NL8104282A - Hogedrukmetaaldampontladingslamp. - Google Patents

Description

X

PHN 10.153 1 N.v. Philips’ Gloeilanpenfabrieken te Eindhoven.

Hogedrukrretaaldampontladingslanp.

Ck,

De uitvinding heeft betrekking op een hogedrukmetaa Idaitp-cmtladingslairp met een ontladingsvat, dat voo^ien is van een straling doorlatende wand en van een eerste en een tweede hoofdelektro-de waartussen in de werkzame toestand van de lamp de ontlading plaats 5 vindt, en welke hxifdelectroden elk een naar de ontlading gericht uiteinde bezitfcen, welk ontladingsvat vocarts voorzien is van een uit-wendig ontsteekhnlptniddel dat in onwerkzame toestand van de lanp elec-trisch is verbcnden met de eerste hoofdelectrode en zich daarbij uit-strekt vanaf het uiteinde van de eerste hoofdelectrode tot het 10 uiteinde van de tweede hoofdelectrode of tot ten hoogste 3 mm voorbij dat uiteinde/ en daarbij tevens ligt qp een afstand van ten hoogste 1 ran van de wand van het ontladingsvat en althans nabij de tweede hoofdelectrode nauw tegen die wand aansluit.

Een dergelijke lanp is bekend uit de Nederlandse octrooi-15 aanvrage 7907437. De bekende lamp blijkt goed te kunnen ontsteken indien voldaan is aan de voorwaarde, dat het uitwendige ontsteekhulp-middel zich langs de wand van het ontladingsvat uitstrekt tot het uiteinde van de tweede hoofdelectrode of tot ten hoogste 3 ran voorbij dat uiteinde. Een tweede voorwaarde voor goed ontsteken is dat het 20 uitwendig ontsteekholpndddel op een afstand van ten hoogste 1 ran van de wand van het eae ontladingsvat ligt en althans nabij de tweede hoofdelectrode tegen die wand aansluit. Gebleken is evenwel dat de bekende lanp veelal onregelmatig ontsteekt, d.w.z. dat de grootte van de voor het ontsteken vereiste ontsteekspanningspuls van lanp tot lanp sterk 25 varieert.

De uitvinding beoogt een middel te geven waarmede een derge-lijk onregelmatig ontsteken wordt voorkcmen.

Een lanp van de in de aanhef geneomde soort is volgens de uitvinding gekenmerkt/ doordat het uitwendige ontsteekhulpmiddel 30 zich ter hoogte van de eerste hoofdelectrode gerekend vanaf het uiteinde van de eerste hoofdelectrode over ten hoogste 3 mm langs de hoofdelectrode uitstrekt.

Dampen volgens de uitvinding blijken zeer regelmatig te ont- 8104282 EHN 10.153 2 ' , * ...... steken waarbij de variable in de vereiste grootte van de ontsteek- spanningspuls aanzienlijk beperkt is.

Bij het ontsteken van een hogedruknetaaldanpontladingslamp volgens de uitvinding blijken de volgende stadia onderscheiden te 5 . kunnen warden:

Er ontstaat een hulpontlading tussen de tweede hoofdelectrode en de wand van het ontladingsvat nabij deze hoofdelectrode en gericht naar het uitwendige ontsteekhulpniddel vervolgens hreidt de hnlpontlading zich langs de wand van 10 het ontladingsvat uit tot nabij de eerste hoofdelectrode en gericht naar het uitwendige ontsteekhulpmiddel ten slotte springt de hnlpontlading van de wand van het ontladingsvat over op de eerste hoofdelectrode, waarna de hnlpontlading zich ontwikkeld tot een stabiele boogontlading en aldus de werkzame 15 toestand van de lamp wordt bereikt. De onderscheiden stadia vol-trekken zich onder invloed van de zogenaamde ontsteekspanningspuls die tussen de beide hoofdelectroden"wordt aangelegd.

De metallische ccmponenten van de vulling van dergelijke lampen zullen in onwerkzame toestand van de lamp gecondenseerd zijn.

20 Een in praktische gevallen zeer veel voorkanende plaats voor het genoemde condensaat is het deel van het ontladingsvat dat gezien vanaf de plaats waar in werkzame toestand van de lamp de ontlading plaats vindt, ligt achter een hoofdelectrode.

In het geval van de bekende lamp is geconstateerd dat de 25 hnlpontlading in veel gevallen rechtstreeks qp het condensaat aan-grijpt. De spanning vereist voor overspringen van de hnlpontlading van het condensaat naar de nabij gelegen hoofdelectrode is in dergelijke situaties bijzonder hoog. Het ontsteken van de lamp is als gevolg hiervan slecht reproduceerbaar. Verrassenderwijs is gebleken dat bij 30 lairpen volgens de uitvinding de hulpontlading nagenoeg in alle gevallen rechtstreeks qp de hoofdelectrode aangrijpt, waarmede een goed reproduceerbaar ontsteken van de lairpen is verkregen.

Het uitwendige ontsteekhulpmiddel kan bijvoorbeeld zijn uitgevoerd als een rond het ontladingsvat gewikkelde draad of als 35 een op het ontladingsvat bevestigde strip.

In een voordelige uitvoeringsvorm van een lamp volgens de uitvinding sluit in onwerkzame toestand van de lamp een strookvormig ge-deelte van het uitwendig ontsteekhulpniddel nabij de tweede hoofd- 8104282 PHN 10.153 3 electrode over ten minste de halve cratrek nauw tegen de wand van het ontladingsvat aan.

Met deze uitvoeringsvorm blijkt de variatie in de grootte van de voor het ontsteken vereiste ontsteekspanningspuls onder overigens 5 gelijkblijvende aistandigheden nog verder heperkt te warden. Dit kan als volgt verklaard worden. De voor het ontsteken van de lamp vereiste ontsteekspanning zal bepaald worden door het ontstaan van een hulp-ontladjng over het traject met de grootste electrische velds terkte, dat wil zeggen met de grootste spanningsgradient. Dit traject zal 10 onder ideale anstandigheden gevoood worden door dat punt van de tweede hoofdelectrode dat de kleinste afstand heeft tot een punt van het uitwendige cntsteekhulpmiddel. Onder praktijkonstandigheden spelen naast de afstand ook een rol factoren als plaatselijke inhomogeniteiten van de hoofdelectrode, de ontladingsvatwand en het ontsteekhulpmiddel, 15 evenals de ircmentane samenstelling van de gasvorraige ontladingsvatvulling ter plaatse van de hoofdelectrode. Dit leidt tot een spreading in de voor het ontstaan van de hulpontlading vereiste spanningsgradient tussen uitwendig ontsteekhulpmiddel en tweede hoofdelectrode en op zijn heurt in een spreading in de voor het ontsteken vereiste ontsteek-20 spanningspuls onder overigens gelijkblijvende anstandigheden. Het beheersen van deze factoren is slechts ten dele mogelijk. Door evenwel het uitwendige ontsteekhulpmiddel een relatief grote ruimtelijke uitgestrektheid te geven nabij de tweede hoofdelectrode kan de invloed van de genoende factoren cp de spreidlng in de vereiste ont-25 steekspanningspuls warden heperkt. Gebleken is dat reeds bij een ruimfce-lijke uitgestrektheid van het uitwendige ontsteekhulpmiddel in de vorm van over de halve cmfcrek nauw aansluiten tegen de wand van het ontladingsvat door het ontsteekhulpmiddel, de spreading in de vereiste ontsteekspanningspuls zeer sterk is heperkt.

30 Mat voordeel sluit in onwerkzame toestand van de lanp het uitwendige ontsteekhulpmiddel bij een lamp volgens de uitvanding over een lengte van tenminste de halve afstand tussen de uiteinden van de hoofdelectroden gerekend vanaf de tweede hoofdelectrode nauw aan tegen de wand van het ontladingsvat. Hiermede wordt op eenvoudige wijze 35 gerealiseerd dat bij het ontsteken van de lanp een uitbreiding wordt bevorderd in de richting van de eerste hoofdelectrode van de ontstane hulpontlading tussen tweede hoofdelectrode en de wand van het ontladingsvat.

8104282 PHN 10.153 4-- i * i

Bij een verdere uitvoeringsvorm van een lamp volgens de uitvinding omvat het uitwendige ontsteekhulpmiddel een ten opzichte van het ontladingsvat beweegbaar gedeelte, dat zich in onwerkzaire toestand van de lamp langs de wand van het ontladingsvat tussen de 5 uiteinden van de hoofdelectrodes uitstrekt en in de werkzame toestand van de lamp van de wand van het ontladingsvat is verwijderd. Een voordeel hiervan is dat hiermede het in de werkzame toestand van de lamp door het uitwendige ontsteekhulpmiddel onderschepte deel van de door de lamp uitgezonden straling wordt beperkt. Daarenboven wordt 10 op deze manier mogelijke migratie tegengegaan van bestanddelen van de vulling van het ontladingsvat door de wand van het vat onder invloed van een electrische veldsterkte die veroorzaakt wordt door spannings-' verschillen tussen de ontlading en het uitwendig ontsteekhulpraiddel in werkzame toestand van de lamp.

15 Met voordeel is bij een verder verbeterde uitvoeringsvorm het strookvormig gedeelte vast aan het ontladingsvat verbonden en heeft de electrische verbinding in de onwerkzame toestand van de lamp tussen het strookvormige en het beweegbare gedeelte van het uitwendige ontsteekhulpraiddel een ohrase weerstand. van ten hoogste 100 20 Verrassenderwij s is gebleken dat het uithreiden van het aangrijpingspunt van de hulpontlading langs de wand van het ontladingsvat vanaf het strobkvormige gedeelte in de richting van de eerste hoofdelectrode niet nadelig wordt beinvloed in het geval van een aldus gerealiseerde ohrase weerstandswaarde.

25 De uitvinding is geschikt cm te warden toegepast zowel bij hogedrukmetaaldampontladingslampen voorzien van een ontladingsvat met keramische wand (bijv. polykristallijn dicht gesinterd ai.uminium-oxide of saffier) als bij soortgelijke lampen voorzien van een ontladingsvat gevonrd uit kwarts of uit hardglas. De vulling van het 30 ontladingsvat kan naast een of meet metalen, zoals natrium en kwik, en een of meer edelgassen, bijv. xenon, ook halogeniden bevatten.

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

In de tekening stalt Ί een buitenballon voor van een lamp 35 volgens de uitvinding, voorzien van een lampvoet 2. Binnen de buitenballon bevindt zich een ten dele opengewerkt ontladingsvat 3 met een straling doorlatende wand 4. Het ontladingsvat 3 is voorzien van een eerste hoofdelectrode 5 en een tweede hoofdelectrode 6. Elk der hoofd- 8104282 EHN 10.153 5 electrodes 5, 6 is voorzien van een naar de ontlading gekeerd uit-einde 51 resp. 6*, tussen walke uiteinden in de werkzama toestand van de lanp de ontlading plaats vindt. Hoofdelectrode 5 is via een doorvoergeleider 7 en een strocmgeleider 8 electrisch verbonden 5 met een starre strocrntx^evoergeleider 9. De starre stroontoevoergeleider 9 is met een einde verbonden met een eerste aansluitcontact 2a van lampvoet 2, terwijl een ander einde in de vorm van een afsteunbeugel 9' tegen de boitenballon steunt. Hoofdelectrode 6 is door middel van een doorvoergeleider 10 en een flexibele electrisch geleidende draad 10 11 electrisch verbonden met een starre strocravoergeleider 12, welke mechanisch rechtstreeks verbonden is met de doorvoergeleider 10.

De starre strocmtoevoergeleider/is verbonden met een tweede aansluitcontact 2b van de lanpvoet 2.

Het cntladingsvat 3 is voarzien van een uitwendig ontsteek-15 hulpniddel 13 dat een bewsegbaar gedeelte 13a en een ter hoogte van de tweede hoofdelectrode 6 aangebracht strookvormig gedeelte 14 cravat.

Het strookvormige gedeelte 14 en daarmede in onwerkzame toestand van de lanp het beweegbare gedeelte 13a is door middel van een geleider 15 electrisch verbonden met de eerste hoofdelectrode 5.

20 Het beweegbare gedeelte 13a van het uitwandige ontsteekhulpraiddel 13 is ten slotte met behulp van een bimetaal plaatje 16 verbonden met de starre stroontoevoergeleider 9.

De beschreven lanp heeft een ontladingsvat 3 met keramische wand 4, gemaakt van dichtgesinterd aluminiuno^de. De hoofdelectxoden 5 en 25 6 zijn gemaakt van wolfraam, terwijl de doorvoerorganen 7 en 10 zijn uitgevoerd als niobiumbussen. Het beweegbare gedeelte 13a van het uitwendige ontsteekhulpmiddel is een wolfraamstaaf j e met een diameter van 0,4 mm dat in onwerkzame toestand van, de lanp order invloed van het bimetaal plaatje 16 tegen de wand 4 van het ontladingsvat en tegen het 30 strookvormige gedeelte 14 rust. Het strookvormige gedeelte 14 van het ontsteekhulptniddel is een tantaalbandje met een breedte van 3 mm dat over de gehele cmfcrek tegen de wand van het ontladingsvat is aangebracht, bijvoorbeeld door middel van klemmen of puntlassen.

Andere geschikte materialen voor het strookvormige gedeelte zijn 35 ondermeer molybdeen, niobium en titaan. Het ontladingsvat heeft een vulling bevattende 10 mg amalgaan waarvan 81,6 gew.% kwik en 18,4 gew.% natrium. Naast kwik en natrium bevat het ontladingsvat xenon dat in onwerkzame toestand van de lanp (ca. 300 K) een druk 8104282 PHN 10.153 6' heeft van 80 kPa. De lamp is gesghikt cm te warden bedreven op een wisselspanningsbron. van 220 V, 50 Hz net behulp van een stabilisatie-ballast van 600 mH. Het in werkzaae toestand door de larnp opgenonen vernogen bedraagt 70 W.

5 In onwexkzane toestand van de beschreven lamp strekt het beweegbare gedeelte 13a van het uitwendig ontsteekhulpmiddel 13 zich langs het ontladingsvat uit en sluit daarbij over nagenoeg zijn voile lengte nauw aan tegen de wand van het ontladingsvat. Het beweegbare gedeelte strekt zich ter hoogtevan de eerste hoofdelektrode over 10 een lengte van ca. 2 nm gerekend vanaf het uiteinde' van de 'eerste hoofd-electrode uit langs de eerste hoofdelectrode.

Ter hoogte van de tweede hoofdelectrode strekt het beweegbare gedeelte zich uit tot 2 nm voorbij bet uiteinde van de tweede hoofdelectrode, en rust in de onwerkzame toestand van de lairp tegen het 15 strookvormige gedeelte 14. Dit strookvormige gedeelte 14 strekt zich langs de tweede hoofdelectrode gerekend vanaf het uiteinde van de electrode uit.over ca. 2 irm.

Van een 20-tal dampen welke identiek zijn aan de beschreven lanp blijkt de ontsteekspanningspuls gonniddeld 2100 V te bedragen.

20 De spreiding in de grootte van de vereiste ontsteekspanningspuls bedraagt ca. 200 V. Bij vergelijkbare laitpen voorzien van een uitwendig hulpmiddel volgens de stand van de techniek varieert de vereiste ontsteekspanningspuls van 2100 V tot 3500 V.

25 30 35 8104282

Claims (5)

1. Bogedrukmetaaldampontladingslaitp met een ontladingsvat voorzien van een straling doorlatende wand en van een eerste en een tweede hoofdelectrode, waartussen in de werkzane toestand van de lamp de ontlading plaats vindt, welke hoofdelectroden elk een naar de 5 ontlading gericht uiteinde bezitten, velk ontladingsvat voorts voorzien is van een uitwendig ontsteekhnlptniddel dat in onwerkzame toestand van de lamp electrisch verbonden is met de eerste hcofdelectrode en zich daarbij uitstrekt vanaf het uiteinde van de eerste hoofdelectrode tot het uiteinde van de tweede hoofdelectrode of tot ten hoogste 3 irm 10 voorbij dat uiteinde, en daarbij tevens ligt op een afstand van ten hoogste 1 mm van de wand van het ontladingsvat en althans nabij de tweede hoofdelectrode nauw tegen die wand aansluit, met het kenmerk, dat het uitwendige ontsteekhulpniddel zich bij de eerste hoofdelectrode gerekend vanaf het uiteinde van de eerste hoofdelektrode over ten hoogste 15 3 mm langs de hoofdelectrode uitstrekt.

2. Lamp volgens conclusie 1-,. met het kenmerk, dat in onwerkzame toestand van de lamp nabi j de tweede hoofdelectrode een strookvormig gedeelte van het uitwendige ontsteekhulpiiiddel over ten minste de halve omfcrek nauw tegen de wand van tet ontladingsvat aansluit.

3. Lamp volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het uitwendige ontsteekhulpmiddel over een lengte van ten minste de halve afstand tussen de uiteinden van de hoofdelektroden gerekend vanaf de tweede hoofdelectrode In onwerkzame toestand van de lamp nauw tegen de wand van het ontladingsvat aansluit.

4. Lamp volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat het uitwendige ontsteekhulpmiddel een ten opzichte van het ontladingsvat beweegbaar gedeelte omvat, dat zich in de onwerkzame toestand van de lamp langs de wand van het ontladingsvat tussen de uiteinden van de hoofdelectrodes uitstrekt en in de werkzame toestand van de 30 lamp van de wand van het ontladingsvat is verwijderd.

5. Lamp volgens conclusie 2 en 4, met het kenmerk, dat het strobkvormige gedeelte vast aan het ontladingsvat verbonden is en dat in de onwerkzame toestand van de lamp de electrische verbinding tussen het strookvonnige en het heweegbare gedeelte van het uitwendige ont-35 steekhulpmiddel een ohmse weerstand heeft van ten hoogste 100 8104282