179717. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és fluorescens lámpa fény előállítására zárt térben előidézett elektróda nélküli kisüléssel
3 179717 4 szer árával. Ily módon az ilyen mag nemcsak hogy rontja a hatásfokot és a megbízhatóságot, hanem ugyanakkor lényegesen megnöveli az elektronikus rendszer költségeit is. A hivatkozott ismert megoldásnál kiegészítő kisülésindító áramkörrel villamos teret létesítenek a lámpában a kezdeti ionizáció létrehozása céljából. Ezt követően energiát csatolnak be a kisülésre a ferritmag váltakozó mágneses tere segítségével. A ferritmagos transzformátor primer tekercsének bemeneti feszültsége 50 V, bemenő árama pedig 0,6 A 50 kHz frekvencia mellett, míg az indukált feszültség, illetve áram értéke mintegy 10 V, illetve 3 A, és a vasmag vesztesége körülbelül 3 W. A közlés szerint az eszköz fénykeltési hatásfoka 40 lumen/W, ez az érték azonban a jelentős áramköri veszteségeket nem veszi figyelembe. Laboratóriumi vizsgálatok kimutatták, hogy ezen áramkör egyenirányított bemeneti feszültsége 110 V-os váltakozóáramú táplálás esetén 155 V. A ferritmagos transzformátornál 50 V-os bemeneti feszültség csak A osztályú feltételek mellett érhető el, amikoris 30 W-os nagyfrekvenciás kimenőteljesítményhez az áramkör bemeneti teljesítményigénye több mint 60 W. Ezért ennek az eszköznek a teljes áramkörre vonatkoztatott fénykeltési hatásfoka nem lehet nagyobb, mint 20 lumen/W, vagyis alig jobb, mint egy szokásos izzólámpáé. A találmány célja ezen hiányosságok kiküszöbölése. A találmány feladata tehát olyan eljárás és fluoreszcens lámpa létrehozása, amelynél zárt térben előidézett elektróda nélküli kisüléssel az eddiginél jobb hatásfokkal alakítható át a rádiófrekvenciás energia fénnyé, ugyanakkor feleslegessé válik kisegítő kisülésinditó eszköz alkalmazása. A találmány alapja az a felismerés, hogy az energiának a kisülésre való becsatolása egyszerűen megoldható, ha maga a kisülés képezi az elektronikus rendszer rezonanciás rezgőkörének veszteséges részét. így — bizonyos határok között — az elektróda nélküli ívkisülés létrehozásánál nincs csatolási eredetű lényeges korlátozó tényező az induktív rendszer kialakítását illetően, különös tekintettel a fluoreszcens világítóeszközöknél kihasználható elektróda nélküli ívkisülésekre. Ily módon sikeresen hoztunk létre elektróda nélküli ívkisülést szokásos nagyfrekvenciás rezonanciás szolenoidok, egymenetes hurkok, bifiláris tekercsek és hasonlók belsejében, illetve ezek körül, mimellett a kisülési edény alakját gömb és hosszúkás henger között változtattam. Megfigyeltük, hogy bármely olyan indukciós tekercs alkalmas elektróda nélküli lámpák jó hatásfokú gerjesztésére, amely konform leképezéssel levezethető egy egyszerű rezonanciás hurokból. így például hosszúkás hengeres lámpa esetében az indukált áramok hosszirányban a lámpa egyik oldala mentén haladhatnak, és a másik irányban a másik oldal mentén térhetnek vissza, ha a lámpát annak hossza mentén haladó, rövidrezárt nagyfrekvenciás áramot vivő bifiláris áramkör közvetlen szomszédságában helyezzük el. Ilyen áramkörrel például sikeresen tápláltunk olyan hagyományos fénycsövet, amelynek egy szála előzőleg tönkrement. A jelen találmány a fentiek miatt feleslegessé teszi a ferritből és más hasonló anyagokból készült magok alkalmazását. A nagyfrekvenciásenergiának a légmagos tekercsből a kisülésre való becsatolása nem jelent különösebb problémát, ha az alkalmas kisülési paramétereket az itt leírt módon választjuk meg. A kisülésre való energiaátvitel hatásfoka akkor a legjobb, ha a hangolt áramkör rezonanciás induktív elemét az indukciós tekercs és a plazma képezi. Rezonanciánál a nagyfrekvenciás áramforrásra kapcsolt impedanciát az indukciós tekercs és a plazma, valamint egy alkalmas rezonáns kondenzátor alkotja, amelyek együtt definíciószerűen tiszta ohmikus ellenállást képeznek. Az ismert megoldások kivétel nélkül kiegészítő kisülésindító eszközt igényelnek. A kisülésindítást a lámpa fűtésével, kapacitív kisülés segítségével, feszültségnövelő, a semleges gázt átütő transzformátorral valósítják meg. A találmány szerinti megoldással, a megfelelő kisülési paraméterek kiválasztása esetén feleslegessé válnak ezek az eszközök, amelyek csak megnövelik a rendszer költségeit, rontják annak megbízhatóságát, tehát az elektróda nélküli kisülés hasznosításával fényt előállító rendszerek versenyképességét. Versenyképes csak az olyan elektróda nélküli fluoreszcens lámpa lehet, amely jó hatásfokkal, megbízhatóan működik és olcsó. A találmány szerinti megoldás lehetővé teszi olyan, a szabványos Edison-féle háztartási lámpafoglalatba becsavarható elektróda nélküli fluoreszcens lámpa létrehozását, amelynek hatásfoka megközelíti a hagyományos fénycsövekét. A rendszer megbízhatóságát fokozza a feleslegessé váló alkatrészek elhagyása. Nincs szükség ugyanis sem ferritmagra, sem többszörös tekercselésekre, sem pedig kisegítő indítóeszközre vagy külső reflektorokra és hasonló alkatrészekre. Ezen elemek elhagyása a költségeket is jelentős mértékben csökkenti. Az elsődleges feladat megoldása tehát olyan eljárás fény előállítására zárt térben elrendezett, legalább egy ionizálható gázt tartalmazó ionizálható közegben előidézett elektróda nélküli kisüléssel, amelynek során az ionizálható gázt olyan nyomáson tartjuk, amelynél rádiófrekvenciás tér hatására sugárzó energiát képes kibocsátani ; és amely eljárásnál a találmány értelmében a közegre abban sugárzást kibocsátó kisülést kiváltó ionizációt előidéző erősségű villamos teret, valamint ezen ionizációt fenntartó, a közeg szabad elektronjainak legalább egy részét, célszerűen többségét, az átlagos szabad úthosszuknak megfelelő szakaszon a mágneses tér egynegyed periódusidejénél nem hosszabb, célszerűen azzal megegyező idő alatt ionizációs sebességre felgyorsító frekvenciájú és csúcsértékű mágneses indukciós teret csatolunk. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módjánál 3 MHz és 300 MHz közötti frekvenciájú indukciós teret csatolunk a közegre. Egy másik előnyös foganatosítási módnál higanygőz és 133—666 Pa nyomású közömbös indító gáz keverékét tartalmazó közegben idézzük elő a kisülést. Egy további előnyös foganatosítási módnál indító gázként argont alkalmazunk. A másodlagos feladat megoldása olyan fluoreszcens lámpa, amelynek higanygőzt és közömbös indító gázt tartalmazó közeget befogadó tömítetten lezárt burája, továbbá a bura belső felületén fluoreszcens fényt kibocsátó, az ionizált higanygőz által emittált ultraibolya sugárzást abszorbeálva látható fehér fényt adó fényporból kialakított rétege van; és amely lámpának a találmány értelmében nem mágneses maggal rendelkező nagyfrekvenciás indukciós tekercse van, a közegnek legalább egy része a tekercs mágneses indukciós terében 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
