SE457761B - Kompaktlysroer - Google Patents

Description

457 761 2 Vid kompaktlysrör såsom vid andra lågtrycks -gasurladdningslampor bildas mellan elektroderna en positiv pelar e av en ljusbáge, vil- dad med kvicksilverånga. 500 Pascal (Pa), och vid driftstemperatur utgör kvicksilvrets partialtryck mindre än 1 Pa därav. ken i lampan passerar genom en ädelgas blan Gastrycket i ett kompaktlysrör hålles under Ädelgasens funktion är att underlätta lampans tändning vid en acceptabel startspänning, och att höja sannolikheten för kolli- sioner mellan elektronerna och kvicksilveratomer vid lampans drift. I det låga kvicksilverángtrycket vid 40°C uppstår optimum för bildning av kvicksilvrets resonanslinjer, det ultravioletta området, nämligen 253,7 och Om enbart kvicksilverànga funnes i ett lysrör, vilka ligger inom 185 nanometer (nm). skulle elekt- ronerna praktiskt taget bara kollidera med rörets väggar och kvicksilveratomer, varigenom elektronernas energi genom avsak- naden av lyspulver skulle omvandlas till värme och inte till ljus. ' Ett kompaktlysrör av ovan beskriven H-form är känt genom NL-B-7902572, och ett av den inverterade U-formen visas i EP-A2-0061758 (ansökningsnummer 82102636.6). I den sistnämnda skriften är det klart utsagt, att syftet med uppfinningen är att skapa ett kompaktlysrör med sådan utformning av rörets glas- väggar, att vissa avsnitt under drift håller en önskvärt'1åg temperatur i och för uppnâende av balanserat kvicksilverångtryck. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att frambringa ett kompaktlysrör med sådan utformning, att kvicksilvrets partialtryck i urladdníngsrummet, under lysrörets drift, hålles på den nivå, som ger maximal effekt med avseende pá urladdningens bildning av strålning vid kvicksilvrets resonanslínjer. Vidare skall rörets utformning verksamt bidraga till, att ingen förlust- effekt genom hopsnörning av urladdningsströmmens väg uppstår.

För att nå dessa ändamål har uppfinningen givits de i följande patentkrav angivna kännetecknen.

Uppfinningstanken bygger pä, att i ett urladdningsrum i det _; ' ' 457 761 utförande, som används vid kompaktlysrör, den negativa rymd- laddningen koncentreras till rörets väggar, och en positiv pelare bildas mellan elektroderna med rymdladdningen 0 utmed, sin axel. I varje ögonblick efter att lysröret tänt är urladd- ningen mellan katod- och anodområdena enhetlig i axiell led.

Vid urladdningen bildas samtidigt positiva joner och elektroner.

Dessa koncentreras genom diffusion till rörväggen. Eftersom pelaren är enhetlig i axiell led, sker ingen partikelförlust i denna rikt- ning. Vid diffusionen rör sig elektronerna mycket snabbare än de positiva jonerna, beroende på elektronernas mindre massa, vari- genom en positiv rymdladdning utvecklas från rörets centrum och utåt. Detta förbättrar förutsättningen för urladdningen i den positiva pelaren, och ökar därmed effekten i ultraviolettstrál- ningen.

För att möjliggöra en naturlig utbredning av urladdningen i lysröret, vilken utbredning är cirkulär i tvärled, har det nya kompaktlysröret utformats så, att ett kondensationsparti för kvicksilver förlöper utmed en del av den positiva pelaren, utan att i dess axialled inkräkta på denna, så att dess i radialled cirkulära utbredning, vilken är förutsättningen för urladd~ ningens optimala utbredning, störes genom någon átsnörning.

Rent praktiskt har detta gjorts genom att lysrörets urladdnings- rum givits U-form,_varvid mantelytan i det böjda röravsnittet mellan de båda raka rörstyckena i delen med störst böjningsradie från sitt církulära tvärsnitt dragits ut i en kam. Denna förlöper utmed väsentligen hela det böjda röravsnittet.

Kammen längs kompaktlysrörets U-böj gives lämpligen en vinkel på 900 eller mindre sett i tvärsnitt genom röret. Härigenom bildas i rörböjen ett utrymme, som är sidoordnat den positiva pelaren, och där kvicksilvrets kondensationstemperatur, vid det i röret rådande trycket, kan hållas konstant. Omvänt kan saken uttryckas så, att kompaktlysrörets längd vid olika watt-tal väljs sådan, att temperaturen, som i området närmast elektroderna kan uppgå till över 70°C, utmed kammen ligger nära 40°C, då lampan arbetar i normala rumstemperaturer. Därav följer att kvicksilvrets partial- tryck blir under 1 Pa eller ca 0,5 x 10-3 torr, vilket är det tryck där relativa verkningsgraden för en ljusbåges alstrande av 457 761 resonansstràlning i kvicksilverånga kulminerar. Vid lägre partialtryck för kvíçksilverànga blir det för glest mellan kvicksílverjonerna, varav följer färre kollisioner mellan dessa och elektroner, och således färre exiterade fotoner eller lägre intensitet i ultraviolettstrâlningen. för kvicksilveràngan blir det så tätt mellan att alltför många kollisioner mellan dessa oc elastiska, vilket även det innebär färre exit Vid högre partialtryck kvicksilverjonerna, h elektroner blir erade fotoner.

En föredragen utföringsform av uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hänvisning till efte rföljande ritning.

På denna visar Fíg. 1 en sidovy av kompaktlysröret, delvis skuret, Fig. 2a schematiskt det böjda partiet av lysr öret med en tänk- . bar kamvinkel markerad, ' ' Fig. 2b likaså schematiskt det böjda partiet med en ann an kam- vinkel antydd och .

Pig. 3 ett diagram över relativa verkningsgraden för alstringen av resonansstrâlning i kvicksilveránga som funktion av lägsta temperatur inuti en urladdningslampa (nedre skalan) och motsvarande kvicksilverángtryck (övre skalan).

Kompaktlysröret består i sin enklaste form av blott ett U-format glasrör 1 , vilkets ändar 2 och 3 är gastätt anslutna till en sockel 4.

Denna är utformad med ett icke cirkulärt hus 5, beläget på sockelns 4 röret 1 motstàende sida. I huset 5 är tändare och erforderliga förkopplingsdon inneslutna. är vidare försedd med tvenne kontaktstift 6, elektriska anslutning till en lamphállare.

Sockeln 4 7 för lysrörets Från kontaktstiften 6, 7 går ledare 8 till lysrörets elektroder 9. Dessa ledare 8 och motsvarande fránledare är på känt vis insmälta i en i vardera änden 2, 3 befintlig klämfot 10 av glas, vilka sedan är fastsmälta i dessa rörets 1 ändar 2, 3. Åtminstone den ena av nämnda klämfötter 10 är försedd med ett 457 761 pumprör (icke visat) för rörets 1 evakuering, inertgasspolning och ädelgasfyllnad.

Röret 1 är på sin insida belagt med ett eller flera fluoresce- rande skikt 11, för omvandling av det av den vid kompaktlysrörets drift mellan elektroderna 9 gàende ljusbàgen bildade ultraviolett- strålningen till synligt ljus. Beroende på önskemål avseende färgtemperatur på det av kompaktlysröret avgivna ljuset kan lys- ämnet i skiktet 11 vara av två- eller trebandstyp, eller ha någon annan sammansättning. Detta kan varieras inom vida gränser, liksom ädelgasfyllnaden kan varieras mellan ren argon och argon med inblandning av olika andra ädelgaser, i olika halter, exem- pelvis 85% argon och 15% neon eller 20% argon och 80% krypton.

Det nya i uppfinningen ligger i utformningen av det område av rörets 1 böjda parti 12, där temperaturen under kompaktlysrörets fottfariga drift hållas så låg ( < 40%), att det i röret 1 införda kvicksilvret får önskvärt partialtryck enligt diagrammet i fig. 3. I fig. 1 har markerats temperaturen på olika höjd i det böjda partiet 12. Av fig. 2a och fig. 2b framgår, att det böj- da partiet 12 inte är cirkulärt i tvärgenomskärning, såsom röret 1 i övrigt. Istället har den i böjningen utåt vända delen av mantelytan dragits ut i en kam 13.

Kammen 13 utföres till viss höjd över det cirkulära fält 14, som motsvarar rörets 1 tvärgenomskärningsyta, öm denna tänkes inlagd i det böjda partiet 12 och tangerar dettas inre böjnings- radie. Det har visat sig fördelaktigt att välja kammens 13 höjd över det cirkulära fältet 14 ungefär lika med två gånger krökningsradien för det böjda partiets 12 inre krökta mantelyta.

Härigenom erhålles en tillräcklig volym utmed hela det böjda partiet 12, där en koncentration av elektroner ger en fördelaktig negativ rymdladdning. På detta vis fristâlles hela det cirkulära fältet 14 för den positiva pelaren, i vilken urladdningen sker.

För att uppnå en förtrångning för kondensation av kvicksilver- ånga har kammen 13 visat sig vara en fördelaktig lösning i så måtto, att kondensationen är fördelad utmed en tillräckligt 457 761 lång sträcka parallell med den positiva pelaren, för att det optimala kvicksilverångtrycket skall upprätthâllas i hela urladdningsrummet. För att praktiskt taget helt undvika stör- ningar i alstringen av ultraviolett strålning vid kvicksílvrets resonanslinjer, har det visat sig att kammens toppvinkel bör ligga mellan 600 och 900. Vid större vinkel än 900 börjar störningar i den positiva pelaren uppträda, och vid vinklar mindre än 600 gör sig produktionstekniska problem gällande.

Det blir helt enkelt svårt att i produktionsmaskiner blåsa ut en spetsigare kam. Ett produktionstekniskt optimum synes med hittills använda glaskvaliteter ligga i området 700-800. Med annan glassammansättning är det möjligt att utföra kammen 13 med spetsigare vinkel än 60°, men då kommer temperaturen på kammens 13 insida att understiga 40°C, vilket inte är efter- traktansvärt. vid kompaktlysrör med fler än två raka sammanbindande partierna samtliga vara böjda partiet 12 med kammen 13. Eljest två av de sammanbindande partierna med tion därstädes av kvicksilverånga. röravsnitt kan de dem utformade såsom det utföres endast en eller en kam 13 för kondensa-

Claims (8)

1. 7 457 761 Patentkrav Kompaktlysrör bestående av minst tvâ till en vardera av varandras ändar förbundna, parallellt förlöpande, raka rör, vilka är invändigt belagda med fluorescensmedel (11) och tillsammans bildar ett urladdningsrum mellan tvâ elektroder (9), placerade i rörens fria ändar (2,3), vilka är gastätt anslutna till en gemensam sockel (4), k ä n n e t e c k n a t a v att förbindningen (12) mellan de raka rören i tvärsnitt är utformad med en kam (13), förlöpande längs förbindníngen (12) på dess från sockeln (4) vända sida, varigenom urladdnings- rummets cirkulära tvärsnitt (14) utmed förbindníngen (12) ut- vidgats genom att kammen (13) givits en toppvinkel mellan 600 och 9o°.

2. Kompaktlysrör enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att kammens (13) toppvinkel längs en väsentlig del av för- binaningen (12) är 7o°-ao°. ß .

3. Kompaktlysrör enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t a v att kammen (13) är belägen pà en höjd över det cirkulära tvärsnittets (14) yttre periferi, som motsvarar tvâ gånger radien för den inre krökningsbâge, som förbindningen (12) genomlöper mellan de båda raka rören.

4. Kompaktlysrör enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t a v att de raka rörens längd avpassats i för- hållande till det Watt-tal, som lysröret förbrukar, så att temperaturen längs kammen (13) ej överstiger 4000 vid lysrörets drift i rumstemperatur.

5. Kompaktlysrör enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t a v att det har en ädelgasfyllning till nära 500 Pa, företrädesvis av ren argon. .

6. Kompaktlysrör enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k - 457 761 8 r ' n a t a v att det har en ädelgasfyllning bestående av 10-20% argon och 80-90% krypton.

7. Kompaktlysrör enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k - nat a v att det har en ädelgasfyllning bestående av 85% argon och 15% neon.

8. Kompaktlysrör enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t' a v att det innehåller kvicksilver, som vid lysrörets drift förångas till ett partíaltryck mellan 4 x 10-3 torr och 7,5 x 10-3 torr.