NL8004726A - Hogedruknatriumdampontladingslamp. - Google Patents

Description

*, — *

If · · PHN 9826 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Hogedruknatriuitdanpontladijngslairp"

De uitvinding heeft betrekking op een bogedruknatriuirdanp-ontladingslamp met een tijdens bedrijf opgeno men vermogen van ten hoogste 200 W, voorzien van een lampvat met keramische wand, in welk vat zich twee elektroden bevinden waar tussen in de bedrij fstoestand van de 5 lamp de ontlading plaatsvindt, welk lampvat natrium, kwik en xenon bevat, waarbij het xenon in de bedrijf stoestand een druk heeft van ten minste 50 kPa.

Een dergelijke lamp, welke tegenwoordig op grote schaal wordt toegepast, is bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage 7704131 (PHN 8762).

10 Met deze lampen is een hoge specifieke lichtstroom bereikbaar. Het xenon dient hierbij als extra buffergas naast het kwik. De buffergassen beperken de konduktieverliezen in het ontladingsvat tijdens de bedrijfs-toestand van de lamp. In deze lampen met relatief hoge xenondruk zijn de konduktieverliezen aanmerkelijk geringer dan in lampen met alleen 15 kwik als buffergas. Gebleken is dat in de bekende lampen tijdens bedrijf de hoogste temperatuur van de wand van het lampvat lager is dan in een vergelijkbare lamp net uitsluitend kwik als buffergas. Dit heeft een beperking van de bereikbare specifieke lichtstroom tot gevolg. In het bijzonder geldt dit voor lampen met een klein opgenomen vermogen, met 2Π name kleiner dan 200 W. De uitvinding beoogt een maatregel te geven waarmede dit bezwaar althans ten dele wordt cpgeheven.

Een hogedruknatriumdanpontladingslanp van de in de aanhef genoemde soort is volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat de wand van het lampvat een dikte heeft waarvan de grootte kleiner is dan 0,5 25 mm en ten minste 0,2 mm bedraagt.

Bij een hogedruknatriumdampontladingslamp volgens de uitvinding is de specifieke lichtstroom verhoogd ten opzichte van de bekende lamp, waarvan een wanddikte van 0,6 mm gangbare maat is. Aangenomen wordt dat dit ondermeer toe te schrijven is aan de verhoogde 3Π temperatuur van de relatief dunne wand van het lampvat. Een dergelijke temperatuurverhoging leidt tot een vlakker verloop van het radiële temperatuurprofiel van de vulling van het lampvat. Gevonden is dat een dergelijk temperatuurprofiel gunstig is voor het verkrijgen van een 80 0 4 7 2 6 * . l*· t EHN 9826 2 hogere specifieke lichtstroom. Een voordeel is dat de wand van het lampvat bij dikten gekozen in het aangegeven bereik, ook tijdens de levensduur van de lamp bestand blijkt te zijn tegen aantasting door de vulling van het lampvat, hetgeen niet te verwachten was.

5 Indien de wanddikte kleiner dan 0,2 nm wordt gekozen zullen onvermijdelijke onzuiverheden van het wandmateriaal en roosterfouten in de wand leiden tot zodanig zwakke plekken in de wand van het lampvat, dat het lampvat hetzij niet goed gasdicht is, hetzij breuk vertoont. Een niet gasdicht lampvat geeft tijdens levensduur van de lamp aanleiding 10 tot verdwijning van bestanddelen van de lampvatvulling uit het lampvat. Dit kont in de bedrijfstoestand van de lamp tot uiting in sterke stijging van de hoogspanning en een verloop van het kleurpunt van de door de lamp uitgezonden straling.

Onder keramische wand wordt verstaan een wand uit poly-15 kristallijn materiaal gevormd, zoals bijvoorbeeld dichtgesinterd aluminiumoxide, of uit een monokristallijn materiaal, zoals bijvoorbeeld saffier.

Opgemerkt wordt, dat een verbeterd temperatuurprofiel bereikt zou kunnen worden door de inwendige diameter van het lampvat te 20 verkleinen. Gebleken is echter dat een dergelijke maatregel bij lampen met een vermogen kleiner dan 200 W het bezwaar heeft, dat bij het gebruikelijke lampbedrijf op een wisselspanningsbron, de benodigde heront-steekpieken groter worden, als gevolg van sterke afkoeling van de ontlading bij stroannuldoorgang. Tevens wordt het totale lamprendenent 25 nadelig beïnvloed.

Bij voorkeur is de wand van het lampvat van een hogedrukna-triumdampontladingslamp volgens de uitvinding opgebouwd uit polykr is talli jn materiaal waarvan ten minste 80% van de kristallen een grootste afmeting van ten hoogste 60^um heeft. Dit heeft als voordeel, dat enerzijds een 30 goed gasdichte wand wordt verkregen zonder anderzijds de lichttransmissie door de wand door kristalgrenzen en roosterfouten nadelig te beïnvloeden.

Een uitvoeringsvoorbeeld van een lamp volgens de uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een tekening.

35 In de tekening verwijst 1 naar een buitenballon van de lamp, welke aan een zijde voorzien is van een lampvoet 2. Binnen de hiitenballon bevindt zich een lampvat 3. Het lampvat 3 bevat natrium, kwik en xenon, in een zodanige hoeveelheid dat in de bedrijfstoestand 8004726 ΡΗΝ 9826 3 «* - van de lamp de xenondruk groter dan 50 kPa is. Het lampvat 3 is voorzien van twee elektroden 4 en 5, waartussen in de bedrijfstoestand van de lanp de ontlading plaatsvindt. Elektrode 4 is met behulp van een metalen strip 6 aangesloten op een starre toevoergeleider 7. Deze toevoerge-5 leider 7 voert naar een aansluitorgaan van lairpvoet 2. De elektrode 5 is eveneens via een metalen strip 8 aangesloten qp een starre toevoer-geleider 9, welke naar een ander aansluitorgaan van de lampvoet 2 voert.

Met 10 is een glims tarter aangeduid, welke van een glazen omhulsel 10a is voorzien. In de glimstarter bevinden zich twee bimetalen 10 11, 12, waarvan de ene verbonden is met de starre toevoergeleider 7 en de' andere verbanden is met de starre toevoergeleider 9.

Het lanpvat 3 van de beschreven lanp bestaat uit dichtge-sinterd aluminiumoxide waarvan ten minste 80% van de kristallen een grootste afmeting van ten hoogste e^um heeft. De wanddikte bedraagt 15 0,45 mn.

Voor de vervaardiging van het ontladingsvat is uitgegaan van een mengsel van aluminiumoxidepoeder bevattende 0,1 tot 0,2 gewichts-procenten MgO. Het mengsel is net een binder (bijvoorbeeld methylcellulose) en water gekneed tot een plastische massa en daarna door extrusie in de 20 gewenste vorm gebracht. Vervolgens is het geëxtrudeerde poederaengsel onderworpen aan een tweetraps sinterproces, zoals beschreven in het Duitse octrooischrift 2.313.760 (PHD 73.040). Hierbij is in de eerste stap de geëxtrudeerde buis vorm in lucht gedurende 1 tot 3 uur verhit op een temperatuur tussen 1100°C en 140ü°c. in de tweede stap is de 25 verhitting uitgevoerd op 180°°C a 19°0°C gedurende 2 tot 6 uur nnrfo-r door leiding van waterstof.

De beschreven lanp neemt in de bedrijf stoestand een vermogen van 70 W qp en is daarbij via een induktieve stabilisatieballast van circa 0,6 H aangesloten qp een wisselspanningsbron van 220 V, 50 Hz.

30 In onderstaande tabel zijn in kolan 1 de belangrijkste parameters vermeld van de beschreven lamp en in kolan 2 van een tweede lamp volgens de uitvinding. De lamp volgens kolan 2 is qua konstruktie identiek aan de lanp volgens kolan 1, maar heeft een andere xenonbe-drijfsdruk. Ter vergelijking zijn in de kolomen 3 en 4 de parameters 35 vermeld van een tweetal lampen volgens de stand van de techniek, waarbij het lampvat een grotere wanddikte heeft en uit grofkorrelliger materiaal is opgebouwd. Overigens is de konstruktie van dé lampen volgens kolan 3 en 4 identiek aan die van de laitpen volgens de uitvinding.

8004726 ΡΗΝ 9826 4 τ • Tabel kolom lampen volgens lampen volgens de de uitvinding stand van de techniek 5__1 2__3 4_ voedingsbron (V,Hz) 220,50 220,50 220,50 220,50 larrpvermogen (W) 70 70 70 70 elektrcdenafstand (mm) 31 31 31 31 inwendige diameter 3,8 j 3,8 3,8 3,8 10 lampvat (rtm) \ f \ wanddikte (irm) 0,451 0,45 0,6 0,6 f xenondruk in de 320 | 709 320 709 I bedrij fstoestand (kPa) \ ! gewichtsverhouding 5,7 j 5,7 5,7 5,7 i kwikmatrium \ \ I - '

15 [ maximale wand- 1460 : 1430 j 1420 1380 I

! temperatuur (K) j | f i , j ë specifieke licht- lij f j stroom (Im/W): I · i | j na 100 branduren \ 102 l 110 ! 97 105 j

ί na 2000 branduren j 97 M07 | 95 j 100 I

20 j ί < I f

| na 3000 branduren j 95 ’ 110 92 I 97 I

I } . s ί 1 f boogspanningsver- 1-1+1 j -4.5 j -6 \ j andering na 2000 j I j | I branduren (V) j ] ! I . ) I_!_!_:_ 25

Uit de tabel blijkt dat in geval van de lampen volgens de uitvinding de specifieke lichtstroom circa 5% hoger is in vergelijking net lampen niet volgens de uitvinding. Deze winst in specifieke lichtstroom blijkt tijdens levensduur behouden te blijven.

3Q In een ander voorbeeld van een lamp volgens de uitvinding heeft het lampvat een wand met een dikte groot 0,3 mm. De xenondruk tijdens lampbedrijf is circa 1,0610- kPa en de maximale wandterrperatuur circa 1560 K. De lamp neemt daarbij een vermogen op van 70 W en heeft na 100 branduren een specifieke lichtstroom van 113 lm/W. Na een 35 brandduur van 2000 branduren bedraagt de specifieke lichtstroom 112 ln/W.

De wand van het lampvat bestaat uit öichtges interd aluminiumr oxide waarvan ten minste 80% van de kristallen een grootste afmeting 8004726 V ·'

J

E · PHN 9826 5 van maximaal 60^um heeft.

De hoogspanning is na 200^ branduren 3 V gestegen, terwijl de indices van het kleurpunt van de uitgezonden straling gedurende de periode van 2000 branduren de volgende waarden hebben: 5 - 0 branduren x = 0,544; y = 0,425 - 100 branduren x = 0,544; y = 0,425 - 1000 branduren x = 0,541; y - 0,423 - 2000 branduren x = 0,541; y = 0,424.

Dit duidt erop dat de vulling van het lampvat gedurende de 2000 brand-10 uren nagenoeg konstant van hoeveelheid en samenstelling is gebleven.

15 20 25 30 35 8004726

Claims (2)

1. Hogedruknatriumdampontladingslamp net een tijdens bedrijf opgenonen vermogen van ten hoogste 200 w, voorzien van een lampvat met keramische wand, in welk vat zich twee elektroden bevinden waar 5 tussen in de bedrijfstoestand van de lamp de ontlading plaatsvindt, welk lampvat natrium, kwik en xenon bevat, waarbij het xenon in de bedr ij f stoestand een druk heeft van ten minste 50 kPa, met het kenrrerk, dat de wand van het lampvat een dikte heeft waarvan de grootte kleiner dan ^S'unr&Tteïi minste 0,2 nni bedraagt. 10

2. Hogedruknatriumdaitpontladingslamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de wand van het ontladingsvat is opgebouwd uit polykristallij n materiaal waarvan ten minste 80¾ van de kristallen een grootste afmeting van ten hoogste 6°^um heeft. 15 20 25 30 35 8004726