HU218819B

HU218819B - Fénycső kiégési ívkioltó szerkezettel

Info

Publication number: HU218819B
Application number: HU9601953A
Authority: HU
Inventors: John W. Shaffer
Original assignee: Osram Sylvania Inc.
Priority date: 1995-07-18
Filing date: 1996-07-17
Publication date: 2000-12-28
Also published as: CN1147689A; US5585693A; KR970009475A; EP0755173A2; EP0755173A3; CN1091941C; IN188943B; DE69607794T2; HUP9601953A2; DE69607794D1; CA2181289A1; JP3034800B2; HUP9601953A3; KR100382672B1; CA2181289C; EP0755173B1; HU9601953D0; JPH09106781A

Description

A találmány tárgya fénycső, különösen fénycső kiégési ívkioltó szerkezettel.

Az US 4,539,508 számú szabadalmi leírás olyan fénycsövet ismertet, amelynek mindkét végén elektróddal ellátott üvegcsöve van. Az elektródokat az üvegcső tömített végein átmenő első és második vezetékhuzal képezi, amelyek tekercshez csatlakoznak. A fénycsőben legalább az egyik elektród mellett kapszulaegység van elhelyezve. A kapszulaegységben ívkioltó anyag van, ami higany vagy higanyötvözet.

Az EP 581 494 számú szabadalmi leírás olyan fénycsövet ismertet, amelynek mindkét végén elektróddal ellátott üvegcsöve van. Az elektródszerelvényt (üvegtörzs) az üvegcső tömített végein átmenő első és második vezetékhuzal alkotja, amelyek tekercshez csatlakoznak. Az üvegtörzshöz kapszulaegység csatlakozik az üvegcső belsejében. A kapszulaegységben ívkioltó anyag van, ami folyékony higany.

Az EP 646 942 számú leírás olyan elektród nélküli lámpát ismertet, amelynek lámpaballonján szívócső található, amelyben amalgám van elhelyezve. A higanygőz üzem közben az amalgámból szabadul fel.

A fénycsöveket egyre inkább elektronikus fénycsőelőtétekkel alkalmazzák, amelyek a fénycsövet nagyfrekvencián üzemeltetik. Az ilyen fénycsőelőtétek gyakran „azonnal világító” típusúak, amelyekben az üresjárási feszültség elég nagy a fénycső közvetlen gyújtására, és nincs szükség külön katódfutő áramra (lásd EP 96 105 számú leírás).

A fénycső kiégése akkor következik be, amikor az elektródok emissziós bevonata kimerül. Hálózati frekvencián és olyan fénycsőelőtétek esetén, amelyeknél az üresjárási feszültség kicsi, a fénycső íve passzívan kialszik, amikor az első elektród felmondja a szolgálatot. Elektronikus, „azonnal világító” típusú fénycsőelőtétek esetében azonban a fénycső íve nem alszik ki szükségképpen, amikor az első elektród felmondja a szolgálatot. Az „azonnal világító” típusú fénycsőelőtét által szolgáltatott üresjárási feszültség eléggé nagy ahhoz, hogy a fénycső tovább működjön „hidegkatódos” üzemmódban. Hidegkatódos működés közben a katódfeszültség 12 voltról 50 voltra vagy ennél nagyobb értékre növekszik.

Ha az 1. és 2. ábrán látható 2 fénycsőben, amelyben a 8 üvegcső két végén egy-egy 4, illetőleg 6 elektród van, az első 6 elektród tönkremegy, akkor ionbombázás melegíti a 10 volfrámspirált, a 12 és 14 vezetékhuzalt és a 8 üvegcsőben lévő minden más, villamosán összekötött fémszerkezetet. A fémelemek olyan magas hőmérsékletre melegszenek fel, hogy az elemeknek az ív fenntartásához elegendő termikus emissziójuk és szekunder elektronemissziójuk van. A fénycső meghibásodott végén a wattos teljesítmény disszipációja erősen megnövekszik. Ennek következtében a 8 üvegcső vége jóval a normális üzemi hőmérséklet fölé melegszik. A 8 üvegcsőben lévő 12 és 14 vezetékhuzal gyakran megolvad, átolvad a burán, és/vagy a burát megrepeszti és néha eltöri, amikor a fénycsövet az armatúrából kiveszik. A fénycső végének túlmelegedése károsíthatja az aljzatot vagy armatúrát is, amibe a fénycső be van szerelve, vagy megolvaszthatja a műanyag 16 lámpafejet.

Ennek a problémának a megoldására olyan „azonnal világító” típusú elektronikus fénycsőelőtéteket fejlesztettek ki, amelyek további áramkörrel vannak ellátva a fénycső feszültségnövekedésének vagy a katód kimerülése után bekövetkező más jelenségeknek az érzékelésére, és lekapcsolják a rendszert. Ezek a további elektronikus elemek azonban jelentősen növelik a fénycsőelőtét költségét. Emellett a jelenlegi fénycsőalkalmazásokban már sok olyan fénycsőelőtét van, amelyek nem tartalmaznak ilyen áramkört.

Szükség van tehát olyan fénycsőre, amely önmagában tartalmaz eszközt az ívkioltásra a fénycső kiégésekor, és ez az ívkioltó eszköz nem tartalmaz és nem igényel további áramkört vagy elektronikus elemeket.

Találmányunk célja olyan fénycső, amely kiégési ívkioltó szerkezettel van ellátva.

Találmányunk további célja olyan fénycső, amelynek a kiégési ívkioltó szerkezete nem igényel további áramkört vagy elektronikus elemeket.

Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a fénycsőnek van egy üvegcsöve, amelynek mindkét végén van egy elektród. Mindegyik elektród tartalmaz egy pár vezetékhuzalt, amelyek a fénycső egy tömített végén mennek át, és egy tekercshez csatlakoznak. A fénycső tartalmaz egy kapszulát, amely fémhidrid-port tartalmaz, és az üvegcsőben van elhelyezve. Ennek a fém-hidrid-pomak a bomlási hőmérséklete magasabb, mint a fénycső normális működésekor az üvegcső belsejében fennálló hőmérséklet.

Találmányunkat, annak fenti és más jellemzőit, beleértve az újszerű szerkezeti részleteket és az alkatrészek újszerű kombinációit, a találmány példaképpeni kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével.

Az ábrák közül az

1. ábra a technika állása szerinti fénycső oldalnézete, a

2. ábra az 1. ábra szerinti fénycső egyik végrészének vázlata nagyobb méretarányban ábrázolva, a

3. ábra a találmány szerinti fénycső egyik kiviteli alakjának a 2. ábrához hasonló vázlata, a

4. ábra a találmány szerinti fénycső egy másik kiviteli alakjának a 3. ábrához hasonló vázlata, az

5. ábra a találmány szerinti fénycső egy másik kiviteli alakja másik változatának a 4. ábrához hasonló vázlata, a

6. ábra egy töltött, de lapítással még nem lezárt kapszula, a

7. ábra a 6. ábra szerinti, lapítással lezárt kapszula oldalnézete, a

8. ábra a 6. ábra szerinti, lapítással lezárt kapszula elölnézete, a

9. ábra a 8. ábra szerinti kapszula oldalnézete a kapszulához rögzített első huzallal, ami a kapszulát egy szigetelő üveggyöngyhöz rögzíti; a szigetelő üveggyöngynél van egy

HU 218 819 Β második, különálló huzal, amellyel az üveggyöngy és a kapszula egy fénycsőben a

3. ábra szerint rögzítve van.

A 3. ábrán látható a 2 fénycső, amelynek van egy 8 üvegcsöve. A 8 üvegcső két végén egy-egy, 4, illetőleg 6 elektród van. Ezek közül a 3. ábrán az egyik látható. A 8 üvegcső mindkét tömített végén egy-egy 12, 14 vezetékhuzalpár megy át, és a 10 tekercshez kötve elektródokat képez. A 8 üvegcsőben fém-hidrid-port tartalmazó 30 kapszula van elhelyezve. Ennek a fémhidrid-pomak a bomlási hőmérséklete magasabb, mint a fénycső normális működésekor az üvegcső belsejében fennálló hőmérséklet. Látható, hogy a 6 elektród hasonló a 2. ábra szerintihez, de mindegyik 12, 14 vezetékhuzalon el van helyezve a fém-hidridet tartalmazó 30 kapszula.

Működéskor a fénycsőnek az egyik végén lévő katódbevonat kimerülése miatt bekövetkező kiégésekor (élettartamának végén) a fénycsőnek az ebben a végében lévő 10 tekercs a normális üzemi hőmérsékleténél sokkal magasabb hőmérsékletre melegszik. A 12,14 vezetékhuzal egyikéről vagy mindkettőről származó sugárzó hő a 8 üvegcsőben a hőmérsékletet a 150 °C vagy ennél alacsonyabb normális üzemi hőmérsékletről körülbelül 650 °C-ra vagy ennél magasabbra növeli, és ezáltal a fém-hidridet tartalmazó 30 kapszula hőmérsékletét annyira megnöveli, hogy a kapszula tartalma termikusán lebomlik, és a kapszulából annak lapítással kialakított lezárásán át hidrogéngáz jut a fénycsőbe, amint ezt lentebb részletesebben leírjuk. A hidrogén jelenléte a 8 üvegcsőben a kisülés fenntartásához szükséges feszültséget jóval az „azonnal világító” típusú fénycsőelőtétek által szolgáltatott feszültségeknél magasabb értékre növeli. Ennek következtében a fénycső passzívan, a végrészek jelentős felmelegedése vagy az üveg repedése nélkül ég ki. A hidrogénfejlődés elég gyorsan megy végbe ahhoz, hogy megakadályozza a szóban forgó fénycsövet tartó armatúra károsodását. A fejlődött hidrogénmennyiség, egy tizenkét milligrammos kapszulából tipikusan három Torr-liter, elegendő az ív kioltásához nagyobb fénycsövekben.

A 4. ábrán látható, hogy a 30 kapszulákat a préselt 16 aljzatrész kúpos 22 tömítőrészéhez lehet rögzíteni, és a kapszulák - mint a 3. ábrán látható kiviteli alakban - a megfelelő szomszédos 12, illetőleg 14 vezetékhuzallal párhuzamosan helyezkednek el. így a 30 kapszulák villamosán szigetelve vannak, és a vezetékhuzalok közelében vannak elhelyezve. A 10 tekercs meghibásodásakor az ívkisülés folytatódik lefelé az egyik, 12 vagy 14 vezetékhuzalon, a hőmérsékletet a 8 üvegcsőben (burában) jóval a normális üzemi hőmérséklet fölé növeli, és előidézi legalább az ívet húzó vezetékhuzallal szomszédos kapszulában lévő fém-hidrid-por termikus bomlását. Ennek következtében hidrogéngáz kerül a burába, kioltja az ívet és megszünteti fénycső működését.

Az 5. ábrán egy másik kiviteli alak látható, amelyben egyetlen 30 kapszula van a préselt 16 aljzatrész kúpos, üvegből készült, szigetelő 22 tömítőrészébe szerelve. Ez a 30 kapszula a 12 és 14 vezetékhuzal között helyezkedik el, és általában párhuzamos ezekkel. Ha a 10 tekercsként kiképzett katód meghibásodik, akkor az ívkisülés az egyik, 12 vagy 14 vezetékhuzal mentén itt is eléggé megnöveli a 30 kapszula hőmérsékletét ahhoz, hogy a kapszulában lévő fém-hidrid-por termikusán lebomoljon, ezzel lehetővé teszi, hogy hidrogéngáz lépjen ki a kapszulából a fénycső 8 üvegcsövébe, és elvégezze az ívkioltást.

Az előnyös fém-hidrid titán-hidrid, TiHIj ₇. A fémhidrid a titánt, cirkóniumot, hafniumot, ezeknek a fémeknek egymással alkotott ötvözeteit és ezeknek fémeknek más fémekkel, így kobalttal, vassal, nikkellel, lantánnal vagy ezeknek a fémeknek más fémekkel vagy ezen más fémek kombinációival alkotott ötvözeteit tartalmazó csoportból választható.

A 6-10. ábrákon látható, hogy gyártáskor a 30 kapszulának csak az első, 24 kapszulavége nyitott (6. ábra), ami a por betöltése végett kúpos lehet. Töltés után a 24 kapszulavéget lapítással lezáiják (7. és 8. ábra). A lapítással kialakított zárás elegendő ahhoz, hogy meggátolja por kilépését a kapszulából, de nem képez hermetikus tömítést, és lehetővé teszi a fém-hidrid-por termikus bomlása útján keletkezett hidrogéngáz kilépését a kapszulából.

A 30 kapszula 24 kapszulavégének lapítása következtében lényegében sík 26 nyelv jön létre, ami a kapszulából kiáll. Ehhez a 26 nyelvhez van ponthegesztve egy 28 rögzítőhuzal (9. ábra). A 4. és 5. ábrán látható kiviteli alakban a 28 rögzítőhuzal szabad vége be van ágyazva a fénycső kúpos 22 tömítőrészébe, hogy a 30 kapszulát az egyik vagy mindkét 12, 19 vezetékhuzallal szomszédos helyzetben tartsa.

Egy másik változat szerint a 28 rögzítőhuzal szabad vége villamosán szigetelő 32 üveggyöngybe van beágyazva (9. ábra). A 32 üveggyöngybe egy 34 szerelőhuzal egyik vége is be van ágyazva. A 28 rögzítőhuzal és a 34 szerelőhuzal arra használható, hogy a kapszulát a 12, 14 vezetékhuzalhoz kösse, és a kapszulát a vezetékhuzallal lényegében párhuzamos helyzetben tartsa (3. ábra).

A 30 kapszula előnyös módon fémből, így acélból vagy ötvözetből készül. Az egyik kiviteli alakban a kapszula hossza 6,1 mm (0,240”), átmérője 1,52 mm (0,060”) és falvastagsága 0,76 mm (0,003”). 12(±1) milligramm mennyiségű fém-hidrid-port teszünk a kapszulába, és lezátjuk.

Ily módon olyan fénycsövet alakítottunk ki, amelyben van egy, a fénycső kiégésekor lekapcsolást kiváltó eszköz, és ez az eszköz nem igényel további áramkört vagy elektronikus elemeket. Ennek a lekapcsolóeszköznek a költségei alacsonyak, sokkal alacsonyabbak, mint a fénycsőelőtétben lévő lekapcsolóeszköz költsége, még akkor is, ha figyelembe vesszük, hogy a fénycsőelőtét több fénycsőélettartamon át működőképes.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Fénycső mindkét végén elektróddal ellátott üvegcsővel (8), amelynek tömített végein első vezetékhuzal (12) és második vezetékhuzal (14) megy át, amelyek te3

HU 218 819 Β kercshez (10) csatlakoznak, és a fénycsőben ívkioltó anyagot tartalmazó kapszulaegység van elhelyezve, azzal jellemezve, hogy a kapszulaegység fém-hidrid-port tartalmaz, és a fém-hidrid-pomak a bomlási hőmérséklete magasabb, mint a fénycső normális működésekor az üvegcső belsejében fennálló hőmérséklet.
2. Az 1. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy a kapszulaegységet az elektródokban lévő első kapszula (30) és második kapszula (30) képezi.
3. A 2. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy az első kapszula (30) és a második kapszula (30) az első vezetékhuzalhoz (12), illetőleg a második vezetékhuzalhoz (14) van kötve.
4. A 3. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy az első kapszula (30) és a második kapszula (30) az első vezetékhuzalhoz (12), illetőleg a második vezetékhuzalhoz (14) van kötve, de ezektől a vezetékhuzaloktól (12,14) villamosán szigetelve van.
5. A 4. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy mindkét kapszula (30) egy szigetelőtesthez van kötve, és a szigetelőtest a megfelelő vezetékhuzalhoz (12.14) van kötve.
6. Az 5. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy a szigetelőtestet egy üveggyöngy (32) képezi.
7. Az 5. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy az első kapszula (30) az első vezetékhuzallal (12) lényegében párhuzamosan és a második kapszula (30) a második vezetékhuzallal (14) lényegében párhuzamosan van elhelyezve.
8. A 6. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy egy rögzítőhuzal (28) köti össze a kapszulát (30) és az üveggyöngyöt (32), és egy szerelőhuzal (34) köti össze az üveggyöngyöt (32) és az egyik vezetékhuzalt (12.14) .
9. A 2. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy mindkét kapszula (30) el van látva a belőle kiálló rögzítőhuzallal (28), és ennek a rögzítőhuzalnak (28) a kapszulától (30) távolabbi vége a fénycső szigetelő, üvegből készült aljzatrészébe (16) van beágyazva.
10. A 9. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy az első kapszula (30) lényegében párhuzamos az első vezetékhuzallal (12), és második kapszula (30) lényegében párhuzamos a második vezetékhuzallal (14).
11. Az 1. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy a kapszulaegységet az első és második vezetékhuzal (12, 14) között elhelyezett és ezekkel lényegében párhuzamos kapszula (30) képezi, amely a fénycső szigetelő, üvegből készült aljzatrészéhez (16) van kötve, és a vezetékhuzaloktól (12, 14) villamosán szigetelve van.
12. A 11. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy a kapszula (30) el van látva egy rögzítőhuzallal (28), és ennek a rögzítőhuzalnak (28) a kapszulától (30) távolabbi vége a fénycső üvegből készült aljzatrészének (16) szigetelő, üvegből készült, kúpos tömítőrészébe (22) van beágyazva.
13. Az 1. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy a kapszulában (30) lévő fém-hidrid-por a titánt, cirkóniumot, hafniumot, titán-cirkónium ötvözetet, titán-hafnium ötvözetet és cirkónium-hafnium ötvözetet tartalmazó csoportból van kiválasztva.
14. Az 1. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy a fém-hidridet egy ötvözet képezi, amelynek az egyik alkotója a titánt, cirkóniumot, hafniumot tartalmazó első csoportból és az első csoport féméinek ötvözetei közül van kiválasztva, a második alkotója a kobaltot, vasat, nikkelt, mangánt és lantánt tartalmazó második csoportból és a második csoport féméinek ötvözetei közül van kiválasztva.
15. Az 1. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy a fém-hidridet titán-hidrid képezi.
16. Az 1. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy a kapszula (30) lapítással kialakított lezárása meggátolja por kilépését a kapszulából, de nem képez hermetikus tömítést, és így lehetővé teszi gáz kilépését a kapszulából.
17. A 14. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy a kapszula (30) lezárása meggátolja a por kilépését a kapszulából, de nem képez hermetikus tömítést, és így lehetővé teszi gáz kilépését a kapszulából.
18. A 17. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy a kapszula (30) egyik vége lapítással van lezárva, és ez kapszulavég úgy van kialakítva, hogy a gáz átjutását lehetővé teszi, de a por átjutását nem.
19. A 18. igénypont szerinti fénycső, azzal jellemezve, hogy a lapított kapszulavégen van egy lényegében sík, lapos szakasz, amihez rögzítőhuzal (28) van rögzítve.
20. Fénycső, amelynek van egy üvegcsöve (8) és egy-egy elektródja az üvegcső (8) mindkét végén, azzal jellemezve, hogy az üvegcsőben (8) lévő mindkét elektródban fém-hidrid van, amelynek a bomlási hőmérséklete magasabb, mint a fénycső normális működésekor az üvegcső belsejében fennálló hőmérséklet.