194442. lajstromszámú szabadalom • Nagynyomású higanygőz kisülő lámpa
1 194.442 2 A találmány tárgya nagynyomású higanygőz kisülő lámpa, amelynek működés közben adott teljesítmény-felvétele van, és amelynek gáztömör, a sugárzást áteresztő kerámia fallal rendelkező kisülő csöve van, a kisülő cső kisülő teret zár körül, amelyben nemesgázt, higanyt, nátrium-halogenidet és tallium-halogenidet tartalmazó, ionizálható töltés van, akisülő cső belsejében, a két végfal részén egy-egy elektróda van elrendezve, az egymás felé néző elektróda csúcsai között EA távolság van. Egy ilyen lámpa ismeretes például a 3.363.133 számú US szabadalmi leírásból, amelynek kerámia anyagból, nevezetesen tömören színtereit, polikristályos alumínium-oxidból levő kisülő csöve van. Higanyon és halogénen túlmenően, az ismert lámpa egy vagy több fémet tartalmaz, mint például talliumot, és ezen túlmenően tartalmazhat alkálifémet, például nátriumot. Egy nagynyomású higanygőz kisülő lámpa ionizálható töltéséhez fémhalogenidet, többnyire fémjodidot adagoltak általában olyan esetekben, amikor a lámpáknak a kisülő csöve kvarcüvegből volt. Ennek az volt a célja, hogy a kisülő térben nagyobb legyen a fématomok sűrűsége, kihasználva a fémhalogenideknek a fémekhez képesti nagyobb illanóságát, és flymódon a fémek nagyobb mértékben vettek részt a lámpa által kibocsátott sugárzás létrehozásában. Ennek eredményeképpen a relatív fényfluxus megnőtt, és különösen a lámpa színvisszaadása javult megjelentő sen. Alkálifémeket, mint például a nátriumot és a lítiumot, halogenid alakjában használták fel, mivel ezek a fémek önmagukban a kisülő cső kvarcüveg falához képest túlságosan agresszívak. Fémhalogenideket tartalmazó lámpákban a halogenid nyomását a kisülő csövön belüli leghidegebb hely T^p hőmérséklete határozza meg. A Tu„ hőmérsékletflegnagyobb megengedhető hőmérsékletét a kisülő cső anyaga korlátozza. Kvarcüvegből levő kisülő cső esetén a Tw hőmérséklete nem lehet több, mint hozzávetőlegesen 800 °C. Korábban már azt is felismerték, hogy a kisülő cső falának anyagául magasabb hőterhelést elviselő anyagot választva, a halogenid nyomása nagyobb lehet. A 3.234.421 számú US szabadalmi leírás már megállapítja, hogy lehetőség van tömören szintereit alumínium-oxidnak kisülő csőként való felhasználására. Egy kvarcüveg lámpákhoz gyakran használt halogenid töltés tallium- és nátrium-halogenidet tartalmazott, amelyhez többnyire indium-halogenidet adagoltak. A kísérletek azt mutatták, hogy a kvarcüveg lámpákhoz képest javulás érhető el a relatív fényfluxus vonatkozásában, és nagyon kis mértékben szintén javulás érhető el a színvisszaadásban, ha egy ilyen töltést kerámia kisülő csőben alkalmaznak, amint azt a fent említett 3.363.133 számú US szabadalmi leírás is megállapítja. Egy ilyen lámpának azonban néhány nagyon jelentős hátránya van; így ezek gyakorlati alkalmazása nem nagyon lehetséges. Mindenekelőtt a színvisszaadás a legtöbb esetben még mindig nem kielégítő, továbbá ezeknek a lámpáknak — többek között - nagyon szétnyújtott színpontja van, ami az élettartamuk során jelentősen változik. Másodsorban azt találtuk, hogy ezeknek a lámpáknak a színpontja jelentősen változik a lámpa által felvett teljesítmény függvényében. A teljesítmény-felvétel a hálózati feszültség ingadozásának következménye, ami a gyakorlatban nem kerülhető el. A 3.334.261 számú US szabadalmi leírás olyan lámpa töltéseket ismertet, amely ritka-földfémek halogenidjeit tartalmazza. Azt találtuk, hógy ezeknek a lámpáknak kielégítő szül visszaadásuk van, különösen Dy, Ho, Er, Tm ésfragy La alkalmazása esetén. Ezeknek a lámpáknak az a hátránya, hogy nagyon magas a színhőmérsékletük (4000 K vagy ennél is magasabb). A gyakorlati alkalmazások esetén alacsonyabb színhőmérséklet nagyon gyakran kívánatos. Abban az esetben, ha ezekben a lámpákban a színhőmérséklet csökken, akkor nátrium-halogenid alkalmazása általában szükséges, amit viszonylag nagy mennyiségben kell felhasználni. Ennek eredményeképpen a ritka-földfémek a lámpa által kibocsátott sugárzáshoz jelentősen lecsökkent mértékben járulnak hozzá, ami a lámpa színvisszaadását hátrányosan befolyásolja. A találmány elé célul tűztük ki olyan lámpáknak a kidolgozását, amelyekkel mind a magas relatív fényfluxus, mind pedig a kielégítő színvisszaadás elérhető, a színhőmérséklet alacsony tartományában ( hozzávetőlegesen 2600-4000 K között). A kitűzött célt a bevezetőben körülírt lámpával a találmány szerint úgy értük el, hogy a teljesítmény-felvételnek és a kisülő csőnek a két elektróda csúcsa közötti falszakasza külső felületének hányadosa által meghatározott falterhelés legalább 25 W/cm2, a kisülő cső ID effektiv belső átmérőjének és az EA távolságnak az aránya 0,4 < ID/EA < 0,9 tartományban van, ahol az ID effektiv belső átmérő a kisülő térnek az elektróda csúcsa közötti része térfogatának és az EA távolság hányadosának a négyzetgyöke, továbbá a kisülő cső 0j legnagyobb belső átmérőjének és az EA távolságnak a hányadosa legfeljebb 1,1. A találmány annak a ténynek a felismerésén alapul, hogy a kielégítő színvisszaadás akkor lehetséges, ha nátrium-halogenidet alkalmazva a lámpa töltésében a lámpa működése közben a nátrium fénykibocsátásának Na-D vonalaiban, amelyek az Na nagyon kis parciális nyomásainál 589,0 és 589,6 mm-en vannak, erős kiszélesedés és visszafordulás jön létre. Az Na-D vonalak kiszélesedése és visszafordulása a kibocsátott sugárzás sávszélességeinek alakját'veszik fel, a rövidhullámú sáv a rövidebb hullámhosszak felé tolódik el, és a hosszú hullámú sáv a hosszabb hullámhosszak felé tolódik, amint a fénykibocsátás jobban visszafordul. A visszafordulás mértéke ezért a delta, lambda-távolság nm-ben, az Na emissziós sávok maximális értékei között. Az Na hullámhosszú emissziós sávja a spektrum vörös része felé tolódik el, ami nagyon előnyös a színvisszaadási tulajdonságok szempontjából. Azt találtuk, hogy jobb színvisszaadást, vagyis az Rá* átlagos színvisszaadási index magasabb értékeit akxor kapjuk, ha a deltajambdának nagyobb értéke van. A mélyvörös színek színvisszaadási indexe, az R9, amely gyakran negatívtól mély-negatívig terjed kisülő lámpáknál, pozitív értékeket vehet fel a találmány szerinti lámpáknál, ha a deltajambda viszonylag nagy értékű. A deltajambda értéke, amelynél egy adott színvisszaadási tulajdonságot elérhetünk, még függ a lámpa típusától és a lámpa töltésétől is. Ilymódon kis teljesítmény-felvételű lámpákban (például 100 W-nál kisebb teljesítményű lámpáknál) a delta, lambda kisebb értékei általában elégségesek ahhoz, hogy ugyanazt a színvisszaadási tulajdonságokat érjük el, mint azoknál a lámpáknál, amelyeknek nagyobb a teljesítmény-felvételük, mivel ezekben a kisteljesítményű lámpáknál nagyobb higany-nyomás uralkodik; így a Van der Waals szélesedés növekedése egy külön hozzájárulás, különböző Na-D vonalak hosszúhullámú oldalához. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
