NL8400409A

NL8400409A - Elektrodeloze lagedrukgasontladingslamp.

Info

Publication number: NL8400409A
Application number: NL8400409A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1984-02-09
Filing date: 1984-02-09
Publication date: 1985-09-02
Also published as: FR2559617B1; GB2154057A; JPS60182655A; JPH0546661B2; BE901680A; DE3504058A1; US4645967A; GB8503000D0; FR2559617A1; GB2154057B; DE3504058C2

Description

EHN 10.924 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

"Elektrodeloze lagedrukgasontladingslamp". ------

De uitvinding heeft betrekking op een elektrodeloze lagedruk- -gasantladingslamp met een glazen lampvat, dat is voorzien van een afsluitorgaan dat met behulp van smeltmateriaal vacuumdicht met de wand van het lampvat is verbonden, welke lamp een kern van magnetisch 5 materiaal bevat waarin tijdens lampbedrijf met behulp van een rondom de kern gelegen wikkeling en een elektrische voedingseenheid een hoogfrequent magnetisch veld wordt opgewekt, welk magnetisch veld zich uitstrekt tot in het lampvat en in het lampvat een elektrisch veld ontstaat, waarbij voorts de binnenwand van het lampvat is voorzien van 10 een transparante elektrisch geleidende laag die met behulp van een doorvoer geleider elektrisch is verbonden met een buiten het lampvat gelegen geleider. Eten dergelijke lamp is bekend uit de Japanse Kökai Nr. 53-4382 (Appln. NO. 51-78660).

Onder een hoogfrequent magnetisch veld wordt hier verstaan 15 een veld dat is opgewekt met een voedingsspanning met een frequentie die groter is dan ca. 20 kHz.

3n de bekende lamp is -de binnenwand van het lampvat voorzien van een transparante geleidende laag cm te voorkomen, dat het buiten de lamp aanwezige elektrische veld dat van de lamp afkomstig is een zodanige 20 sterkte heeft, dat gemakkelijk hoogfrequente stoorstromen in het voedingsnet optreden. Als gevolg van deze stoorstromen ontstaan bijvoorbeeld in andere op het voedingsnet aangesloten elektrische apparaten (zoals radio- en televisietoestellen) hinderlijke storingen. Bij de in de bovengenoemde Japanse Kökai beschreven lamp is de transparante 25 geleidende laag met behulp van een in de wand van het lampvat bevestigd metalen staafvormig doorvoerorgaan met een buiten het lampvat gelegen elektrische geleider verbonden. Deze geleider is in de bedrijfsteestand van de lamp verbanden met aarde. De genoemde doorvoerconstructie is gecompliceerd. Tijdens het bedrijf van de lamp ontstaan bovendien, mede 30 als gevolg van verschillende uitzettingscoëfficiënten van de gebruikte materialen, gemakkelijk spanningen in het glas van de wand van het lampvat in de omgeving van het doorvoerorgaan, waarbij de kans op breuk 84 0 040 9 ................................--------------------------—Zb ί _ <* ΕΗΝ 10.924 2 van bet lampvat niet denkbeeldig is. De elektrische verbinding tussen de geleidende laag en het doorvoerorgaan is gerealiseerd met behulp van een aan het doorvoerorgaan bevestigde metalen veer die tegen de genoemde laag drukt. Ter plaatse van deze drukverbinding ontstaat gemakkelijk 5 een overgangswaerstand, hetgeen voor een goede werking van de lamp bezwaarlijk is.

In de niet vóórgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage 8205025 (PHN 10.540) wordt een elektrodeloze lamp beschreven, waarbij de transparante geleidende laag in de bedrijfsconditie van de lamp 10 is verbonden met één der toevoerdraden van het voedingsnet. Gebleken is, * dat bij een juiste keuze van de vierkantsweerstand (Ra) van de laag (bijv. circa 20 Ώ) de hoogfrequente elektrische storing op het voedingsnet tot een aanvaardbare waarde is teruggebracht. De lamp bevat een ballonvormig lampvat dat is afgesloten met een afsluitorgaan dat 15 met smeltmateriaal (zoals glasemaille) vacuumdicht met de wand van het lampvat is verbonden. De doorvoergeleider voor het verbinden van de transparante geleidende laag met een buiten het lampvat gelegen elektrische geleider bestaat uit een U-vormig gebogen metalen orgaan dat op een bepaalde plaats om de rand van het lampvat is bevestigd met behulp 20 van een speciale aan de transparante laag gehechte geleidende pasta.

Het afsluitorgaan is op de genoemde rand geplaatst en met behulp van het smeltmateriaal vacuumdicht met die rand verbonden. De fabricage van deze lamp is evenwel door het gebruik van kleine losse onderdelen lastig en tijdrovend. Bovendien bestaat het gevaar dat in de gerede 25 lamp in het lampvat ter plaatse van het U-vormige doorvoerorgaan na verloop van tijd lekken optreden. Ben deel van het U-vormige orgaan is bovendien gelegen tegen de buitenwand van het lampvat, als gevolg waarvan speciale maatregelen noodzakelijk zijn om de lamp voldoende aanrakingsveilig te maken.

30 De uitvinding beoogt een lamp te verschaffen, waarbij de door voergeleider in de wand van het lampvat zodanig is gevormd, dat de hierboven genoemde bezwaren zoveel mogelijk zijn ondervangen.

Een elektrodeloze lagedrukgasontladingslamp van de in de aanhef genoemde soort wordt daartoe volgens de uitvinding daardoor 35 gekenmerkt, dat het afsluitorgaan enigszins is verzonken in het lampvat, waarbij de doorvoergeleider een op de binnenwand van het lampvat gelegen elektrisch geleidende laag is die zich uitstrekt tot een buiten het afsluitorgaan gelegen wanddeel van het lampvat.

8400400 • »' δ t ΕΗΝ 10.924 3

De lamp volgens de uitvinding is op eenvoudige wijze te vervaardigen. Het gebruik van speciaal gevormde losse onderdelen is vermeden. De verbinding met een buiten het lampvat gelegen elektrische geleider (bijv. een draad) is gemakkelijk te realiseren. Deze geleider 5 kan namelijk aan de als doorvoer dienende geleidende laag worden bevestigd, bijvoorbeeld met behulp van een soldeerverbinding. Daar deze verbinding aan de binnenzijde van de wand van het lampvat is gelegen (doch buiten de door lampvat en afsluitorgaan begrensde ontladingsruimte) zijn geen additionele maatregelen nodig cm de lamp voldoende aanrakings-10 veilig te doen zijn.

Gebleken is, dat de kans op het ontstaan van lekken in het lampvat ter plaatse van de doorvoergeleider tijdens het bedrijf van de lamp in vergelijking met de bekende lamp zeer klein is. Gebleken is daarbij, dat de geleidende laag die dient als doorvoerorgaaan niet 15 wordt aangetast door het smeltroateriaal (zoals glasemaille) tussen het afsluitorgaan en de wand van het lampvat.

Gunstige resultaten werden verkregen met een als doorvoer dienende geleidende laag die bijvoorbeeld een nikkel-ijzer verbinding bevat en waarop een beschermende laag ter voorkoming van aantasting 20 door de kwik-edelgas atmosfeer in het lampvat aanwezig is. Een dergelijke geleidende laag is via rechtstreeks contact elektrisch verbonden met de transparante geleidende laag (die bijv. bestaat uit met fluor gedoteerd tin-oxyde) die zich op de binnenwand van het lampvat bevindt.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van een lamp volgens de uitvinding 25 evenwel is de doorvoergeleider en de transparante geleidende laag op de binnenwand van bet lampvat één geheel. Extra stappen tijdens de fabricage zijn dan vermeden. Additionele maatregelen ter voorkoming van aantasting door de kwik-edelgasatmosfeer kunnen bovendien achterwege blijven.

De gasontladingslamp volgens de uitvinding is bijvoorbeeld 3Q een elektrodeloze lagedrukkwikdampontladingslaiip waarbij op naar de ontlading gekeerde zijde van de geleidende transparante laag in het lampvat een luminescerende laag aanwezig is. De lamp volgens de uitvinding heeft een zodanig formaat dat hij geschikt is cm te dienen als alternatief voor een gloeilamp bestemd voor algemene verlichtingsdoel-35 einden.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekening.

Hierin is in figuur 1 schematisch, deels in aanzicht, deels

84 0 0 4 0 S

Ζ· 'C

ft ΡΗΝ 10.924 4 in langsdoorsnede een uitvoeringsvorm van een elektrodeloze lagedruk-kwikdampontladingslamp volgens de uitvinding getoond.

Figuur 2 toont (vergroot) een doorsnede ter plaatse van de verbinding van het afsluitorgaan en de wand van het lampvat.

5 De lamp volgens figuur 1 is voorzien van een glazen lampvat 1 dat is gevuld met een hoeveelheid kwik en een edelgas, zoals krypton (circa 70 Pa). De lamp is voorts voorzien van een staafvormige kern 2 van magnetisch materiaal (ferriet), waarin tijdens lampbedrijf met behulp van een daaromheen gelegen wikkeling 3 en een daarmee verbonden elek-10 trische voedingseenheid 4 een hoogfrequent magnetisch veld opgewekt wordt, welk veld zich tevens uitstrekt in het lampvat. De wikkeling 3 bevat een aantal windingen van koperdraad. Er ontstaat dan in het lampvat een elektrisch veld. De magnetische kern 2 en de wikkeling 3 zijn gelegen in een buisvormige instulping 5 in het glazen afsluitorgaan 6.

15 Op de binnenwand van het lampvat 1 bevindt zich een gestippeld weergegeven transparante elektrisch geleidende laag 7, die bestaat uit met fluor gedoteerd tin-oxyde (R Q circa 2011). Cp deze laag is een lumines-cerende laag aangebracht (niet zichtbaar in de tekening) die de in het lampvat opgerichte ultraviolette straling crnzet in zichtbaar licht.

20 De transparante geleidende laag 7 is verbonden met een buiten het lampvat gelegen metalen geleider 8 die (eventueel via een netgelijk-richtbrug) elektrisch is verbonden met de wand van edison-huls 9 die is bevestigd aan het hals vormige uiteinde van een kunststof lampschaal 10 . In de door de lampschaal omvatte ruimte is tevens de voedingseenheid 25 4 opgesteld. Tijdens het bedrijf van de lamp is de transparante geleidende laag 7 dan met één der toevoerdraden van het net verbonden.

De geleidende laag 7 is transparant, dat wil zeggen dat het door de luminescerende laag opgewekte zichtbare licht door laag 7 vrijwel volledig doorgelaten wordt.

30 Het afsluitorgaan 6 is enigszins verzonken in de richting van de lengte-as van het lampvat (bijv. circa 0,5 cm). De geleidende laag 7 strekt zich daarbij uit tot een buiten het afsluitorgaan gelegen wand-deel van het lampvat. Dit is vergroot weergegeven in figuur 2. Tussen de wand van het lampvat (met daarop: de geleidende laag 7) en het afsluit-35 orgaan 6 bevindt zich een hoeveelheid glasemaille 11. De wand van het lampvat is zo gevormd, dat bij het bevestigen van het afsluitorgaan door een wanddeel van dat orgaan een drukkracht wordt uitgeoefend cp het schuine wanddeel van het lampvat. Aan de onderzijde van deze smelt- 8400409 , ► PHN 10.924 5 rerbinding is over de gehele onttrek van het afsluitorgaan en het lampvat de geleidende laag versterkt met een daarop aangebrachte laag 12 van geleidend materiaal (bijv. grafiet), waaraan de eerder genoemde geleider 8 is bevestigd. De lanpschaal 10 is aan de onderzijde 5 van de buitenwand van het lampvat bevestigd, bijvoorbeeld met behulp van een klemverbinding.

In de in de tekening weergegeven uitvoeringsvorm zijn rondom het lampvat 1 ter hoogte van de wikkeling 3 een aantal de ontlading ontsluitende koperen ringen 13a, 13b en 13c aanwezig die zich bevinden 10 in speciaal voor dit doel in de buitenwand van het lampvat aangebrachte groeven. Door de aanwezigheid van deze ringen wordt het magnetische veld buiten de lamp tot onder een aanvaardbaar niveau teruggebracht.

In een praktische uitvoeringsvorm van de hierboven beschreven lanp is de diameter van het glazen lampvat ter plaatse van het bolle 15 gedeelte ongeveer 70 nm en is de lengte circa 90 irm. In het lampvat bevindt zich een kleine hoeveelheid kwik (circa 6 mg) en een hoeveelheid krypton onder een druk van circa 70 Pa. De luminescerende laag bevat een mengsel van twee fosforen, teweten groen luminescerend met terbium geaktiveerd ceriunragnesiumaluminaat en rood luminescerend met drie-20 waardig europium geaktiveerd yttriumoxyde.

Het magnetische materiaal van de staafvormige kern 2 (lengte 50 mm, diameter 8 nm) bestaat uit een ferriet net een relatieve permeabiliteit van 150 (Philips 4C6 ferriet). De wikkeling 3 bevat twaalf windingen van koperdraad (dikte ca. 250^um). De zelfinduktie van de 25 aldus gevormde spoel bedraagt circa 8 ^uH. In de voedingseenheid’ bevindt zich een hoogfrequent oscillator net een frequentie van ongeveer 2,65 MHz (zie ÜSP 4,415,838).

De transparante geleidende laag 7 van net fluor gedoteerd tin-CK^de is aangebracht door opspuiten van een oplossing die tin-chloride 30 en een kleine hoeveelheid airmoniumfluoride in methanol bevat. De laag strekt zich uit over het gehele binnenoppervlak van het ballonvormige lanpvat tot aan de rand van de opening die aanwezig is ter opname van het afsluitorgaan. Dit afsluitorgaan is enigszins verzonken in heb lampvat aanwezig en met behulp van glasemaille (bestaande uit - gew.% -35 74,4 % PbO; 11,4 % ZnO; 8,2 % B203? 1,8 % BaO; 0,8 % Zr02 en 1,9 % Si02) vacuumdicht aan de wand van bet lampvat bevestigd.

Gemeten is dat bij een toegevoerd vermogen aan de lanp van 13 W de lichtstroom ongeveer 900 luiten bedroeg.

8400409

Claims

1. Elektrodeloze lagedrukgasontladingslamp met een glazen lampvat dat is voorzien van een afsluitorgaan dat met behulp van smelt-materiaal vacuumdicht met de wand van het lampvat is verbonden, welke lamp een kern van magnetisch materiaal bevat waarin tijdens lampbedrijf 5 met behulp van een rondom de kern gelegen wikkeling en een elektrische voedingseenheid een hoogfrequent magnetisch veld wordt opgewekt welk magnetisch veld zich uitstrekt tot in het lampvat en in het lampvat een elektrisch veld ontstaat, waarbij voorts de binnenwand van het lampvat is voorzien van een transparante elektrisch geleidende laag die met 10 behulp van een doorvoergeleider elektrisch is verbonden met een buiten het lampvat gelegen geleider, met het kenmerk, dat het afsluitorgaan enigzins is verzonken in het lampvat, waarbij de doorvoergeleider een op de binnenwand van het lampvat gelegen elektrisch geleidende laag is die zich .uitstrekt tot een buiten het afsluitorgaan gelegen wanddeel 15 van het lampvat.

2. Elektrodeloze lagedrukgasontladingslamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de doorvoergeleider en de transparante geleidende laag in het lampvat één geheel vormen.

3. Elektrodeloze lagedrukgasontladingslamp volgens conclusie 2, 20 met het kenmerk, dat de transparante geleidende laag bestaat uit met fluor gedoteerd tinoxyde. 25 30 35 8400409