194442. lajstromszámú szabadalom • Nagynyomású higanygőz kisülő lámpa
1 194.442 2 Azt találtuk, hogy két követelményt kell kielégíteni az Na-D vonalak erős kiszélesedéséhez és visszafordulásához. Elsősorban az Na-D emisszió nagymértékű hozzájárulása szükséges. Ez nagy nátrium-halogenid nyomást von maga után, és ezzel együtt a leghidegebb hely Tj-p hőmérséklete nagy lesz a kisülő csőben, például 900 °C, vagy ennél is több. Ez a T^p hőmérséklettel szembeni követelmény kizáija a kvarcüvegnek kisülő csőként történő felhasználását. A találmány szerinti lámpában ezért a kisülő csőként történő felhasználását. A találmány szerinti lámpában ezért a kisülő cső falaként gáztömör, sugárzást átbocsátó kerámia anyagot alkalmaztunk. Az alumínium-oxid igen alkalmas anyag, amely tömören szintereit, f'olikristályos alakban, vagy monokristályos alakban zefír) alkalmazható. Más, lehetséges anyagok például a tömören színtereit ittrium-oxid és az ittrium-aluinínium-gránát. A Thőmérséklet magas értékeit a találmány szerinti lámpában a kisülő csőnek működés közbeni adott teljesítmény-felvételre történő méretezésével érhetjük el olymódon, hogy a fal terhelése legalább 25 W/cm2 legyen. A falterhelést a felvett teljesítmény és a kisülő cső azon felületének hányadosa adja, amely a kisülő csőnek az elektródacsúcsok közötti külső felülete. Az elegendően nagy delta,lambda eléréséhez szükséges második kielégítendő feltétel az, hogy a kisülő csőben a kisülő ívet elegendően vastag Na atomokból álló réteggel kell körülvenni az alaphelyzetben. Ez azt jelenti, hogy a kisülő csőnek adott geometriai követelményeknek kell megfelelnie, nevezetesen egy viszonylag széles kisülő csőre van szükség. Egy a találmány szerinti lámpában a kisülő cső ID effektiv belső átmérője és az elektródák EA távolsága közötti arány 0,4 < ID/EA < 0,9 közötti tartományban kell, hogy legyen. Az ID alatt az elektródacsúcsok közötti kisülő tér térfogata és az EA hányadosának négyzetgyökét értjük. Azt találtuk, hogy olyan lámpák esetén is amelyeknek a kisülő csöve a hengeres alaptól eltér egy hengeres alakú, vastag Na atomokból álló héj ala kul ki az alaphelyzetben a kisülő ív körül olymódon hogy az Na-D vonalak erős visszafordulása lehetséges amennyiben az előbb említett ID/EA felvétel teljesül A már fentebb említett 3.363.133 számú US szaba dalmi leírásban ismertetett lámpa esetén az ID/EA érték hozzávetőlegesen 0,25. Azt találtuk, hogy az ÍD/EA hányados 0,4-nél kisebb értékeinél túlságosan .kicsi delta,lambda érhető el, és ennek megfelelően az ^a» túlságosan alacsony értékű lesz. 0,9-nél nagyobb ID/EA értéket nem használunk, mivel ilyen értékeknél a Tj-p hőmérséklet-értékek könnyen túlságosan alacsonyak lesznek. A kísérletek azt is kimutatták, hogy az erősen görbült falfelülettel, például elliptikus, gömb-alakú vagy közel gömb-alakú falfelülettel rendelkező kisülő cső legnagyobb belső átmérője vonatkozásában egy további feltételnek is teljesülnie kell. Valójában a <j>x és EA közötti arány nem lehet nagyobb, mint 1,1, mivel ennél nagyobb értékek esetén a hőmérséklet túlságosan alacsony lesz; még akkor is,ma az ID/EA aránnyal szembeni feltételt teljesítjük. Hengeres kisülő csövek esetén az ID lényegében egyenlő 0,89 <j>j-vel, így a 0j/EA feltétel mindig teljesül, ha az ID/EA feltétel teljesül. A találmány szerinti lámpa egy előnyös kiviteli alakja szerint az elektróda csúcsai és a velük szomszédos kisülő cső végfala közötti távolság kisebb, mint a legnagyobb belső átmérő fele (1/2 0j). Ebben az esetben a lámpában a leghidegebb hely hőmérsékletének 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 megkívánt legnagyobb értéke sokkal könnyebben elérhető, általában anélkül, hogy a lámpa végeinél külön hőszigetelést biztosítanánk. A találmány szerinti lámpának az az előnye, hogy egy adott töltés esetén a kibocsátott sugárzás színpontja csak kis mértékben teljed szét, és a lámpa élettartama során a színpont csak nagyon kis mértékben változik. Ezeknél a lámpáknál nagyon nagy előny, hogy viszonylag nagy teljesítmény-ingadozások esetén azok színe gyakorlatilag nem változik. Azt találtuk, hogy a teljesítmény változásai egymás ellen hatnak abban az értelemben, hogy a viszonylag nagy nátrium-nyomás és az alkalmazott lámpa geometriája eredményeképpen a színpont stabflizálása elérhető. A találmány szerinti lámpákban alkalmazott higany mennyiségével kapcsolatban azt kell megfontolni, hogy az analóg az ismert fémhalogenidet tartalmazó nagynyomású higanygőz kisülő lámpákkal. Általában a higany mennyiségét főleg a lámpa kívánt ívfeszültsége határozza meg. Nagyteljesítményű lámpák esetén a higany mennyisége gyakran viszonylag kicsi (2000 W teljesítmény nagyságrendbe eső lámpák kisülő terében legalább 1 mg/cm3), és a teljesítmény csökkenésével ez az érték növekszik (például 10 W nagyságrendű lámpáknál 100 mg/cm3 -re). A találmány szerinti lámpák halogenideket tartalmaznak, előnyösen nátrium és tallium jodidjait. A nátrium-halogenid fölös mennyiségben van jelen, vagyis a lámpa működése közben még mindig el nem párologtatott nátrium-halogenid van jelen. Gyakorlatban megvalósított lámpáknál a nátrium-halogenid mennyisége általában 10 pmól/cm3 a kisülő térben (nagyteljesítményű lámpák esetén), és ez az érték nagyobb lesz, amint a lámpa teljesítménye csökken (például 500 jumól/cm3 kisebb teljesítményű lámpáknál). Azokban a lámpákban, amelyekben tallium-halogenid van, többnyire zölden sugárzó tallium alakjában, a fehér vagy lényegében fehér fényt úgy lehet elérni, hogy azt nátrium-sugárzással kell kombinálni. Előnyösek azok a lámpák, amelyekben a taJIium-halogenid és nátrium-halogenid közötti mólarány legalább 0,05 és legfeljebb 0,25. Ezen előnyös kiviteli alak szerinti lámpák viszonylag alacsony színhőmérsékletű fényt bocsátanak ki, ami nagyon kívánatos adott esetben (például lakószobák megvilágítására és dekorációs megvilágításhoz). A színhőmérséklet a Tl:Na megválasztott arányának függvénye, és értéke hozzávetőlegesen 2500 K-től (a színpont kismértékben a fekete sugárzó vonala alatt van és kismértékben sárga színárnyalatú) hozzávetőlegesen 3000 K-ig tart (a színpont kismértékben a fekete sugárzó vonala felett van, és kismértékben zöld színárnyalatú). Azoknak a lámpáknak, amelyeknek a színpontja lényegében a fekete sugárzó vonalára esik, a színhőmérséklete megközelítőleg 2700 K. A találmány szerinti lámpa egy további előnyös kiviteli alakját az jellemzi, hogy a külső cső tartalmaz továbbá legalább egy, a spektrumnak lényegében a kék vagy bíbor részén sugárzó fémhalogenidet, amely halogenidnek a nátrium-halogenidhez képest nagy az illanósága, és ezen halogenid, valamint az Na és TI halogenidek kombinációja közötti mólarány legfeljebb 0,1. Kék vagy bíbor sugárzó alkalmazása azt a lehetőséget biztosítja, hogy magasabb színhőmérsékleten sugárzó lámpákat kaphatunk (hozzávetőlegesen 2700 K-nél magasabb értékű). Kielégítő színvisszaadási tulajdonságok fenntartása érdekében az alkalmazott 3
