NL8200783A - Hogedrukontladingslamp. - Google Patents

Description

' ' *-» ·% ΡΗΝ 10.282 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

"Hogedrukontladingslamp"

De uitvinding heeft betrekking op een hcgedrukontladings lamp . met een een ontladingsruimte cmsluitend ontladingsvat voorzien van een ceramische wand en van twee hoofdelektroden waartussen in de bedrijfs-toestand van de lamp de ontlading plaatsvindt, waarvan ten minste een 5 hoofdelektrode verbonden is met êen doorvoerelement dat door een afsluitend deel van het ontladingsvat steekt en daarbij met tussenruimte door het afsluitende deel is cmsloten en daaraan door middel van een smeltglas verbinding gasdicht is verbonden, welke smeltglasverbinding zich daarbij in de tussenruimte uitstrekt. Hierbij wordt onder ceramische 10 wand verstaan een wand bestaande uit een kristallijnoxide, zoals bijvoorbeeld monokristallijn saffier of polykristallijn dichtgesinterd aluminiumoxide. Het afsluitende deel kan gevormd zijn door de wand zelf van het ontladingsvat. Ook is mogelijk dat het ontladingsvat voorzien is van een afzonderlijk afsluitorgaan dat bijvoorbeeld door middel van 15 sinteren aan de wand van het ontladingsvat is verbonden. De vulling van het ontladingsvat kan naast een of meer metalen ook een of meer edelgassen en een of meer halogeniden bevatten. Daarbij kan de vulling ten dele in overmaat aanwezig zijn.

Uit Nederlandse octrooiaanvrage 7704135 (PHN 8766) is een 20 lamp van de in de aanhef genoemde soort békend. De békende lamp, welke heden ten dage ruime toepassing vindt o.a. voor openbare verlichtings-doeleinden, is een efficiënte lichtbron. Bij de békende lamp is de tussenruimte geheel gevuld met de smeltglasverbinding en strékt de smeltglasverbinding zich zelfs langs het doorvoerelement in de ontla-25 dingsruimte uit, waardoor een relatief groot oppervlak van de smeltglasverbinding in kontakt staat net vullingsbestanddelen van het ontladingsvat. Veelvuldig blijkt de smeltglasverbinding in de bedrij fstoestand van de lamp te worden aangetast, waardoor vullingsbestanddelen aan de ontlading worden onttrokken. Dit leidt weer tot verandering van lamp-30 eigenschappen zoals hoogspanning van de ontlading, lichtopbrengst en kleurpunt van de uitgezonden straling. In het ergste geval kan dit zelfs leiden tot doven van de lamp.

De uitvinding beoogt een middel te geven ter beperking van de 8200783 ύ % ΡΗΝ 10.282 2 aantasting van de smeltglasverbinding door bestanddelen van de ontla-dingsvatvulling.

Εθι lamp van de in de aanhef genoande soort is daartoe gekenmerkt, doordat de uitstrekking van de smeltglasverbinding in de tussen-5 ruimte in de naar de ontladingsruimte gerichte zijde is begrensd door een uitstulping van het doorvoerelement, welke uitstulping zich over de gehele cmfcrek van het doorvoerelement uitstrekt en reikt tot het afsluitende deel.

Bij de lamp volgens de uitvinding is qp eenvoudige wijze een 10 verrassend doeltreffende afscherming tussen smeltglasverbinding en vulling van het ontladingsvat teweeggebracht. Daarnaast biedt het middel het voordeel dat de lengte van de uitstrekking van de smeltglasverbinding gestuurd kan worden door middel van positioneren van de uitstulping van het doorvoerorgaan ten opzichte van het afsluitende deel., waardoor 15 op reproduceerbare wijze een goede mechanische sterkte van de verbin- ) ding realiseerbaar is.

Mogelijk is dat het doorvoerelement voorzien is van een aan het element gelast ringetje. In een eerste uitvoeringsvorm van een lamp volgens de uitvinding is het doorvoerelement een metalen pen die ter 20 plaatse van de uitstulping is geschraapt. Deze uitvoeringsvorm heeft als voordeel dat geen afzonderlijk element ter vorming van de uitstulping aan het doorvoerelement hoeft te worden bevestigd. In doorvoerkonstruk-ties van kleine afmetingen is deze uitvoeringsvorm met voordeel te gebruiken, zoals in het bijzonder bij lampen die in werkzame toestand 25 een vermogen kleiner dan 50 W dissiperen.

Met voordeel bevat bij een tweede uitvoeringsvorm van een lanp volgens de uitvinding het doorvoerelement een dunwandige metalen hiis die ter plaatse van de uitstulping is gestuikt. Hiermede is het mogelijk een in de praktijk veelvuldig toegepast doorvoerelement te 30 blijven gebruiken onder gelijktijdige -toepassing van de uitvinding.

In een volgende uitvoeringsvorm van een lanp volgens de uitvinding bevindt zich binnen de huis een cilinder, die aan de naar de ontlading gerichte zijde voorzien is van een hoofdelektrode en aan de van de ontlading afgekeerde zijde gasdicht aan de buis is bevestigd.

35 Qp deze manier is op voordelige wijze een konstruktie van het doorvoerelement verkregen waarbij enerzijds de smeltglasverbinding van de ontladingsruimte is afgeschermd en anderzijds het door de buis ontstane kanaal tijdens de lampfabricage voor vullen en parpen van het ontla- 8200783 PHN 10.282 3 - -¾.

dings vat gébruikt kan worden. Daarnaast biedt deze konstruktie als extra voordeel de mogelijkheid door verlenging van de van de ontladingsruimte af gekeerde zijde van de buis en de cilinder, de gasdichte verbinding tussen beide te doen plaatsvinden op relatief grote afstand van de ont-5 ladingsruirate. Door deze'relatief grote afstand zal tijdens het aanbrengen van de gasdichte verbinding de temperatuur van de ontladingsruimte en de erin aanwezige vulling relatief laag blijven, waardoor ongewenste verdamping en verdwijning van vullingsbestanddelen wordt tegengegaan.

Bij een andere uitvoeringsvorm, is het ontladingsvat voorzien 10 van een door middel van een smeltglas verbinding gasdicht afgesloten afzonderlijk pompkanaal. Deze uitvoeringsvorm heeft het voordeel dat het aanhrengen van de elektrode en de bijbehorende doorvoerkonstruktie kan geschieden voorafgaande aan het parpen van het ontladingsvat. Het pornp-kanaal kan eventueel ook dienen on de vulling in het ontladingsvat te 15 brengen. Het naar de ontladingsruimte toegekeerde oppervlak van de het pcmpkanaal gasdicht afsluitende smeltglasverbinding zal weliswaar in direkt kontakt staan met de vulling van het ontladingsvat. Echter dit zal slechts een relatief klein oppervlak zijn, daar het kanaal uitsluitend voor parpen en eventueel vullen van het ontladingsvat dient. Boven-20 dien is in de praktijk gebleken dat de smeltglasverbinding in een geheel door kristallijnoxide ansloten ruimte een aanmerkelijk kleinere uitstrekking bereikt in vergelijking met een deels door metaal angeven ruimte.

Dit laatste heeft tot gevolg dat het oppervlak van de smeltglasverbinding dat met de vulling van het ontladingsvat in kontakt staat, nagenoeg 25 beperkt blijft tot de doorsnede van het pompkanaal.

Aan de hand van een tekening zal hierna een lamp volgens de uitvinding beschreven warden, waarin fig. 1 de lamp toont; fig. 2 in detail een gedeeltelijke doorsnede van het ontla-30 dingsvat van de lamp volgens fig. 1 toont; fig. 3 een variant van doorvoerelement en afsluitend deel van het ontladingsvat volgens fig. 2 toont; fig. 4 een andere variant van doorvoerelement en afsluitend deel, van het ontladingsvat volgens fig. 2 toont; 35 fig* 5 een doorsnede van een andere variant van een ontla dingsvat, en fig. 6 in detail het doorvoerelement van het ontladingsvat van fig. 5 toont.

8200783 : .· i -:.

PHN 10.282 4

Fig. 1 toont een lamp met een buitenballon 1 en een lampvoet 2. Binnen de fcuitenballon 1 bevindt zich een een ontladingsruimte 3b amslui-tend ontladingsvat 3 voorzien van twee hoofdelektroden 4 en 5. Hoofdelektrode 4 is verbonden met doorvoerelement 40, dat via een flexibele 5 geleider 6’ elektrisch verbonden is met een starre strocmgeleider 6. Hoofdelektrode 5 is verbonden met doorvoerelement 50, dat via hulpgelei-der 7 elektrisch is aangesloten op starre stroangeleider 8.

Het gedeelte van het ontladingsvat 3 met ceramische wand 3a dat in fig. 2 in doorsnede is weergegeven, toont hoofdelektrode 4 be-10 staande uit elektrodewikkelingen 4b op een elektrodestaaf 4a, die ver? bonden is met doorvoerelement 40. Doorvoerelement 40 steekt door afsluitend deel 30 en is daarbij met een tussenruimte 10 door het afsluitende deel 30 ansloten. Het afsluitende deel 30 bestaat hierbij uit een afzonderlijk ceramisch afsluitorgaan dat door middel van sinteren aan 15 de wand 3a van het ontladingsvat is bevestigd. Het doorvoerelement is over zijn volle ontrek voorzien van een uitstulping 41 die reikt tot het afsluitende deel 30. Het doorvoerelement is gasdicht verbonden met het afsluitende deel 30 door middel van smeltglasverbinding 9. De smeltglasverbinding 9 strekt zich in de tussenruimte 10 uit tot de uitstulping 41. 20 Het doorvoerelement 40 is uitgevoerd als een dunwandige buis van niobium of molybdeen die ter plaatse van de uitstulping 41 is gestuikt. Bij de In fig. 3 getoonde variant van het in fig. 2 weergegeven gedeelte van het ontladingsvat 3, is het als afsluitend deel dienende afsluitorgaan 30 voorzien van een potpkanaal 31 datidoor de smeltglasverbinding 9 gasdicht 25 is afgesloten.

Bij de in fig. 4 weergegeven variant zijn met fig. 1 en fig. 2 overeenkomende delen met overeenkomstige verwijzingscijfers aangegeven.

Het doorvoerelement 40 is opgebouwd uit een buis 42 voorzien van een over de volle ontrek aanwezige uitstulping 41 die tot als afsluitend deel 30 dienend afsluitorgaan 30 reikt. Binnen buis 42 is een cilinder 43 gelegen die aan de naar de ontladingsruimte 3b gerichte zijde voorzien is van een hoofdelektrode 4. Aan de van de ontladingsruimte 3b afgekeerde zijde 44 is cilinder 43 gasdicht verbonden met de buis 42. Deze verbinding kan bijvoorbeeld door lassen of door solderen ontstaan. Ook is het mogelijk 35 on de fcuis en de cilinder plaatselijk plat te knijpen, welke kneep eventueel met soldeer of smeltglas kan worden afgedékt. Buis 42 is ter plaatse van de uitstulping 41 gestuikt en is bij voorkeur van niobium of molybdeen gemaakt, evenals de cilinder 43.

8200783 ' * _ .· > EHN 10.282 5

Bij een aantal praktische ontlad ingsvaten waarvan de konstruk-tie overeenkomt met de in fig. 3 getoonde variant bestond de wand van het ontladingsvat evenals het afsluitorgaan uit polykristallijn dichtgesin-terd aluirdniumoxide. Elk der doorvoerelementen had een uitwendige 5 diameter van het niet gestuikte deel van 2 mm en de tussenruimte bedroeg bij elke doorvoer gemiddeld 0,08 mm. Het pcmpkanaal had een doorsnede van 0,1 mm. De elektrodenstaven evenals de elektrodewikkelingen waren van wolfraam. De elektrode-afstand bedroeg 25 mm. De vulling van het ontladingsvat bevatte 10 mg Na-Hg-amalgaam met 73 gew.% kwik en xenon 10 dat bij 300 K een druk van 50 kPa had. Toepassing van een dergelijk ontladingsvat in een buitenballon levert een ontladingslamp welke in serie met een stabilisatièballast van circa 0,5 H bij een voeding van 220 V, 50 Hz circa 50 W aan vermogen opneemt.

Bij de in fig. 5 getoonde variant van het ontladingsvat 3 15 bestaat dit uit een cilindrisch gedeelte met keramische wand 3a dat de ontladingsruimte 3c cmsluit, aan weerszijden afgesloten door een als afsluitend deel dienend afsluitorgaan 30 dat zich ten dele buiten het cilindrische gedeelte 3a uitstrekt. Door elk afsluitorgaan steekt met tussenruimte 10 amgeven een penvormig doorvoerelement 40 respektievelijk 20 50. Ieder doorvoerelement 40 respektievelijk 50 is voorzien van een penvormige elektrode 4 respektievelijk 5. Een smeltglasverbinding 9 strekt zich ten dele in de tussenruimte 10 uit en vormt een gasdichte verbinding tussen afsluitorgaan 30 en doorvoerelement 40 respektievelijk 50.

25 Doorvoerelement 40 dat in fig. 6 in detail weergegeven is, is een penvormig lichaam aan een uiteinde voorzien van een eveneens penvormige elektrode 4. Halverwege zijn lengte is het doorvoerelement voorzien van een over zijn ontrek aanwezige uitstulping 41 die verkregen is door schrapen van het doorvoerelement 40. In een praktisch geval 30 volgens deze uitvoering bestonden de elektroden 4 en 5 uit wolframpen-nen met doorsnede van 20Gyum en een lengte van 3 irm. De afstand tussen de elektroden bedroeg 13 run. De doorvoerelementen waren niobiumpennen van 0,7 mm doorsnede, en de afsluitorganen hadden elk een inwendige diameter van 0,8 mn. Het cilindrische ontladingsvatgedeelte had een 35 inwendige diameter van 2,5 mm. De ceramische wand en de afsluitorganen bestonden uit polykristallijn dichtgesinterd aluminiumoxide en waren door middel van sinteren gasdicht aan elkaar verbonden. De vulling van het ontladingsvat bevatte 10 mg kwiknatriumamalgaam met 73 gew.% kwik 8200783 PHN 10.282 6 en xenon roet een druk bij 300 K van 53 kPa. Toepassing van een dergelijk ontladingsvat in een tuitenballon levert een lamp welke in serie roet een stabili satieballast van circa 1,4 H en bedreven op een voedingsspanning van 220 V, 50 Hz een vermogen van circa 30 W opneemt.

5 10 15 20 25 30 35 8200783

Claims (5)

1. Hogedrukontladingslamp met een een ontladingsrulmte omslui-tend ontladingsvat voorzien van een ceramische wand en van twee hoofd-elektroden waartussen in de bedrijfstoestand van de lamp de ontlading plaatsvindt, waarvan ten minste een hoofdelektrode verbonden is met een 5 doorvoer element dat door een afsluitend deel van het ontladingsvat steekt en daarbij met tussenruimte door het afsluitende deel is cmsloten en daaraan door middel van een smeltglasverbinding gasdicht is verbonden, welke smeltglasverbinding zich daarbij in de tussenruimte uitstrékt, met het kenmerk, dat de uitstrekking van de smeltglasverbinding in de 10 tussenruimte in de naar de ontladingsruimte gerichte zijde is begrensd door een uitstulping van het doorvoerelement,welke uitstulping zich over de gehele ontrek van het doorvoerelement uitstrékt en reikt tot het afsluitende deel.

2. Lamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het doorvoer-15 element een metalen pen is, die ter plaatse van de uitstulping is geschraapt.

3. Lamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het doorvoer-element een dunwandige metalen buis bevat die ter plaatse van de uitstulping is gestuikt.

4. Lamp volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat zich binnen de buis een cilinder bevindt, die aan de naar de ontlading gerichte zijde voorzien is van een hoofdelektrode en aan de van de ontlading afgekeerde zijde gasdicht aan de buis is bevestigd.

5. Lamp volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat het 25 ontladingsvat voorzien is van een door middel van een smeltglasverbinding gasdicht afgesloten afzonderlijk panpkanaal. 1 8200783 35