HU217752B - Elektród nélküli, fluoreszkáló reflektorlámpa - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya elektród nélküli, fluoreszkáló reflektorlámpa. Atalálmány szerinti reflektorlámpának tartó- és burkolóeleme, belsőüreggel ellátott, belső felülettel rendelkező, a tartó- ésburkolóelemre szerelt burája és a tartó- és burkolóelemen belülelrendezett, hálózati feszültséget fogadó és azt meghajtójelléátalakító előtétáramköre van. Az üreg a hozzávezetett meghajtójelhatására gázkisülés állapotába hozható töltetet tartalmaz. A burának atartó- és burkolóelemhez csatlakozó alsó része, valamint az alsórészből kiemelkedő, görbe vonalú felső része van. A bura alsó részénekbelső felületén nem fénykeltő tükrözőbevonat van. A bura alsó részénektükrözőbevonatán első fénykeltő bevonat van, a görbe vonalú, felsőrész belső felületén pedig második fénykeltő bevonat van. Az elsőfénykeltő bevonat lényegesen vastagabb, mint a második fénykeltőbevonat. A második fénykeltő bevonat ritkaföldfém-alapú fénykeltőanyagokat tartalmaz. Az 550 nm-es csúcsértékkel rendelkező, 400–700nm-es fényhullámhossz-tartományban a második fénykeltő bevonatreflexiós tényezője legalább 25%, de legfeljebb 63%. Az első fénykeltőbevonat szintén ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagokat tartalmaz, ésaz 550 nm-es csúcsértékkel rendelkező 400–700 nm-es fényhullámhossz--tartományban a reflexiós tényezője nagyobb, mint 70%. ŕ

Description

A találmány tárgya elektród nélküli, fluoreszkáló reflektorlámpa. A találmány szerinti lámpában a fénykeltő bevonat úgy van kialakítva, hogy a kibocsátott fény mennyisége a lehető legnagyobb legyen.

Az elmúlt években a kompakt fénycsöves lámpák a fogyasztók és az ipari felhasználók között egyre szélesebb körben terjednek el, mindenekelőtt a hagyományos izzólámpákkal összehasonlításban jóval kedvezőbb hatékonyságuk és várható hosszabb élettartamuk miatt. Habár ezek a fényforrások a piacon már évek óta hozzáférhetőek, a kompakt fénycsöves fényforrások korábbi generációit egyrészt a viszonylag nagy méretek és a nagy tömeg jellemezte, amik a fogyasztóik számára hátrányosak. A hiányosságok egy részét a fejlesztések révén sikerült kiküszöbölni, mégpedig a felhasznált alkatrészek és fényforrások méretének csökkentésével. A kisebb méretű lámpaburák a szokásosan használt foglalatokhoz illeszthetők, a hiányosságok felszámolásához az is hozzájárult, hogy sikerült egyszerűbb, könnyebb, kisebb méretű elektronikus terhelőáramköröket létrehozni, amelyekkel a hagyományos tekercses áramköröket fel lehetett váltani. Ezekkel a fejlesztésekkel a fogyasztói igények jelentős részét ki lehet elégíteni, de fennmaradt az a probléma, hogy a várhatóan megnövekedett élettartamú és hatékonyságú fényforrásokat célszerű lenne olyan reflektorlámpáknál is hasznosítani, amelyeket egyebek között keskeny fénynyalábok előállítására és bolti megvilágításra használnak. Ezért próbálkoztak a kompakt fénycsöves fényforrások és a reflektorlámpák burájának egyesítésével, ekkor azonban a reflektorlámpa kívánt hatásfoka csak a lámpa méreteinek növelésével volt elérhető, és ezért az így létrejött reflektorlámpa a rendelkezésre álló foglalatokba nem volt szilárdan beilleszthető.

A reflektorlámpák méreteinek és energetikai jellemzőinek javítására régóta igény van. Emellett a kompakt fénycsöves fényforrásoknál várható hosszabb élettartam biztosítását is elvárják. Ebből a célból dolgozták ki az elektród nélküli fényforrásokat, amelyeknél a burában nincsenek elektródok és a gázkisülést a bura belsejében rádiófrekvenciás meghajtójel segítségével indítják. így a fényforrás élettartama jelentős mértékben növelhető, mivel a fém és az üveg közötti, az elektródoknál szükséges kapcsolat megszüntethető, továbbá tekintettel arra, hogy az elektródok jelenléte miatt kialakuló ionemisszió elkerülhető. Az ilyen elrendezésű, elektród nélküli fényforrások egy példáját az US-A 4,010,400 lajstromszámú szabadalmi leírás mutatja be. Az itt ismertetett megoldás szerint ionizálható közeget lámpaburába helyeznek és azt közvetlenül, kis távolságról bevezetett rádiófrekvenciás meghajtójellel gerjesztik, amikor is megfelelő fénykeltő bevonat alkalmazása mellett a gerjesztéssel kialakult gázkisülés eredményeként látható fény keletkezik. A rádiófrekvenciás meghajtójel előállítása céljából a lámpa foglalatába előtétáramkört építenek be, amelyben rezgőkör van, és ez a lámpaburába benyúló tekercselt elemet tartalmaz, amelyen át a rádiófrekvenciás meghajtójel induktív úton az ionizálható közegbe csatolható.

A hagyományos fénycsöveknek megfelelően az elektród nélküli gázkisülő fényforrásoknál is olyan fénykeltő bevonatot alkalmaznak, amely a lámpabura belső felületét borítva képes arra, hogy a gázkisüléssel keletkezett elektromágneses sugárzást az ionizálható közegből átvéve látható fényt állítson elő. A fénycsöveknél a fénykeltő anyagot szokásosan halogén-foszfátokból készítik el, amelyek olcsó anyagok és jó hatékonyságuk miatt széles körben elterjedtek. A kis bekerülési költség mellett a különböző színhatások is egyszerűen biztosíthatók. A halogén-foszfátos anyagok felhasználása különösen kedvező a nagyobb fénycsöveknél, vagyis a hagyományos, mintegy 61 cm, illetve 1,22 m hosszú fénycsöveknél. A kompakt fénycsövek esetében azonban a megfelelő fényhatás azt igényli, hogy a sokkal költségesebb ritkafoldfém-alapú fénykeltő anyagokat használják. A hagyományos izzólámpákkal működő reflektorlámpáknál az elektród nélküli, fluoreszcens jellegű, tehát fénycsöves fényforrások gazdaságos felhasználása ezek alapján úgy érhető el, hogyha a bevonatot a költséges ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagok mennyiségének korlátozásával lehetne létrehozni, vagyis az ilyen anyagokból készített rétegek vastagságát csökkenteni lehetne.

A ritkafoldfém-alapú fénykeltő anyagok költségek szempontjából optimális vastagságú rétegeit tartalmazó bevonatok kifejlesztésének igénye mellett egy további követelmény az, hogy az elektród nélküli kompakt fénycsöves fényforrások esetében a reflektorlámpáknál a fényvisszaverő bevonatnak úgy kell elhelyezkednie, hogy ezzel a lámpabura kilépőtartományában távozó fényáram maximális legyen. Az elektród nélküli fénycsöves reflektorlámpáknak ez az elrendezése külön nehézségeket okoz, hiszen el kell dönteni, hogy a fényvisszaverő bevonat hova kerüljön úgy, hogy a fénykeltő bevonattal optimális együttműködés alakuljon ki. Jól ismert, hogy tükrözőanyagként a finom szemcsés titán-dioxid használható, amelyet a hagyományos reflektorlámpa alakját követő bura alsó részére bevonatként visznek fel. Az ilyen bevonat a látható tartományban a beeső fény majdnem teljes egészét visszasugározza, ami azonban úgy érhető el, hogy viszonylag vastag, a felvitt rétegben 50 és 500 közötti szemcsét tartalmazó bevonatot készítenek.

A fénykeltő anyagból álló bevonat vastagsági eloszlását nehéz előre meghatározni. A réses burával ellátott fénycsövek esetében, mint amilyeneket például a reprográfiai berendezésekben használnak, a résen semmiféle fénykeltő bevonatot nem szokás elhelyezni, ilyen bevonatra azonban a reflektorlámpa kilépőfelületein szükség van. Ez azzal a hátránnyal jár, hogy a kisülés által gerjesztett ultraibolya tartományba eső sugárzást az üveg úgy abszorbeálja, hogy abból lényegében semmi sem transzformálódik látható fénnyé.

Egy másik lehetőség szerint a fénykeltő bevonatot a bura teljes felületén létrehozzák, mivel ezzel kívánják azt biztosítani, hogy a gázkisülés energiája a maximális mértékben látható fénnyé alakuljon át. A hagyományos technikák szerint ezt például úgy lehet elérni, hogy a lámpabura belsejébe a fénykeltő anyagot por alakban tartalmazó szuszpenziót visznek be, majd a szuszpenzió egy részét a bura belső felületéről eltávolít2

HU 217 752 Β ják, illetve azt a burából kiöntik. Mindkét esetben olyan bevonatot nyernek, amelynek fajlagos tömege a felületen változó, mégpedig úgy, hogy a kilépőtartományban a bevonat vastagabb, míg a bura alsó részén a gravitáció miatt elfolyó anyag hiánya következtében vastagsága kisebb. Tipikus az a helyzet, hogy a felhasznált szuszpenzió elegendő az ultraibolya sugárzást befogadó fénykeltő anyagból álló réteg elkészítésére, de a homlokfelületen, tehát a kilépőfelületen a bevonat olyan vastag, hogy az a látható fény egy részét visszasugározza. Ha a kilépőfelületről a reflektorlámpa belsejébe a látható fény egy részét visszasugározzuk, ezzel a fényforrás belsejében a fényt csapdába ejtjük, és az többszöri visszaverődés után, jelentős veszteségek mellett képes csak a belső teret elhagyni. Az ily módon visszasugárzott fény egy jelentős része a higanyból álló lerakódásokban bekövetkező abszorpció miatt elvész, ezt a folyamatot a szennyezések, továbbá a bura reflektív jellegű részeinél bekövetkező fényáteresztés erősíti. Ennek megfelelően kívánatos olyan reflektorlámpa kialakítása, amelynél a fénykeltő bevonat tömegeloszlása az ultraibolya sugárzás látható sugárzássá való átalakítását nagy hatékonysággal biztosítja, és egyúttal nem áll be az a helyzet, hogy vastagsága miatt a bevonat a bura kilépőfelületéről a látható fény egy jelentős részét visszasugározza.

A hagyományos kompakt fénycsöves rendszereknél az elektródok alkalmazása széles körben elterjedt. Ezeknél a fényforrásoknál a fénykeltő anyagból készült bevonatok változó vastagsága a burák tipikus geometriai felépítése mellett nemkívánatos, hiszen gyakorlati előállítási nehézségeket okoz. Az elektród nélküli lámpáknál azonban ezek a szempontok nem annyira fontosak, és különösen nem a reflektor típusú fényforrásoknál, amelyeknél a visszavezető középponti üreget befogadó részén az átmérők méretei jelentős mértékben változnak. A ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagok ezeknél az elrendezéseknél változó vastagságú rétegekbe rendezhetők, és így feltételezhetően elérhető az a helyzet, hogy a reflektorlámpa méretei minimálisak, míg az általa előállított fényáram maximális.

A lámpaburák belső felületén a különböző tartományokban eltérő vastagságú rétegekből álló fénykeltő bevonat előállításának egyik lényeges problémáját a nagy sebességű automatizált gyártási rendszerekben felhasználható bevonási eljárások megfelelő átalakítása jelenti oly módon, hogy az eddigi egyenletes vastagság helyett a változó vastagságokat biztosítani lehessen, és egyúttal a fénycsövek kiváló minőségi jellemzői megőrizhetők lehessenek, a többmilliós sorozatokban előállított fényforrásoknál a fizikai jellemzők egyenletesen azonosak legyenek, a kereskedelmi forgalomba ne kerüljenek változó minőségű és tulajdonságú termékek. Arra is szükség van, hogy a gyártási módszer révén a lehető legegyszerűbben és a költségeket tekintve optimális módon lehessen a végterméket elkészíteni, ehhez ne kelljen a fénycsövek gyártásában jelenleg alkalmazott technológiai felszerelésekben költséges és jelentős változtatásokat végrehajtani. Előnyös lenne, ha a gyártási módszer fejlesztése révén a változó vastagságú fénykeltő bevonatok a reflektorlámpáknál is biztosíthatók legyenek oly módon, hogy benne a fényforrás elektród nélküli legyen, azt gázkisüléses folyamatok biztosítsák.

A találmánnyal célunk olyan, elektród nélküli, fénycsőre épülő fényforrás létrehozása, amely reflektorlámpaként hasznosítható, és lehetővé teszi a kimenőfelületen kilépő fényáram maximalizálását, mégpedig a felhasznált fénykeltő anyagokból álló bevonatok költség tekintetében hatékony létrehozásával. A találmánnyal célunk továbbá olyan eljárás kidolgozása, amellyel költségek és a termelés szervezése szempontjából a fénykeltő bevonatok optimális módon gyárthatók.

A találmány alapja az a felismerés, hogy a kimenő fényáram nagysága optimálisra állítható be, ha a bura belső felületeit borító fénykeltő bevonatot előre meghatározott módon változó vastagsággal készítjük el, ahol a kilépőfelületre ugyancsak fénykeltő bevonatot viszünk fel, de jóval kisebb vastagsággal, mint a gázkisülés mögötti felületeken. A felismeréshez tartozik az is, hogy a fénykeltő bevonat hatékonysága a felületre felvitt anyag mennyiségétől függ, a felvitt anyag mennyisége alapján az ultraibolya sugárzás látható sugárzássá való átalakításának hatékonysága megbecsülhető és arra vonatkozóan is adatok nyerhetők, hogy a látható fény a burán belül hányszor tükröződik vissza. Felismerésünk szerint a kilépőfelületre felvitt vékony fénykeltő bevonat a fénykeltő bevonat nélküli fényforrásokhoz képest mintegy 20%-kal növeli a kilépő fényáram intenzitását, míg vastag bevonatot ugyanitt létrehozva, vagyis a reflexiós zónát borító bevonattal összehasonlítható vastagságú bevonatot alkalmazva a kilépő fényáram intenzitása mintegy 30%-kal csökken. A reflexiós zónában kialakított fénykeltő bevonat vastagságát és a kilépő fényáram nagyságát vizsgálva úgy találtuk, hogy a fénykeltő bevonat felületi sűrűségének növelésével a kilépő fényáram intenzitása növekszik, de a ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagok növekvő mennyisége miatt a fényforrás bekerülési költsége nagyobb lesz. Ezért célszerű a felületi sűrűséget olyan határokon belül tartani, amelyeknél még a viszonylag költséges fénykeltő anyagok nagyobb mennyiségének felhasználása ellenére a költségek a kijelölt határt nem lépik túl.

A kitűzött célokat olyan, elektród nélküli, fluoreszkáló reflektorlámpával érjük el, amelynek tartó- és burkolóeleme, belső üreggel ellátott, belső felülettel rendelkező, a tartó- és burkolóelemre szerelt burája és a tartóés burkolóelemen belül elrendezett, hálózati feszültséget fogadó és azt meghajtó jellé átalakító előtétáramköre van. Az üreg a hozzávezetett meghajtójel hatására gázkisülés állapotába hozható töltetet tartalmaz. A burának a tartó- és burkolóelemhez csatlakozó alsó része, valamint az alsó részből kiemelkedő, görbe vonalú felső része van. A bura alsó részének belső felületén nem fény keltő tükrözőbevonat van. A bura alsó részének tükrözőbevonatán első fénykeltő bevonat van, a görbe vonalú, felső rész belső felületén pedig második fénykeltő bevonat van. Az első fénykeltő bevonat lényegesen vastagabb, mint a második fénykeltő bevonat. A második fénykeltő bevonat ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagokat tartalmaz. Az 550 nm-es csúcsértékkel

HU 217 752 Β rendelkező, 400-700 nm-es fényhullámhossz-tartományban a második fénykeltő bevonat reflexiós tényezője legalább 25%, de legfeljebb 63%. Az első fénykeltő bevonat szintén ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagokat tartalmaz, és az 550 nm-es csúcsértékkel rendelkező, 400-700 nm-es fényhullámhossz-tartományban a reflexiós tényezője nagyobb, mint 70%.

Az első fénykeltő bevonat célszerűen ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagokat tartalmaz, és fajlagos felületi sűrűsége 4 mg/cm².

A második fénykeltő bevonat célszerűen ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagokat tartalmaz, és fajlagos felületi sűrűsége legalább 0,8 mg/cm², de legfeljebb 2,8 mg/cm².

A második fénykeltő bevonat célszerűen ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagokat tartalmaz, és fajlagos felületi sűrűsége mg/cm²-ben kifejezve nagyobb, mint 0,7 χ (/,) χ a fénykeltő anyag sűrűsége (g/cm³) χ a fénykeltő anyag átlagos részecskeátmérője (pm), de kisebb, mint 2,4 χ (/₅) χ a fénykeltő anyag sűrűsége (g/cm³) χ a fénykeltő anyag átlagos részecskeátmérője (mm).

Az első fénykeltő bevonat célszerűen ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagokat tartalmaz, és fajlagos felületi sűrűsége mg/cm²-ben kifejezve nagyobb, mint 3,5x(/j)xa fénykeltő anyag sűrűsége (g/cm³) χ a fénykeltő anyag átlagos részecskeátmérője (pm).

Az első fénykeltő bevonat célszerűen ritkaföldfém-alapú fény keltő anyagokat tartalmaz és fajlagos felületi sűrűsége legalább 5,0 mg/cm², de legfeljebb

7,5 mg/cm².

A burának olyan, a belsejébe benyúló ürege lehet, amelynek a bura töltet felőli oldalán belső felülete van, és a benyúló üreg belső felületén az első fénykeltő bevonattal lényegében azonos vastagságú fénykeltő bevonat van kiképezve.

A tükrözőbevonat célszerűen finom szemcsés titándioxidot tartalmaz, és a meghajtójel rádiófrekvenciás jelet tartalmaz.

Az első és második fénykeltő bevonat lehet azonos összetételű anyagból.

A burának célszerűen alsó része van, a bura legnagyobb szélessége első síkot meghatározó legnagyobb átmérőt határoz meg, a burának az első sík és a görbe vonalú felső rész között elrendezett felső része van, és az üreg a bura alsó részéből az első síkon keresztül mélyen benyúlik a bura felső részébe.

A második fénykeltő bevonat fajlagos felületi sűrűsége célszerűen 2,5 mg/cm².

A második fénykeltő bevonat fajlagos felületi sűrűsége célszerűen legalább 1,0 mg/cm², de legfeljebb 2,0 mg/cm².

A reflektorlámpák kialakításakor igen célszerű a találmány szerinti eljárásnak az a megvalósítási módja, amikor a bura belsejében anyagot visszaszállító középponti üreget hozunk létre, amelynek a bura belsejére néző külső felületein a második fénykeltő bevonat vastagságával azonos vastagságú fénykeltő anyagú bevonatot készítünk.

A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti kiviteli alakok, illetve megvalósítási módok kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az

1. ábra: elektród nélküli fényforrás találmány szerinti reflektorlámpaként létrehozott kiviteli alakjának keresztmetszete, a

2. ábra: az 1. ábrán bemutatott fényforrás burájának egy keresztmetszeti részlete a különböző fénykeltő bevonatok vastagsági viszonyainak illusztrálásával, a

3. ábra: a kilépőfelületen létrehozott fénykeltő bevonat vastagságának és a kilépő fényáram intenzitásának összefüggése a visszaverő bevonat vastagságának függvényében, a

4a. ábra: a találmány szerinti fényforrás előállítására javasolt eljárásban a fénykeltő bevonat vastagságának beállítására szolgáló intézkedések egyik javasolt lehetősége, míg a

4b. ábra: a találmány szerinti fényforrás előállítására javasolt eljárásban a fénykeltő bevonat vastagságának beállítására szolgáló intézkedések egy másik javasolt lehetősége.

A találmány értelmében az elektród nélküli fénycső jellegű fényforrások technológiáját hasznosító 10 reflektorlámpát alkottunk meg (1. ábra), amely 12 burát és ennek szélét befogadó, egészét megtámasztó 17 tartó- és burkolóelemet tartalmaz. A 12 bura belső részében célszerűen középponti 15 üreg van kiképezve, amely a 12 bura alsó végétől kiindulva a középponti tengely mentén halad, és előnyösen hengerszimmetrikus alakú. A középponti 15 üregen belül 14 eltávolítócső van elrendezve, amely egészen a 17 tartó- és burkolóelemig nyúlhat be. A 12 bura belsejébe a szokásos összetételű higanyt és nemesgázt tartalmazó töltetet visszük be, amely megfelelő feltételek között, amiről még szó lesz, toraid alakú kisülésbe kényszeríthető. A találmány szerinti fényforrásnál a 23 toraid alakú kisülés jelenti az optikai sugárzás energiájának forrását. A 2. ábra kapcsán még visszatérünk arra, hogy a 12 bura belső felületét 20 többrétegű bevonat borítja, amelynek egy részét a 12 bura belső felületén elhelyezett 28 reflexiós bevonat képezi. A 20 többrétegű bevonat feladata a 23 toraid alakú kisülés által gerjesztett elektromágneses sugárzás látható fénysugárzássá való konverziója. A 20 többrétegű bevonatban keletkezett látható fényt a 10 reflektorlámpa belső teréből megfelelő alakú fénynyaláb formájában sugározza ki.

A 12 burán belüli gáztöltet elektromos gerjesztését az ehhez szükséges meghajtójelet előállító elektronikus előtétáramkörrel biztosítjuk, amely alapvetően a 17 tartó- és burkolóelemben helyezkedik el. Az elektronikus 24 előtétáramkör ismert felépítésű, arra vonatkozóan az irodalomra utalunk. A 20 többrétegű bevonattal biztosított konverzió hatékonyságát nem befolyásolja, ha a 10 reflektorlámpánál az elektronikus 24 előtétáramkör a 12 burától elválasztva helyezkedik el. Lényeges azonban, hogy az elektronikus 24 előtétáramkör 16 középponti tekercselt szakaszra van csatlakoztatva, és az, hogy az utóbbi a középponti 15 üreg hossztengelyére szimmetrikusan, általában a 14 eltávolítócső felületén van elrendezve. Az elektronikus 24 előtétáramkör 16 kö4

HU 217 752 Β zépponti tekercselt szakaszát szükség szerint rádiófrekvenciás meghajtójellel tápláljuk, és ennek hatására a 12 burában levő töltet gerjesztett állapotba kerül, aminek következményeként a 12 bura középponti tartományában a töltetben 23 toraid alakú kisülés jön létre. Az elektronikus 24 előtétáramkör tápellátását szokásos felépítésű tápáramkörrel, az 1. ábrán bemutatott elrendezésnél 19 csavarmenetes foglalaton keresztül biztosítjuk.

A találmány szerinti 10 reflektorlámpánál fontos, hogy a 20 többrétegű bevonat elrendezésével a maximális fényáramot, vagyis a 12 burán keresztül kilépő fénynyaláb maximális teljesítményét érjük el. A 20 többrétegű bevonat legalább egy réteget tartalmazó fénykeltő bevonati részből és 28 reflexiós bevonatból és/vagy 26 vezető átlátszó filmrétegből áll. A cél elérése érdekében az 1. ábra szerinti 10 reflektorlámpát olyan, elektród nélküli kivitelben hozzuk létre, amelynél a 12 bura belső felületét először a fluorral szennyezett ón-oxidos anyagú 26 vezető átlátszó filmréteggel fedjük le, amire alumínium-oxidból készült, a 26 vezető átlátszó filmréteg védelmét szolgáló, finoman eloszlatott réteget viszünk fel. A 26 vezető átlátszó filmréteg felépítésére és anyagára vonatkozóan például az US-A 4,645,967 lajstromszámú szabadalmi leírásra utalunk, amely az említett anyagot az elektromágneses interferenciák elnyomására javasolja használni. A középponti 15 üreg felületén kialakított finom szemcsés alumínium-oxidból álló réteg szintén védelmi célokat szolgál. A 12 bura alsó részén és a középponti 15 üreg felületén finom szemcsés titándioxidból álló 28 reflexiós bevonatot készítünk.

A 12 bura a 2. ábrába berajzolt, külön nem jelölt vízszintes vonal mentén lényegében két részre bontható fel, mégpedig görbe vonalú 12a felső részre és kúpos 12b alsó részre. A titán-dioxid-anyagú részecskékből álló 28 reflexiós bevonatot a kúpos 12b alsó résznél és a középponti 15 üregnél hozzuk létre. A jelen találmány értelmében a 12 bura teljes belső felületét a kúpos 12b alsó részen létrehozott 28 reflexiós bevonatot borítóan fénykeltő anyagból álló, változó vastagságú réteggel borítjuk, amely képes a higany gerjesztésekor kibocsátott ultraibolya sugárzást látható fénnyé konvertálni. A szokványos bevonatkészítési eljárásnál a fénykeltő anyagot zagy formájában visszük fel a 12 bura teljes belső felületére, ott lényegében egyenletes vastagságú réteget hozunk létre, és szükség szerint a görbe vonalú 12a felső részről, illetve a lámpa homlokfelületének belső oldaláról eltávolítjuk, amivel világos ablakot hozunk létre.

Az eddigi gyakorlat tehát lényegében az volt, hogy a 12 bura teljes felületén a kilépőfelülettől kiindulva egyenletes vastagságú fénykeltő bevonatot hoztak létre, amelynek egy részét az egész felületen szükség szerint eltávolították. A jelen találmány értelmében a fénykeltő bevonatot a 12 bura egész belső felületén elkészítjük, a bevonat vastagságát a 12 bura belső felületén azonban előre megállapított módon változtatjuk, és így kapjuk a 10 reflektorlámpa nagyobb fényáramát. A jelen találmány szerint a 10 reflektorlámpa látható fényben sokkal nagyobb intenzitással világít, mint a hagyományos felépítésű reflektorlámpák bármelyike. A 2. ábrán bemutatott kialakítással a nagyobb fényáramot úgy érjük el, hogy a fénykeltő bevonatot a görbe vonalú 12a felső részen vékonyabb első A fénykeltő bevonatként, míg a kúpos 12b alsó részen második B fény keltő bevonatként készítjük el. Habár itt különböző vastagságokról beszélünk, nyilvánvaló, hogy a kúpos 12b alsó részen kialakított második B fénykeltő bevonat nagyobb vastagságát elérhetjük úgy is, hogy a 12 bura teljes belső felületét az első A fénykeltő bevonattal azonos vastagságú kiindulási bevonattal látjuk el, majd ahol szükséges, erre egy további bevonatot viszünk fel. így az egyik célszerű megoldás szerint a vastagabb, második B fénykeltő bevonat úgy keletkezik, hogy a kiindulási, vékonyabb bevonatra ezt a további bevonatot felhordjuk, és ezzel a második B fénykeltő bevonat célul kitűzött vastagságát biztosítjuk.

A jelen találmány értelmében úgy találtuk, hogy az első A fénykeltő bevonat reflexiós jellemzőit látható fényben úgy kell beállítani, hogy a görbe vonalú 12a felső résznél a reflexiós tényező 25% és 63% között legyen. Nyilvánvaló, hogy ez a reflexiós érték a felületre vonatkoztatott átlagot képvisel, amely a 12 bura görbe vonalú 12a felső részére és kúpos 12b alsó részére jellemző értékekből vezethető le. Ha az említett tartományban az eső reflexiós értékeket állítunk be, a 23 toroid alakú kisüléssel generált, ultraibolya tartományú sugárzást az első A fénykeltő bevonat képes megfelelő hullámhosszú látható sugárzássá átalakítani, míg a második B fénykeltő bevonat által generált fény, amelyet a 10 reflektorlámpa kilépőfelületénél kapunk, és amelyet a 12 bura kúpos 12b alsó részét borító anyag állít elő, a görbe vonalú 12a felső részen át ugyancsak távozhat. A mintegy 5 μπι méretű szemcsékből álló fénykeltő anyagra a mintegy 5 g/cm³ körüli sűrűségek jellemzők, vagyis a 12 bura görbe vonalú 12a felső részén létrehozott bevonatnál a fajlagos tömeg 0,8 és 2, 8 mg/cm² közötti értéket vesz fel.

A kúpos 12b alsó részre felvitt második B fénykeltő bevonatra vonatkozóan azt állapítottuk meg, hogy egy ilyen bevonatnak a látható fényben megfigyelhető reflexiós jellemzőire a legalább 70%-os értékű reflektivitás kell, hogy irányadó legyen, amihez a bevonat legalább mintegy 4,0 mg/cm² fajlagos felületi tömege járul. Még a 3. ábra kapcsán megemlítjük, hogy előnyös, ha a 21 többrétegű bevonat legalább mintegy 5,0 és mintegy

7.5 mg/cm² fajlagos tömegét biztosítjuk, és a 12 bura kúpos 12b alsó részét ilyen bevonattal látjuk el. Ez az értéktartomány biztosítja, hogy a 28 reflexiós bevonatra eső ultraibolya sugárzás teljes energiáját a 20 többrétegű bevonat látható tartományba eső fénnyé konvertálja és lényegében a teljes látható fényt maga a fénykeltő tulajdonságú bevonat sugározza.

Az első A fénykeltő bevonat által kibocsátott fényáramnak a felületi tömegtől való függését a 3. ábra görbéi ábrázolják, ahol a 12 bura görbe vonalú 12a felső részén kialakított, az első A fénykeltő bevonat paramétereinek a kúpos 12b alsó részen kialakított második B fénykeltő bevonat különböző jellemzőire gyakorolt hatását szemléltetjük. Jól látható, hogy a fénykibocsátás maximális értékének, vagyis az 1200 lm határt meghaladó

HU 217 752 Β fényáramnak a legfeljebb 2,5 mg/cm² felületi sűrűségű fénykeltő bevonat felel meg, amikor is a görbe vonalú 12a felső részen ilyen nagyságú bevonatot készítünk, míg a kúpos 12b alsó részen a 12 burát legalább mintegy 5,0 mg/cm² felületi tömegű fénykeltő réteg borítja. A gyakorlatban a 12 burára a görbe vonalú 12a felső részen az első A fénykeltő bevonatot mintegy 1,0 mg/cm² és mintegy 2,0 mg/cm² közötti fajlagos tömeggel készítjük el, míg a kúpos 12b alsó részen mintegy 7,5 mg/cm² fajlagos tömegű második B fény keltő bevonatot alakítunk ki. Ekkor a kibocsátott fényáram nagysága mintegy 1310 lm, amit összehasonlíthatunk a jóval kisebb 1100 lm értékkel, amelyet akkor kaptunk, ha az első A fénykeltő bevonatra a mintegy 3,5 mg/cm², míg a második B fénykeltő bevonatra a mintegy 3,5 mg/cm² és mintegy 4,5 mg/cm² közötti fajlagos sűrűség volt jellemző. A 3. ábra görbéje természetesen egy példakénti megvalósításra utal, amikor ugyan a fénykeltő anyag mennyiségének minimalizálására törekedtünk, de egyúttal célunk volt, hogy a kívánt kimenő fény teljesítményt (fényáramot) biztosítsuk. Ha a reflexiós jellegű bevonat fajlagos tömege 7,5 mg/cm² és a fénykibocsátásra az 1250 lm érték jellemző, ezt a kimenetet mintegy 0,75 mg/cm² fajlagos tömegű, a görbe vonalú 12a felső részre felvitt bevonattal érhetjük el (ez a lumenértékek csúcsától balra van), de ugyanilyen fénykibocsátást kapunk akkor is, ha 2,5 mg/cm² körüli fajlagos tömegű bevonatot készítünk (ez a lumenértékek csúcsától jobbra van). Nyilvánvaló, hogy a gazdasági megfontolások a találmány létrehozásában fontosak, de lényegét nem határozzák meg, ezért mindkét említett érték a találmány lényegét tükrözi.

A vastagságot a jelen találmány megvalósításakor viszonylagos fogalomként kell értelmezni, amivel a fénykeltő anyag reflexiós jellemzőinek meghatározása a célunk. Mivel a különböző fénykeltő anyagokra az eltérő sűrűségek és ezzel kapcsolódó részecskenagyságok jellemzők, ezért a kisebb méretű szemcsékkel létrehozott réteg, bár fizikai méreteit tekintve a fénykeltő bevonat kisebb vastagságát eredményezi a nagyobb szemcsékből álló fénykeltő anyagból készült bevonathoz képest, ugyanazokat a reflexiós tulajdonságokat mutatja, mint a nagyobb részecskékből álló anyag. Ezért a kisebb méretű szemcséket és a nagyobb méretű szemcséket kombináló fénykeltő anyagok közül a feladat ismeretében sokféle módon lehet választani, és így a 12 bura különböző részeit egymással összehasonlítható eredményeket adó, különböző vastagságú bevonatok boríthatják. A 20 többrétegű bevonat létrehozásakor a reflexió mértéke az iránymutató paraméter, és ezt kell a fénykeltő anyag megválasztásakor és paramétereinek kiválasztásakor alapnak tekinteni. A fénykeltő anyag fajlagos tömegét különböző két- vagy háromösszetevős anyagkeverékek alapján határozhatjuk meg, mégpedig az elektróddal ellátott kompakt fénycsövek gyártása során kialakult gyakorlatnak megfelelően. Ezenkívül a reflexiós paramétereket mind a görbe vonalú 12a felső résznél, mind pedig a kúpos 12b alsó résznél a kevéssé költséges halogén-foszfát-alapú fénykeltő anyagok felhasználásával lehet meghatározni, és ezek alapján következtetni a ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagok felhasználandó mennyiségére. A kúpos 12b alsó résznél a bevonathoz alkalmazott anyag minőségétől függetlenül a bevonat fajlagos tömegére a következő összefüggést kell teljesíteni:

W (mg/cm²)>3,5x(%₅)x sűrűség (g/cm³) x átmérő (pm).

Nyilvánvalónak kell tekinteni, hogy a részecskék ömlesztett állapotában az átlagos sűrűség közelítő értéket jelent. A részecskék méreteinek megállapításakor további problémát jelent, hogy a méret definíciója és az alkalmazott mérőeszköz miatt eltérő értékek adódhatnak. Az itt meghatározott átlagos részecskeméretet (átmérő) úgy tekintjük, mint a részecskék átlagos keresztmetszeti területe alapján meghatározott átmérőt. A 10 reflektorlámpa 12 burájában a görbe vonalú 12a felső részen alkalmazott. Az első A fénykeltő bevonatra a következő összefüggés érvényes:

0,7 χ (/₅) χ sűrűség (g/cm³) χ átmérő (pm)< W (mg/cm²) < 2,4 x(X₅)x sűrűség (g/cm³) χ átmérő (pm).

A görbe vonalú 12a felső részen kialakított első A fénykeltő bevonat reflektanciájának mérésére célszerű, ha a 12 burába a reflexiós felülettől mintegy 2 mm rögzített távolságon száloptikás mérőeszközt helyezünk el. Kalibrációs célból frissen kapart, végtelen vastag bárium-szulfát-lemez reflektanciáját kell mértéknek tekinteni. A mérendő felületet a száloptikás eszköz vezérelt kimeneti erősségű halogénlámpával világítja meg. A halogénlámpa fényét úgy szűrjük, hogy abból csak a 400 nm és 700 nm közötti tartományba eső fény jusson a vizsgált felületre, mégpedig 550 nm-nél megfigyelhető csúccsal. A száloptikás eszköz egyik szálában továbbított fényt a másik szál visszaverés után érzékeli és szilíciumalapú fényérzékelő elembe továbbítja.

A találmány szerinti fényforrás előállítása során az első A fénykeltő bevonat és a második B fénykeltő bevonat fajlagos tömegének eloszlását legalább kétféle módon lehet a kívánt értéktartományokba beállítani. Ezeket a 4a. és a 4b. ábra alapján ismertetjük. A 4a. ábrán bemutatott gyártási eljárás végrehajtása során a görbe vonalú 12a felső résztől kiindulva a fénykeltő anyagot tartalmazó zagyot részben eltávolítjuk, miután a 12 bura belső felületét a zaggyal bevontuk és hagytuk száradni. Az eltávolításhoz például 30 csövön át bevezetett nagy nedvességtartalmü levegő felhasználását javasoljuk, ahol a 30 csövet a 12 bura belsejébe vezetjük. Ennél a megoldásnál a görbe vonalú 12a felső részen kialakított bevonatnak az első A fénykeltő bevonathoz képest felesleges anyagát finoman el lehet távolítani és az eltávolított anyagot a kúpos 12b alsó rész felső felülete mentén lehet elszívni. A 4b. ábra egy másik lehetőségre utal, amikor a 12 bura teljes belső felületén olyan kiindulási bevonatot képezünk, amelyben a fénykeltő anyag viszonylag vékony réteget alkot, ezt a kiindulási bevonatot megszárítjuk, majd rajta eloszlatjuk a kialakítani kívánt szerkezetet létrehozó kiegészítő bevonatot, mégpedig a 12 bura kúpos 12b alsó részén, ahol előzetesen a 28 reflexiós bevonatot már létrehoztuk. Ezt a kiegészítő bevonatot például 32 feltöltőcső segítségével alakíthatjuk ki, amikor a 12 bura felső részénél 34 eltá6

HU 217 752 Β volítócsövet rendezünk el, és azt 36 záróelemmel fogjuk meg.

Az előzőekben leírtak szerint a találmány által javasolt fényforrás és eljárás számos különböző módon valósítható meg, az itt ismertetett előnyös kiviteli alakok, illetve megvalósítási módok a szakember köteles tudására támaszkodva sokféle egyéb lehetőséggel bővíthetők. így például a reflektanciaértékét mindkét fénykeltő bevonatnál javítani lehet, ehhez elegendő, ha a 12 bura alsó részénél nagyobb reflektanciaértékeket biztosítunk, mint amekkorát a görbe vonalú 12a felső rész bevonata képvisel.

Claims (13)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK.

   1. Elektród nélküli, fluoreszkáló reflektorlámpa, amelynek tartó- és burkolóeleme (17), belső üreggel ellátott, belső felülettel rendelkező, a tartó- és burkolóelemre (17) szerelt burája (12) és a tartó- és burkolóelemen belül (17) elrendezett, hálózati feszültséget fogadó és azt meghajtó jellé átalakító előtétáramköre (24) van; az üreg a hozzávezetett meghajtójel hatására gázkisülés (23) állapotába hozható töltetet tartalmaz; a burának (12) a tartó- és burkolóelemhez (17) csatlakozó alsó része (12b), valamint az alsó részből (12b) kiemelkedő, görbe vonalú felső része (12a) van; a bura (12) alsó részének (12b) belső felületén nem fénykeltő tükrözőbevonat van; a bura (12) alsó részének (12b) tükrözőbevonatán első fénykeltő bevonat (A) van; a görbe vonalú, felső rész (12a) belső felületén második fénykeltő bevonat (B) van; és az első fénykeltő bevonat (A) lényegesen vastagabb, mint a második fénykeltő bevonat (B), azzal jellemezve, hogy a második fénykeltő bevonat (B) ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagokat tartalmaz; az 550 nm-es csúcsértékkel rendelkező, 400-700 nm-es fényhullámhossz-tartományban a második fénykeltő bevonat reflexiós tényezője legalább 25%, de legfeljebb 63%; az első fénykeltő bevonat (A) ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagokat tartalmaz; és az 550 nm-es csúcsértékkel rendelkező, 400-700 nm-es fényhullámhossztartományban a második fénykeltő bevonat reflexiós tényezője nagyobb, mint 70%.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti reflektorlámpa, azzal jellemezve, hogy az első fénykeltő bevonat (A) ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagokat tartalmaz, és fajlagos felületi sűrűsége 4 mg/cm².
3. 3. Az 1. igénypont szerinti reflektorlámpa, azzal jellemezve, hogy a második fénykeltő bevonat (B) ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagokat tartalmaz, és fajlagos felületi sűrűsége legalább 0,8 mg/cm², de legfeljebb 2,8 mg/cm².
4. 4. A 2. igénypont szerinti reflektorlámpa, azzal jellemezve, hogy a második fénykeltő bevonat (B) ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagokat tartalmaz, és fajlagos felületi sűrűsége legalább 0,8 mg/cm², de legfeljebb 2,8 mg/cm².
5. 5. Az 1. igénypont szerinti reflektorlámpa, azzaljellemezve, hogy a második fénykeltő bevonat (B) ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagokat tartalmaz, és fajlagos felületi sűrűsége mg/cm²-ben kifejezve nagyobb, mint 0,7x(%s)xa fénykeltő anyag sűrűsége (g/cm³)xa fénykeltő anyag átlagos részecskeátmérője (pm), de kisebb, mint 2,4x(/5)xa fénykeltő anyag sűrűsége (g/cm³)xa fénykeltő anyag átlagos részecskeátmérője (pm).
6. 6. Az 5. igénypont szerinti reflektorlámpa, azzal jellemezve, hogy az első fénykeltő bevonat (A) ritkaföldfém-alapú fénykeltő anyagokat tartalmaz, és fajlagos felületi sűrűsége mg/cm²-ben kifejezve nagyobb, mint

   3.5 x(X)xa fénykeltő anyag sűrűsége (g/cm³)xa fénykeltő anyag átlagos részecskeátmérője (pm).
7. 7. A 4. igénypont szerinti reflektorlámpa, azzal jellemezve, hogy az első fénykeltő bevonat (A) ritkaföldfém-alapú fény keltő anyagokat tartalmaz, és fajlagos felületi sűrűsége legalább 5,0 mg/cm², de legfeljebb

   7.5 mg/cm².
8. 8. Az 1. igénypont szerinti reflektorlámpa, azzal jellemezve, hogy a burának (12) olyan, a belsejébe benyúló ürege (15) van, amelynek a bura (12) töltet felőli oldalán belső felülete van, és a benyúló üreg (15) belső felületén az első fénykeltő bevonattal (A) lényegében azonos vastagságú fénykeltő bevonat van kiképezve.
9. 9. Az 1. igénypont szerinti reflektorlámpa, azzal jellemezve, hogy a tükrözőbevonat finom szemcsés titándioxidot tartalmaz, és a meghajtójel rádiófrekvenciás (RF) jelet tartalmaz.
10. 10. Az 1. igénypont szerinti reflektorlámpa, azzal jellemezve, hogy az első és második fénykeltő bevonat (A, B) azonos összetételű anyagból van.
11. 11. A 2. igénypont szerinti reflektorlámpa, azzal jellemezve, hogy a burának (12) alsó része van, a bura (12) legnagyobb szélessége első síkot meghatározó legnagyobb átmérőt határoz meg, a burának (12) az első sík és a görbe vonalú felső rész (12a) között elrendezett felső része van, és az üreg (15) a bura (12) alsó részéből az első síkon keresztül mélyen benyúlik a bura (12) felső részébe.
12. 12. A 3. igénypont szerinti reflektorlámpa, azzal jellemezve, hogy a második fény keltő bevonat (B) fajlagos felületi sűrűsége 2,5 mg/cm².
13. 13. A 3. igénypont szerinti reflektorlámpa, azzal jellemezve, hogy a második fény keltő bevonat (B) fajlagos felületi sűrűsége legalább 1,0 mg/cm², de legfeljebb 2,0 mg/cm².