187749. lajstromszámú szabadalom • Nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa
1 187 749 . 2 A találmány tárgya nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa, olyan kisülési csővel, amely nátrium mellett higanyt és xenont tartalmaz, és amelyben a xenon nyomása 300 K hőmérsékleten legalább 20 kPa. Nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpát ismertetnek pl. a 3 519 406 sz. amerikai szabadalmi leírásban. Ebben az ismert lámpában a xenon gyújtógázként, a higany pedig puffer gázként szolgál. A gyújtógáz általában csökkenti a lámpában lévő kisülési cső szükséges gyújtófeszültségét, a puffer gáz pedig csökkenti a hővezetésí veszteségeket. Eme ismert lámpa hátránya, hogy a pl. lumen/wattban kifejezett fényhasznosítási hatásfoka viszonylag kicsi. Xenont valamint nátriumot tartalmazó kisülési csővel rendelkező, nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa, amelyben a xenon hideg töltési nyomása 40 kPa-ig terjedhet, önmagában ismert a 3 248 590 sz. amerikai szabadalmi leírásból, amelyre a fent emlitett 3 519 406 sz. amerikai szabadalmi leírás is hivatkozik. Ennek az ismert kisülési lámpának kisülési csövében azonban - az előző mondatban említett xenon-nyomás esetén - nincsen higany. Ez azzal a hátránnyal jár, hogy a kisugárzott fény túl sok zöldet tartalmazhat. A 45 188/1975 sz. közrebocsátott japán szabadalmi bejelentés olyan nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpát ismertet, amelynek kisülési csöve higanyt és xenont tartalmaz, és amelyben a xenon nyomása meghaladja a 20 kPa-t. A nátriumgőznek a lámpa üzemi állapotában mérhető nyomására vonatkozó adatokat azonban ez a leírás nem ismerteti. A találmány célja olyan nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa biztosítása, amely a bevezetőben említett típusú, és amelyben a fényhasznosítási hatásfok viszonylag kis villamos teljesítményű lámpa esetén is nagy. A találmánynak célja az is, hogy a nagy fényhasznosítási hatásfokot viszonylag kicsi gyújtófeszültség mellett érjük el. A találmány tehát nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa olyan kisülési csővel, amely nátrium mellett higanyt és xenont tartalmaz és amelyben a xenon nyomása 300 K hőmérsékleten legalább 20 kPa, és az jellemzi, hogy a lámpa legfeljebb 200 W teljesítményű, a kisülési csőben a xenon nyomása 300 K hőmérsékleten kisebb mint 133 kPa és a nátriumgőz üzemi nyomása 13,33 kPa és 26,67 kPa között van. A xenon nyomását a lámpa üzemi állapotában természetesen a működés közben a kisülési csőben K-ben mért átlagos Tb hőmérsékletet is befolyásolja. Ezért ha a töltési (hideg) nyomás 300 K hőmérsékleten a xenonra vonatkozóan a kisülési csőben pl. x Pa, akkor a lámpa működése közben ez a Tb xenon-nyomás kb. x ^ Pa. így egy gyakran elő- 31KJ forduló, kb. 2400 K hőmérsékleten a találmány szerinti lámpa működése esetén a xenon nyomása kb. 160 és 1100 kPa között van. A találmánynak megfelelő nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa egyik előnye, hogy fényhasznosítási hatásfoka nagy. Ez többek között annak a ténynek tulajdonítható, hogy a lámpában a xenon is puffer gázként funkcionál. A hatásos fény előállítása egyik találmány szerinti feltétele, hogy a lámpa működése közben a nátriumgőz üzemi nyomása a 13,33 és 26,67 kPa közötti tartományba essen a lámpa viszonylag kis - 400 watt alatti - villamos teljesítménye esetén. A xenon-nyomásnak a lámpa üzemi állapotában legalább 53,3 kPa-nak kell lennie annak érdekében, hogy valóban kellő hatásfokú legyen a fény előállítás. Olyan xenon-nyomás esetén, amely a lámpa üzemi állapotában az 1100 kPa nyomást túllépi, nem tapasztaltuk a fényhasznosítási hatásfok további növekedését. Az 1100 kPa fölötti tartományban a lámpa begyújtásához szükséges feszültség elfogadhatatlanul nagy értékre növekszik. A találmány szerinti lámpa esetén a nátrium és higany keveréke vagy higanyban szegény amalgámként, vagy higanyban gazdag amalgámként juttatható be a kisülési csőbe. Igaz ugyan, hogy egy higanyban szegény amalgám szintén a lámpa által kibocsátott fény zöldes színét okozhatja, ez a zöldes árnyalat azonban kevésbé határozott és következésképpen kevésbé kifogásolható, mint az említett ismert típusú lámpa esetén, amelyben a kisülési csőben egyáltalán nem volt higany. A találmány szerinti nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa egy előnyös kiviteli alakja esetén a kisülési csőben a higany súlyaránya a nátriumhoz viszonyítva 8 és 1,5 között van. Ennek a kiviteli alaknak előnye, hogy a lámpa által kibocsátott fény színe, amely nem túl zöldes, a lámpa igen nagy fényhasznosítási hatásfokával párosulhat. Az a tény, hogy a kibocsátott fény színe nem túl zöldes, annak a következménye, hogy a fent említett súlyarány meghaladja az 1,5-et. Az igen magas fényhasznosítási hatásfok azzal a feltétellel kapcsolatos, hogy az említett súlyarány 8 alatt van. Az említett kiviteli alak egy igen előnyös megvalósítása esetén a kisülési csőben a higanynak a nátriumhoz viszonyított súlyaránya kb. 3. Ennek a kivitelnek az az előnye, hogy olyan lámpát nyerhetünk, amely nagyon jó kompromiszszumot biztosít a kibocsátott - közvilágítás céljára szolgáló - fény spektrumeloszlása, valamint a nagy fényhasznosítási hatásfok között. A találmány szerinti kisülési lámpa begyújtása esetén a hideg xenon gáz elősegíti a gyújtást, mégpedig úgy, hogy csökkenti a begyújtáshoz szükséges feszültséget. Ez azonban csak egy bizonyos határig van így annak következtében, hogy a kisülési csőben a hideg állapotában mért xenon gáz nyomás jelentős értékű. Ugyancsak a találmány tárgya egy nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa olyan kisülési csővel, amely nátrium mellett higanyt és xenont tartalmaz, és amelyben a xenon nyomása 300 K hőmérsékleten legalább 20 kPa, továbbá amely kisülési cső hosszúkás alakú és mindkét végénél el van látva egy belső elektródával, és az jellemzi, hogy a lámpa legfeljebb 200 W teljesítményű, a kisülési csőben a xenon nyomása 300 K hőmérsékleten kisebb mint 133 kPa, a nátriumgőz üzemi nyomása pedig 13,33 kPa és 26,67 kPa között van, továbbá a kisü5 10 15 20 25 30 35 .40 45 50 55 60 65 2
