SE446574B - Lagtryckskvicksilverangurladdningslampa - Google Patents

Description

4461574 skriften är det också möjligt att förse innerelementet med ett reflekterande skikt mellan det luminescenta skiktet och elementets vägg för att förhindra förlust av ljus mot det inre av lampan, där en stablliseringsballast finns.

En nackdel med den kända lampan är att mörka remsor blir synliga på lampans utsida vid de delar som ligger mellan spåren, emedan dessa delar inte bidrar till avgivandet av ljus. Detta resulterar i ett mindre attraktivt utseende hos lampan och har en menlig inverkan på lampans ljusflöde. Även om risken för kortslutning av urladdningen är reducerad genom det faktum att båda kropparna är koniska är det dessutom möjligt att, det luminescenta sklktet eller det reflekterande skik- tet skadas då innerelementet skjuts in i ytterelementet.

Det är ett ändamål med uppfinningen att åstadkomma en lågtryckskvícksilver- ångurladdningslampa som är lätt att framställa, har ett högt ljusflöde per lamp- volymsenhet, liksom att den har en sådan form att den lätt kan användas i förekom- mande armaturer för vanliga glödlampor.

Enligt uppfinningen kännetecknas en lågtryckskvicksllverångurladdningslampa av inledningsvis angivet slag därav att nämnda mellandelar som är belägna mellan spårdelarna är vända mot och sträcker sig parallellt med de motliggande delarna av det andra elementets vägg, och att dessa mellandelar och de motliggande delarna av det andra elementet är fria från luminescent material.

En lampa enligt uppfinningen har ett högt ljusflöde per lampvolymsenhet emedan ljuset kan lämna lampan utan hinder i huvudsakligen alla riktningar, således även det ljus som avges i riktning mot lampans längdaxel. Detta följer av det faktum att den ultravioletta kvicksilverresonansstrålningen; som omvandlas till synligt ljus av de luminescenta skikt som ligger på väggen till spåren, lämnar lampan genom det ihåliga utrymmet inuti innerelementet och genom ändytorna. Detta resulterar i ett slags ljusutgångsfönster.

Nämnda ändytor av det spårförsedda elementet sträcker sig till eller nära till det andra el emeritèts vägg. Båda elementen kan anligga mot varandra vid ändytorna men detta är ej nödvändigt. Företrädesvi s finns ett gap på högst 2 mm mellan ändytorna och det andra elementet. Med ett sådant gap är urladdningsrummet tillslutet pâ ett urladdningstätt sätt, _d.v.s. ingen kortslutning av urladdningen kan inträffa genom gapet. En fördel med denna utföringsform är att de båda elementen kan skjutas på varandra under framställningen av lampan utan att de luminescenta skikten skadas. De båda elementen behöver således bara tätas på ett gastätt sätt nära ändarna, t.ex. medel st tätningsglas. Dessutom underlättar förekomsten av nämnda gap den s.k. 'pump- ni ngen" (evakueringen) av lamporna under framställningen. En sådan lampa som drivs av likström har den ytterligare fördelen att utarmningen av kvicksilver vid anoden till följd av det faktum att (de positiva) kvicksilverjonerna har rört sig mot 3 446 574 katoden under lampans drift (kataforesis-effekt) motverkas genom kvicksilvertrans- port genom det smala gapet mot anodzonen.

Spännönstret som är anordnat på det ena av elementen är bestämmande för urladd- ningsbanans slutliga form. I allmänhet är det fördelaktigt för de kompakta urladd- ningslampornas ljusflöde och verkningsgrad att urladdningsbanan är relativt lång.

Företrädesvis har spåren (och följaktligen ändytorna) i en lampa enligt uppfinningen formen av en spiral eller spåren sträcker sig huvudsakligen i lampans längdriktning.

Spårmönstret kan vara anordnat i ytterelementet, varvid innerelementet vanligen har cylindrisk fonn. I en sådan utföringsfonn är urladdningsbanan begränsad av vägg- arna till de delar som är belägna mellan spåren i ytterelementet och innerelementets yttre yta. I en föredragen utföringsfbrm av en lampa enligt uppfinningen är emeller- tid innerelementet försett med spår, medan ytterelementet utgöres av ett cylindriskt lamphölje. Dessa lampor blir ej ömtåliga genom att spåren ligger i den inre kroppen.

. Mätt längs den inre kroppens omkrets är spårens bredd i lamptyper, som har longitudinella spår, företrädesvis ungefär lika med ändytornas bredd. Det har visat sig att ljusflödet per lampvolymsenhet blir optimalt vid detta förhållande.

I en annan utföringsform av lampan enligt uppfinningen finns ett reflekterande element i innerelementet. Det reflekterande elementet består exempelvis av ett glas- rör som på utsidan är belagt med ett reflekterande skikt, såsom magnesiumoxid. Al- ternativt kan det reflekterande elementet bestå av aluminium. En lampa med denna konstruktion har en mycket jämn ljusfördelning. Ljusflödet kan ökas och den jämna ljusfördelningen kan förbättras genom att räffla det reflekterande elementet i rikt- ning av ändytorna (de mellanliggande delarna). På detta sätt reflekteras det synliga ljuset, som omvandlats av de luminescenta skikten och är riktat mot lampornas längd- axel, mot nämnda ändytor ("ljusutgångsfönstren"). Sådana ihåliga reflekterande ele- ment ger tillräckligt utrymme för en elektrisk stabiliseringsballast och/eller en startanordning. Det är därvid inte nödvändigt att vidta extra åtgärder för att an- bringa dessa elektriska enheter i själva glödlampsarmaturen. J 'm_" En speciell utföringsform av en lampa enligt uppfinningen kännetecknas därav att mellandelarna och/eller de motliggande väggdelar av det andra elementet som är "Bëlïçfna mittemot mellandelarna har en brytningsprofil. Denna profil som antingen kan vara' anordnad på den inre väggen eller den yttre väggen består exempelvis av ett mönster av rlbbor som sträcker sig parallellt med urladdningsbanan och har prisma- tiskt tvärsnitt.

- De ljusstrålar som kommer från spåren och transmitteras mot ändytorna brytes därvid så att en lampa med en jämn ljusfördelníng och en hög ljusstyrka erhålles.

Alternativt är det möjligt att brytningsprofilen består av frostat glas med en hög transmissionskoefficient för ljus. 446 574 4' Lampor enligt uppfinningen kan användas såsom ett alternativ till glödlampor.

Förutom det faktum att dimensionerna är av samma storleksordning sun för glödlampor blir urladdningslampornas verkningsgrad många gånger högre. Genom ett lämpligt val av det luminescenta materialet är det i lampor enligt uppfinningen möjligt att uppnå en färgtemperatur som i huvudsak svarar mot färgtemperaturen hos glödlampan. Detta gör det attraktivt att använda urladdningslampor enligt uppfinningen i bostadsrum.

Utföringsfbrmer av uppfinningen kommer nu att förklaras med hjälp av exempel under hänvisning till ritningarna, där fig 1 visar en kompakt lågtryckskvicksilver- ângurladdningslampa i vilken innerelementet är försett med spår som sträcker sig i lampans längdriktning, fig 2 visar en sidovy av samma lampa, fig 3 visar ett tvär- _ snitt taget längs linjen III-III genun lampan enligt fig 1, fig 4 visar ett tvär- snitt genom en lampa enligt uppfinningen i vilken innerelementet har sex spår, fig 5 visar ett tvärsnitt genom en lampa enligt fig 1 eller 2, i vilken en reflektor är anbringad inuti innerelementet, fig 6 visar schematiskt ett längdsnitt genom en ut- föringsform av en lampa enligt uppfinningen, i vilken ytterelementet har ett spiral- format spårmönster, fig 7 visar ett tvärsnitt enligt fig 3 varvid ändytorna har för- setts med en brytningsprofil och fig 8 visar ett tvärsnitt liksom i fig 3 varvid en brytningsprofil har anordnats på de delar av den yttre kroppens yttervägg som är belägna mittemot ändytorna.

Den i fig 1 visade lampan innefattar ett cylindriskt lamphölje 1. Lamphöljet innehåller ett ihåligt cyflindriskt innerelement 2 av glas vilket i längdriktningen är försett med fyra spår, av vilka två (3 och 4) är visade i fig 1. Urladdningsbanan går i en veckad bana mellan elektroderna 5 och 6 och är begränsad av spårens och lamphöljets väggar. Bara spåren och de delar av lamphöljet som är vända mot urladd- ningen är täckta med ett skikt av luminescent material, vilket består av en bland- ning av tre fosforämnen, nänfligen blåluminescerande bivalent europium-aktiverat barium-magnesiumaluminat; grönluminescerande terbium-aktiverat cerium-magnesium- aluminat och rödluminescerande trivalent europium-aktiverad yttriumoxid. De mellan- liggande delarna eller ändytorna (en frontvy'av en av dessa delar eller ändytor är visad på ritningen där den är betecknad med 7) av innerelementet 2, vilka är belägna mellan spåren, sträcker sig nästan till lamphöljets 1 vägg och är parallella med denna. Dessa mellanliggande delar och de delar av lamphöljet som är vända mot dem är fria från luminescent material (se även fig 3). På detta sätt bildar dessa delar "ljusutgångsfönster". I en speciell utföringsfonn är lampan ungefär 12 cm lång.

Lamphöljets diameter är ungefär 5,5 cm. Djupet hos spåren i vilka urladdningen finns är ungefär 1,5 cm. Ändytorna är 1,8 cm breda. Urladdningsbanans totala längd är ungefär 40 cm. Den mellandel 7 som ligger mellan de båda elektroderna ligger på ett avstånd av 0,2 mm från lamphöljets 1 vägg, medan de återstående mellandelarna (7a) ~ 5 446 574 är åtskilda ungefär 1,0 mm från lamphöljet. Lampan innehåller kvicksilver vid ett tryck av 6 x 10°3 torr jämte en ädelgasblandning av argon och neon (75-25 vol.%) vid ett tryck av 2,5 torr. Vid en tillförd effekt av 25 watt till lampan och en driftspänning av 100 V hade lampan en verkningsgrad av 63 lm/H. Lampsockeln 8 har run för en elektrisk stabiliseringsballa st och/eller en startanordning. En kontakt- hylsa 9 är fäst vid lampsockeln så att lampan kan anbringas i en annatur för glöd- lampor.

Fig 2 visar en sidovy av en lampa enligt fig 1. Hänvisningssiffrorna är desamma som i fig 1. Urladdningsbanan går från elektroden 5 uppåt genom spåret É och nedåt genom spåret 10, transversellt genom en öppning 11 och uppåt via ett annat ej visat spår, varefter den återigen går nedåt mot den andra elektroden (6) via spåret 4.

Fig 3 visar ett tvärsnitt genom en lampa enligt fig 1 taget längs linjen III-III. Det ihåliga innerelementet 2 av glas är försett med fyra longitudinella spår 3,4,10 och 13 i vilka urladdningen finns. Mellandelarna 7,16,17 och 18 av in- nerelementet 2 vilka ligger nära lamphöljet 1 och även de motsvarande närliggande delarna 7a,16a,17a och 18a av lamphöljet 1 är fria från luminescent material och bildar s.k. “ljusutgångsfönster". De delar av spårens och lamphöljets vägg som är vända mot urladdningen är täckta med luminescent pulver. Dessa delar av spåren är betecknade med 3a,4a,10a och 13a medan de delar av lamphöljet som är belägna mitt- emot spåren är betecknade med 20,21,22 och 23 (också täckta med luminescent pulver).

Mätt runt lamphöljets omkrets är de luminescenta skiktens, såsom skiktets 20, bredd ungefär lika med de icke belagda delarnas, såsom delens 17a, bredd. På detta sätt kan ljus som går in i det ihåliga innerelementet lämna lampan genom "ljusutgångs- fönstren" (16,16a) emedan dessa fönster är fria från luminescent pulver.

Den beskrivna lampan kan framställas genom att det cyñindriska lamphöljet 1 skjuts in över innerelementet 2 och att därefter deras bottenändar förbinds tätande med varandra , t.ex. medelst tätningsglas. Det spårförsedda innerelementet 2 kan blåsas i en enda arbetsoperation inuti två mot varandra vända gjutblock av grafit eller krom-nickelstål, i vilka spårmönstret är anordnat. Beroende på detta spår- mönster erhålles en kompakt lampa med en omböjd eller vikt urladdningsbana omfattan- de fyra eller flera parallella sektioner.

Fig 4 visar ett tvärsnitt nära foten av en lampa la, varvid innerelementet 2a är försett med spår på liknande sätt som lampan enligt fig 3, varvid skillnaden är den att i detta fall urladdningsbanan är vikt fem gånger mellan elektroderna 24 och 25, vilket resulterar i sex parallella spår, vilka sträcker sig i lampans längdrikt- ning. Från elektroden 24 går urladdningsbanan uppåt (d.v.s. i riktning vertikalt uppåt mot betraktaren), återvänder via spåret 26, går via en öppning nära foten eller basen uppåt igen genom spåret 27, nedåt genom spåret 28, sedan via en öppning in i spåret 29 och uppåt genom spåret 29 samt slutligen nedåt till elektroden 25. 446 574 - 5 Sex mellanliggande fönster bildas följaktligen i denna lampa. I denna utfóringsform blir urladdningsbanan relativt lång så att lampans driftsspänning ökar och de rela- tiva el ektrodfíirlusterna minskar. Som en följd härav ökar lampans verkningsgrad och elektriska ballast för sanma tillförda effekt. I en praktisk utföringsform är lam- pans hölje ungefär 8 cm långt medan lamphöljets (ytterelementets) diameter är unge- fär 6 cm. Url addningsbanans totala längd är ungefär 40 cm. Spåren är ungefär 0,9 cm djupa. Mellandelarnas el ler ändytornas bredd är ungefär 1,2 cm. Med samma lumine- scenta material, ädel gasblandning och ädel gastryck som i lampan som beskrivits med hänvisning till fig 1 var verkningsgraden 60 lm/H vid en tillförd effekt till lampan av 20 N.

Fig 5 visar ett tvärsnitt av en lampa enligt fig 3 men med ett ihåligt reflek- terande element 30 anbringat inuti innerel ementet 2. Detta element som består av reflekterande al uminiumfolie är räfflat i spårens och "fönstrens" 7,16,17 och 18 riktning så att en optimal reflektion_av ljuset som kommer från spåren sker mot nämnda fönster. Topparna i paren av räfflor som samverkar med fönstren 16-20 är be- tecknade med 30a,30b,30c respektive 30d. Inuti reflektorelementet finns tillräckligt utrymme för att ta upp en elektrisk stabiliseringsballast 31, såsom är visat genom streckade linjer.

Enligt fig 6 'är ett kontinuerligt spiral format spår 34 anordnat i ett ytterel- ement 32, varvid url addningen äger run i spåret 34 och begränsas av ytterelementets 32 och det cylindriska ihåliga innerglaselementets 33 vägg. Endast de delar av yt- ter- och innerel ementens väggar som omsluter url addningsbanan är täckta med lumine- scent pulver 35. De spiral fonniga delarna av väggarna som ej är belagda med lumine- scent pulver är betecknade med 36 och 37. Dessa delar bildar ljusutgångsfönster ge- nom vilka det ljus som alstras av skiktet 35 kan lämna lampan utan hinder (se pil- en). Lampan är försedd med två elektroder 38 och 39 som är uppburna av glasrör 41 och 42 samt en hylsa 40 medelst vilken lampan kan anbringas i en armatur för glöd- lampor. Denna hylsa innehåller t.ex. en startanordni ng och/eller en elektrisk bal- last. I en praktisk utföringsfonn var innerelementets 33 diameter 20 nm och ytterel- ementets 32 swrre diameter ungefär 60 rum. Urladdningsbanans totala längd var unge- fär 60 cm. Mellandelen 36 var ungefär 1,0 cm bred. Vid användning av de tidigare nämnda luminescenta materialen och ädel gaserna blev lampans verkningsgrad 65 lm/l-l vid en tillförd effekt till lampan av 30 H och en arbetsspänning av 150 V.

I figurerna 7 och 8 har komponenter som har motsvarighet i fi g 3 (fig 1 respek- tive 2) försetts med samma hänvisningssiffror som i denna figur. I det tvärsnitt genom en lampa enligt uppfinningen, som är visat i fig 7, har den yttre väggen av innerelementets 2 ändytor försetts med en ljusbrytningsprofil (7b,15b,17b och 18b), vilken har hög transmissionskoefficient för ljus. Denna brytningsprofil har ett 44ees74l flertal ribbor som sträcker sig parallellt med urladdningsbanan (i lampans längd- riktning). Den ribbformade strukturen har till verkan att ljusstrâlarna som konmer från spåren 3,4,10 och 13 brytas på sådant sätt till filjd av deras prismatiska ver- kan att lampan får en jämn ljusfördelning. Vinkeln Wi profilen mellan angränsande ribbars uppätrixtaae kanter är ungefär 12o°.

I tvärsnittet enligt fi g 8 har de delar av det cylindri ska ytterglaselementet 1, som är belägna mitt emot ändytorna, på utsidan försetts med en brytningsprofil i form av ribbor. Dessa profiler är betecknade med 7c,16c,17c och 18c. Även i denna utföringsform är vinkeln i profilen ungefär 1200.

Claims (10)

1. 446 57-4 Patentkrav. l. Lågtryckskvicksilverångurladdningslampa innefattande ett íhåligt ïnnerele- ment (2) som är omgivet av ett transparent ytterelement (1), varvid väggen till åtminstone ett av elementen har ett spår (3,Å,l0,l3,26-29,3fi) medan mellandelar- na (7,l6,l7,l8) av detta element som är belägna mellan spârdelarna sträcker sig till eller nästan till det andra elementets vägg, varvid en urladdningsbana defi- nieras av spåret och det andra elementetsvägg och de väggdelar av de båda elemen- ten som deflnierar nämnda urladdningsbana är täckta av luminescent material (3a, üa,10a,l3a,20-23), k ä n n e t e c k n a d av att nämnda mellandelar (7,l6,l7, 18) som är belägna mellan spårdelarna är vända mot och sträcker sig parallellt med de motliggande delarna (7a,l6a,l7a,l8a) av det andra elementets vägg, och att dessa mellandelar och de motliggande delarna av det andra elementet är fria från luminescent material.

2. Lågtryckskvicksilverângurladdníngslampa enligt patentkravet 1, k ä n n e- t e c k n a d av att ett gap på högst 2,0 mm finns mellan varje mellandel (7, l6,l7,l8) och dess tillhörande motliggande del (7a,l6a,l7a,l8a) av det andra ele- mentets vägg.

3. Lågtryckskvicksilverângurladdningslampa enligt patentkravet l eller 2, k ä n- n e t e c k n a d av att spåret (BH) är spiralformigt. H.

4. Lågtryckskvicksilverångurladdningslampa enligt patentkravet l eller 2, k ä n- n e t e c k n a d av att spårdelarna (3,#,l0,l3,26-29) sträcker sig huvudsakli- gen i längdriktningen av lampan som är långsträckt.

5. S. Lågtryckskvicksilverångurladdningslampa enligt patentkravet l,2,3 eller Ä, k ä n n e t e c k n a d av att innerelementet (2) år försett med nämnda spår (3,Å,l0,l3,26-29) och att ytterelementet (l) är generellt cylindriskt.

6. Lågtryckskvicksílverångurladdningslampa enligt patentkravet Ä eller 5, k ä n- n e t e c k n a d av att, mätt längs innerelementets (2) omkrets, spåreß (3,4, l0,l3,26-29) bredd är i huvudsak lika med de nämnda mellandelarnas (7,l6,l7,l8) bredd.

7. Lågtryckskvicksilverângurladdningslampa enligt patentkravet l,2,3,Å,5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d av att ett ljusreflekterande element (30) finns inuti innerelementet (2) e 446 574

8. Lågtryckskvicksilverångurladdningslampa enligt patentkravet 7, k ä n n e- t e c k n a d av att det reflekterande elementet (30) är râfflat i riktning av mellandelarna (7,l6,l7,l8) i längdriktningen.

9. Lågtryckskvícksilverångurladdningslampa enligt patentkravet 7 eller 8, k ä n- n e t e c k n a d av att en elektrisk stabiliserïngsballast finns inuti det re- flekterande elementet (30).

10. Lågtryckskvicksilverångurladdningslampa enligt något av patentkraven 1-9, k ä n n e t e c k n a d av att mellandelarna (7,l6,l7,18) och/eller de motlig- gande väggdelar (7a,16a,17a,18a), som är belägna mittemot mellandelarna, av det andra elementet har en ljusbrytningsprofil.