HU205488B - Discharge vessel for high-pressure sodium vapour discharge lamp - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya kisülőedény nagynyomású nátriumgőz kisülőlámpához, mely áttetsző alumíniumoxid kisülőcsőből (1), árambevezetőkből és a kisülőedény belsejében ezekhez kapcsolódó elektródokból áll és kisülőanyagként nátriumot és higanyt, indítógázként pedig nemesgázt tartalmaz. A találmány szerinti kisülőedényt az jellemzi, hogy a kisülőcső (31) végein a kisülőcsővel (31) egy egységet képező záróperemek (30,30’) vannak és ezekben egy nagyobb méretű furat (32) és egy kisebb méretű furat (38) van központosán kialakítva, a nagyobb méretű furatba (32) nióbiumból vagy ötvözeteiből álló árambevezető cső (34), a kisebb méretű furatba (38) ugyancsak nióbiumból vagy ötvözeteiből álló árambevezétő huzal (39) van üvegzománc forrasztásokkal (33, 37) hermetikusan beforrasztva, és az árambevezető cső (34) szívónyílással (36) van ellátva. (1. ábra) 30. z34 -37 -32 -35 l.ábraHU 205 488 B A leírás terjedelme: 4 oldal (ezen belül 1 lap ábra)

Description

A találmány tárgya nagynyomású nátriumgőzlámpa kisülőedénye, mely áttetsző, többnyire alumúiiumoxid kisülőcsőből, árambevezetőkből és a kisülőedény belsejében ezekhez kapcsolódó elektródokból áll és kisülőanyagként nátriumot és higanyt, indxtógázként pedig nemesgázt tartalmaz.

A nagynyomású nátriumgőz kisülőlámpa kisülőedénye általában átmérőjének többszörösét kitevő hosszúságú, leggyakrabban nagytisztaságú, poiikristályos, áttetsző kerámiacsőből, ennek két végéhez közel elhelyezett legalább egy-egy elektródból, az elektródokhoz csatlakozó árambevezetőkből, valamint az egyes alkatrészek közötti hermetikus zárást biztostó üvegzománcból áll.

A kisülőedénybe kisülőanyagként nátriumot, higanyt, továbbá kisülést indító nemesgázt adagolnak. Üzemeléskor a kisülőedény két elektródja között kialakuló kisülés hőt fejleszt, melynek hatására a nátrium és a higany egy része gőzfázisba kerül. A maradék kisülőanyag ötvözet (amalgám) alakjában a kisülőedény leghidegebb részén - a hidegponton (a hidegkamrában) - helyezkedik el cseppfolyós állapotban.

Az elektródok általában volfiámmagon elhelyezett többrétegű volfrámspirálok, melyek menetei között elektronemissziőt elősegítő (emittáló) anyag van. Az elektródot tartó elektródbotot hegesztéssel vagy keményforrasztással kötik az árambevezetőkhöz.

Az árambevezetők az alummiumoxid cső végeit lezáró ugyancsak alummiumoxid elemeken keresztül nyúlnak be a kisülőcsőbe. Anyaguk a legtöbb esetben nibőlium, mely jól ellenáll a nátriumnak és hőtágulási együtthatója közel azonos az alumíhiumoxidéval.

A kisülőedény lezárását, az alummiumoxid kerámiacső és zárődugó, valamint a fém árambevezető hermetikus összeforrasztását magas olvadáspontú, általában CaO-AI₂O₃ rendszeren alapuló üvegzománccal végzik.

A nagynyomású nátrimgőz kisülőlámpák élettartamának vizsgálata során megállapították, hogy a kisülőedényben levő nátrium fogyása az egyik, élettartamot elsősorban meghatározó tényező.

A nátriumfogyás folyamata az égésfeszültség növekedését eredményezi, melynek következményeként bizonyos égési idő után a tápfeszültség már nem képes a lámpa üzemét fenntartani, így a lámpa kialszik.

A nátriumfogyás mechanizmusára vonatkozó legújabb felismerés szerint ebben jelentős szerepe van az üvegzománcnak. A magas hőmérsékleten olvadó CaOA1₂O₃ kötőzománc ugyanis jelentős mértékben megköti a nátriumot, különösképpen akkor, ha közvetlenül érintkezik a folyékony halmazállapotú nátriummal .vagyamalgámmal.

A találmány célkitűzése a nagynyomású nátriumgőz kisülőlámpák élettartamát fenti mechanizmus szerint korlátozó nátriumveszteség csökkentése. Ehhez olyan véglezárásí megoldást dolgoztunk ki, amelyben a kisülőtérbe kerülő üvegzománcnak az olvadt kisülőanyaggal érintkező felülete minimális.

Megoldásunk szerint a kitűzött célt úgy érjük el, hogy a kisülőlámpa végének lezárását az egyik végen szívócsőként is használt nióbiumcső árambevezetővel, a másik végén nióbiumot árambevezetővel oldjuk meg, és kisülőcsőnek egyetlen darabból szintereit félig zárt alummiumoxid kerámiacső típust használunk.

Ennek két végén csak éppen akkora nyílás van, hogy a nióbium szívócső árambevezető, illetve a nióbiumbot árambevezető abba beférjen és üvegzománccal beforrasztható legyen.

Mint a DE 33 15 092 nyilvánosságra hozatali irat10 ból megismerhető a kerámiaipar képes ilyen egydarabos, záródugót nem igénylő kerámia kisülőcső előállítására. Az itt található ismertetés nem nyújt kitanítást nagynyomású nátriumgőz kisülőlámpa megoldásra, csupán a kerámiagyártás lehetőségeit mutatja be. Az

EP 0 100 091 számú szabadalmi bejelentésből megismerhető ugyan olyan kisülőcső megoldás, melynek egyik végén kisülőcsőből kialakított árambevezető, a másik végén árambevezető elektród van, de mint a szabadalmi leúús 2 és 3 ábráján jól látható, mindegyik beépítése záródugó közvetítésével történik.

A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a nagynyomású nátriumlámpa élettartamát növelhetjük, illetve fénytechnikai paramétereit stabilizálhatjuk, ha célszerűen új véglezáras konstrukciót alakí25 tünk ki. Ennek a találmány szerinti véglezárásnak biztosítania kell, hogy — a folyékony fázisú nátriumadalék sem az alumíniumoxid alkatrészekkel, sem a beforrasztáshoz használt üvegzománccal ne érintkezzen, és —a kisülőedény belső terében minimális legyen a gőzfázisú nátriummal érintkezi szabad üvegzománc felület.

Az alumíniumoxid kerámiagyártás technológiailag ma már fejlett annyira, hogy elő lehet állítani félig zárt 35 kerámiacső típust egyetlen darabból. Lásd a már említett DE 33 15 092 lajstromszámú szabadalmi iratot A találmány szerint a kisülőedény így olyan kisülőcsőből készülhet, melynek végén a záróperemek a kisülőcsővel egy darabból állanak és a záróperemekben az árambevezetők méretéhez illeszkedő furatok vannak.

Árambevezetőként csak az egyik véglezárásnál alkalmazunk nióbiumcsövet - ez a szívócső - a másik véglezárásba vékony nióbium huzal kerül. A kisülőcső szívócső felőli oldalán levő nagyobb furaton keresztül 45 juttatjuk a „drótos” elektródszerelvént a kisülőtéren át az átellenes oldali furatba.

A szívónyílással ellátott árambevezetőcső az adalékanyagnak a kisülőtérbe juttatására és a gáz betöltésére szolgál, illetve arra, hogy benne tároljuk a folyé50 kony fázisú kisülőanyagot, a nátrium-amalgámoL Az árambevezetőcső külső átmérője megegyezik az elektród átmérőjével, vagy annál valamivel nagyobb. A véglezárási művelet alatt csak a kisülőcső záróperemében elhelyezett árambevezető melletti, minimálisra csök55 kenteit résen keresztül juthat üvegzománc a kisülőtérbe.

A találmány szerinti kisülőedény konstrukcióval jóminőségű, hosszú élettartamú, jól tömeggyártható és olcsó nátriumgőz kisülőlámpa állítható elő.

Fentieket összefoglalva a találmány tárgya kisülő2

HU 205488 Β edény nagynyomású nátriumgőz kisülőlámpához, mely áttetsző, többnyire alumíniumoxid kisülőcsőből, árambevezetőkből és a kisülőedény belsejében ezekhez kapcsolódó elektródokból áll és kisülőanyagként nátriumot és higanyt, indítógázként pedig nemegázt tartalmaz. A találmány szerinti kisülőedényt az jellemzi, hogy a kisülőcső végeiben a kisülőcsővel egy egységet képező záróperemek, és ezekben egy nagyobb és egy kisebb méretű furat van, a nagyobb átmérőjű furatba nióbiumból vagy ötvözeteiből álló árambevezetőcső, a kisebbikbe ugyancsak nióbiumból vagy ötvözeteiből álló árambevezető huzal van üvegzománccal hermetikusan beforrasztva.

A találmány szerinti kisülőedény megoldást a mellékelt 1. ábrához kapcsolódva részletesen ismertetjük. Az 1. ábra a kisülőedény hosszmetszeti vázlata.

(31) kisülőcső magával a kisülőcsővel egy darabot képező (30,30’) záróperemekben végződik, a (30) záróperemben (32) nagyobb méretű furat, a (30’) záróperemben pedig (38) kisebb méretű furat van kialakítva. A (32) nagyobb méretű furatba kis hézaggal illeszkedik (34) árambevezető cső, (38) kisebb méretű furatba pedig (39) árambevezető huzal. Az árambevezetők anyaga általában nióbium, vagy célszerűen 1% cirkóniumot tartalmazó nióbiumötvözet. A (34) árambevezető cső és (39) árambevezető huzal vezetik be az elektromos energiát (35), illetve (35’) elektródokhoz, melyek között az elektromos kisülés történik. Az általában volfrámdrótból tekercselt (35, 35’) elektródok átmérője kisebb a (34) árambevezető cső befogadására szolgáló (32) nagyobb méretű furaténál.

A (34) árambevezető csövet (37) üvegzománc forrasztás, (39) árambevezető huzalt pedig (33) üvegzománc forrasztás rögzíti hermetikusan a (31) kisülőcső (30, 30’) záróperemeinek közepén kialakított (32) nagyobb méretű furatban, illetve (38) kisebb méretű furatban.

A kisülőtér (36) szívónyíláson át közlekedik (34) árambevezetőcső belsejével. A kisülőedény teljes lezárása az adalékolást követő töltési-szivattyúzás! művelet befejezése után, pl. (34) árambevezető cső elcsípésével (hideg hegesztésével) történik.

A fentiekben ismertetett konstrukciójú kisülőedény megvalósítja azt a célkitűzést, hogy az olvadt kisülőanyag (nátriumamalgám) seholse érintkezzen a (31) kisülőcső belső felületével, illetve (33,37) üvegzománc forrasztásoknak a (31) kisülőcső belső terébe bejutó, egyébként minimális felületével. A nagynyomású nátriumgőz kisülőlámpa működése közben a kisülésben részt nem vevő olvadt kisülőanyag (nátriuamalgám) a kisülőedény leghidegebb részében, (34) árambevezető cső belsejében van kondenzált (folyékony) állapotban, így nem kerül érintkezésbe sem (31) kisülőcső belső felületével, sem (33,37) üvegzománc forrasztásokkal, így nem érvényesülhet azok nátriumadszorbeáló hatása. Mivel a kisülésben résztvevő nátriumgőzt a (31) kisülőcső anyagát képező alumíniumoxid csak jelentéktelen mértékben adszorbeálja, a némileg jobban adszorbeáló üvegzománc kötőanyagnak pedig csak elenyészően kis felülete juthat érintkezésbe (33) és (37) üvegzománc forrasztások belső végeinél a nátriumgőzzel, a kisülőlámpa élettartamát, jelentősen meghatározó nátrium^gyást, a találmány szerinti konstrukcióval sikerült jelentős mértékben megnövelnünk.

Vizsgálataink szerint a nátriumfogyás következtében fellépő égésfeszültség növekedés a korábbi ismert típusoknál 6-8 ezer üzemóra körül kezd a névleges érték fölé emelkedni, mely folyamat további 2-3 ezer órai égés után a kisülőlámpa kialvásához vezet. Ezzel szemben a találmány szerinti konstrukció üzemeltetésekor az égésfeszültség csak 12-14 ezer üzemóra felett kezd a névleges érték fölé emelkedni és még 18 ezer órai égetés után is csak annak 103-105%-ára emelkedik.

Claims (1)

1. Kisülőedény nagynyomású nátriumgőz kisülőlámpához, mely áttetsző alumíniumoxid kisülőcsőből, árambevezetőkből és a kisülőedény belsejében ezekhez kapcsolódó elektródokból áll és kisülőanyagként nátriumot és higanyt, indítógázként pedig nemesgázt tartalmad, azzal jellemezve, hogy a kisülőcső (31) végein a kisülőcsővel (31) egy egységet képező záróperemek (30,30’) vannak és ezekben egy nagyobb méretű furat (32) és egy kisebb méretű furat (38) van központosán kialakítva, a nagyobb méretű furatba (32) nióbiumból vagy ötvözeteiből álló árambevezető cső (34), a kisebb méretű furatba (38) ugyancsak nióbiumból vagy ötvözeteiből álló árambevezető huzal (39) van üvegzománc forrasztásokkal (33,37) hermetikusan beforrasztva, és az árambevezető cső (34) szívónyílással (36) van ellátva.