó tulajdonságokkal rendelkezne.

A találmány elé célul tűztük ki egy olyan intézkedés kidolgozását, amellyel lehetővé válik egy telítetlen nagynyomású nátrium lámpa kidolgozása emittáló anyagot tartalmazó elektródák mellett, miközben a kielégítő fénytechnikai tulajdonságokat és a hosszú élettartamot megtarthatjuk.

A kitűzött célt a bevezetőben körülírt telítetlen nagynyomású nátrium lámpánál a találmány szerint ügy értük el, hogy a kisülő térbe, annak nyitott állapotában az Mg, Ca, Sr és Ba elemek közül egy vagy több van fémalakban, a Hg legfeljebb 10 tömegX arányában beadagolva.

A meglepő előny abban van, hogy a nátrium eltűnése minimálisra korlátozódik, és a lámpa működése során sem lépnek fel nehézségek, például amalgám képződése következtében. Ennek lehetséges magyarázata az, hogy az említett elemeknek viszonylag nagy gőznyomásuk van. A gáztöltéssel való közvetlen érintkezés következtében az említett fémek gőzei is szétoszlanak a teljes kisülő térben, amely jelentősen elősegíti egy gyors getter-hatás kialakulását. Ez éles ellentétben van az említett fémeknek olyan használatával, amikor azok egy csupán oxigént átengedő tartóval vannak körülvéve. Feltűnő továbbá, hogy a lámpa által kibocsátott fény spektrumára nincsen hatása. Abban az esetben, ha a higanyhoz képest 10 tömegX-nál nagyobb mennyiségű fémet alkalmazunk a kisülő térben, akkor a szükségszerűen képződő amalgám legalábbis késlelteti a kívánt higanynyomás kialakulását, ami további problémákat jelent, amint az ismeretes a szakirodalomból (3 558 963 sz. US-PS).

A Ba, Ca és Sr önmagában ismert töltőanyagok fényforrások vonatkozásában, amelyek a lámpa által kibocsátott fény spektrumának befolyásolására szolgálnak. Az ehhez szükséges mennyiségek azonban olyanok, hogy egyrészről a fölös mennyiségű töltés alig kerülhető el az amalgám kialakulásával kapcsolatban, és másrészről az illető fémgóz, valamint a kerámiafal fémoxidja között fellépő reakciók megtámadják a kerámiafalat.

Annak érdekében, hogy a lámpa élettartama sorén kielégítő oxigén getter hatást biztosítsunk, gyakorlatban legalább 0,5 tömegX-ot adagolunk a higany mennyiségéhez képest.

A találmány szerinti lámpát, amelyben legalább egy elektróda emittáló anyaggal van ellátva, előnyösen a következő gyártási eljárási lépésekben állítunk elő:

a kisülő edény egyik végébe egy elektródával ellátott áramátvezetőt rögzítünk gáztömören, beadagoljuk a kisülő edénybe a higanyt és a nátriumot, a kisülő edényt feltöltjük a nemesgázzal olyan nyomásra, amely a kész lámpa kívánt nyomásának felel meg, az Mg, Ca, Sr és Ba elemek közül egy vagy több fémet beadagolunk, és a kisülő edény másik végébe egy elektródával ellátott másik áramátvezetőt gáztömören rögzítjük.

Az eljárás során az áramátvezetök hermetikus lezárást biztosítanak mér a kisülő edénybe történő rögzítésükkor. A kisülő edény kerámiafala által körülzárt térben a kisülő tér hőmérsékleteinek szabályozása teljes mértékben megoldható, ami általában nagyon előnyös.

-2HU 19903ο Β

Az ezzel az eljárással kialakított, áramátvezető elemekkel ellátott kisülő edény önmagában ismert. Különösen nagynyomású nátrium lámpáknál, amelyek töltése működés közben részben telített, ezt a kialakítást 5 gyakran használják. Ugyanennek a szerkezeti kialakításnak telítetlen nagynyomású nátrium lámpánál történő alkalmazása nagy előnyt jelent, mivel ugyanazt a gyártási eljárást lehet alkalmazni, és ily módon ugyan- }Q azok a gépek és szerszámok alkalmazhatók mindkét lámpatipus gyártása során.

Egy előnyös foganatosítási mód szerint az Mg, Ca, Sr és Ba elemek közül egy vagy több fémmennyiséget legalább a higany be- 15 adagolásával egyidejűleg amalgám formájában visszük be. Ez a kis fémmennyiség következtében előnyös lehet, viszonylag alacsony forrás; pályájú folyékony amalgámot könnyen lehet előállítani. 20

A találmány szerinti lámpa egy kiviteli alakját részletesebben a mellékelt rajzok alapján az alábbiakban ismertetjük. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti lámpa oldal- 25 nézete, és a

2. ábra a nátrium mennyiségének a kisülésben való változását tünteti fel a lámpa élettartamának függvényében. 30

Az 1. ábrán egy 10 kisülő teret körülvevő 3 kisülő edény egy külső, üvegből lévő 1 burában van elhelyezve, amelynek 2 feje van, és amely 3 kisülő edény 4 és 5 árambevezetök között van. A 3 kisülő edénynek 3a 35 kerámiafala van, amelynek mindkét végén 6, áramétvezetők vannak gáztömőren rögzítve.

A 6, 7 áramétvezetők nióbium hüvelyekből vannak kialakítva. A 3 kisülő edényen belül a 6 és 7 áramétvezetők 11, 12 elektródával 40 rendelkeznek, amelyek között a lámpa működése közben a kisülés fennáll. A 11 és 12 elektródák mindegyike emittáló anyagot tartalmaz.

A 5 árambevezető kis játékkal nyúlik be 45 a 6 áramátvezető nióbium hüvelyébe. E két elem között; jó villamos érintkezést egy 8 fémhuzal biztosítja, amely például nikkelből vagy nióbiumból van.

A 3 kisülő edény töltése 3,6 mg higanyt, g₀ 0,025 mg Na-t, 100 pg Mg-t és 300 K hőmérsékleten 13,3 kPa nyomású xenont tartalmaz.

A 3 kisülő edény belső hossza 82 mm, és belső átmérője 6,8 mm. Az ismertetett lámpa névleges teljesítménye 220 W és 220 V-os, ₅₅ 50 Hz-es hálózati feszültségről történő működtetésre alkalmas.

A fentiekben ismertetett lámpát olyan eljárással állítjuk elő, amelyben a 7 áramstvezetót forrasztóüveggel gáztömőren rögzít- θθ jük a 3 kisülő edény 3a kerámiafalához. Az alkalmazott forrasztóüveg 45,4 tömeg% AI2O3-at, 5,6 tömeg% MgO-t, 38,6 tömeg% CaO-t,

8,7 tömeg% BaO-t és 1,7 tömeg% B2O3-at tartalmaz, amelyből 16 mg-ot alkalmazunk. Ezt gg

Kiadja az Országos Találmányi Hivatal, Budapest R 4391 követően a 3 kisülő edényt Hg és Na töltéssel látjuk el a fentebb ismertetett mennyiségben. A 3 kisülő edényt ekkor 23,5 kPa nyomású, 267 °C hőmérsékletű xenon atmoszférába helyezzük, ami megfelel 300 K hőmérsékleten 13,3 kPa nyomásnak. Ezt követően egy magnéziumból lévő 100 pg tömegű, pálca formát helyezünk a 3 kisülő edénybe a 6 áramátvezetövel együtt, majd ezután a 6 áramátvezetőt a 3 kisülő edénybe gáztömőren rögzítjük, éppúgy, amint a 7 áramátvezető lett rögzítve. Mindkét 11, 12 elektróda tri-bárium-ittrium-wolfamáttal, mint emittáló anyaggal van ellátva.

A 2. ábrán a 3 kisülő edényben lévő nátrium mennyisége van a függőleges tengelyre felvéve (önkényes relatív egységekben). A lámpa üzemidő órái vannak a vízszintes tengelyen. Az I görbe mutatja az összefüggést a nátrium mennyisége és az ismertetett lámpa élettartama között. A II görbe ugyanezt a kapcsolatot tünteti fel egy ugyanilyen lámpa esetében, amelynél azonban a 3 kisülő edény töltéséből az Mg hiányzik. Világosan látható, hogy az Mg nélküli lámpa esetében a nátrium mennyisége már a lámpa élettartamának kezdetén rögtön erősen csökken és alacsony szinten marad.

Claims (3)

1. Telítetlen nagynyomású nátrium lámpa, amelynek kisülő teret körülzáró edénye van, a kisülő edénynek kerámiafala van, és két végén áramátvezető elemmel van lezárva,· az áramátvezető elemekhez egy-egy elektróda van rögzítve, legalább az egyik elektróda emittáló anyaggal van ellátva, a kisülő edénynek nátriumon kívül legalább higany és egy nemesgáz töltése van, azzal jellemezve, hogy a kisülő térbe (10), annak nyitott állapotában az Mg, Ca, Sr és Ba elemek közül egy vagy több van fémalakban a Hg legfeljebb 10 t% arányában beadagolva. '

2. Eljárás az 1. igénypont szerinti telítetlen nagynyomású nátrium lámpa előállítására, amely lámpában legalább egy elektróda emittáló anyaggal van ellátva, azzal jellemezve, hogy a kisülő edény (3, egyik végébe egy elektródával (11 v, 12) ellátott áramétvezetót (6 v. 7) rögzítünk gáztömőren, beadagoljuk a kisülő edénybe (3) a higanyt és a nátriumot, a kisülő edényt (3) feltöltjük a nemesgázzal olyan nyomásra, amely a kész lámpa kívánt nyomásának felel meg, az Mg, Ca, Sr és Ba elemek közül egy vagy több fémet beadagolunk és a kisülő edény (3) másik végébe egy elektródával (11 v. 12) ellátott másik áramátvezetőt (6 v. 7) gáztömőren rögzítünk.

3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az Mg, Ca, Sr és Ba elemek közül egy vagy több fémmennyiséget legalább a higany beadagolásával egyidejűleg amalgám formájában visszük be.