196861. lajstromszámú szabadalom • Alacsony színhőmérsékletű, jó színvisszaadású nagynyomású fémhalogénlámpa
1 196 861 2 A találmány tárgya alacsony színhőmérsékletű, jó szúivisszaadású nagynyomású fémhalogénlámpa, melynek magas olvadáspontú, fényű tercsztő, előnyösen kvarcüveg kisülőedénye és legalább két főclektródja van, melyek a kisülőedény egyik végébe, vagy átellenes végeibe vannak beforrasztva, a kisülőedényben indítógázkent nemesgázok), puffergázként higanytól tés és működési állapotban telítettséget biztosító mennyiségben Dy-, Mo- és Nahaloid és adott esc tben TI- és/vagy Li-halóid adalék van, a kisűlőedény fényáteresztő burában van elhelyezve, melybe az árambevezetők a bura egyik vagy mindkét végén vannak bevezetve. Az EP 0049545 szabdalná iratból olyan fémhalogénlámpa ismerhető meg, melyben ritka földfémként prazeodimium, ncomidium és lutécium, valamint nátrium, higany és nemesgáz van, ahol a ritka földfém és fi nátrium mólaránya 1:1—1:20 tartományban van, a higany mennyisége a kisiilőcsőbcn 2—100 mg/cm3 között van, ésa ritkaföldfém/nátrium arány és a higany mennyisége a lámpa névleges teljesítményével fordítottan arányos. A leírás 12, illetve 11 pélája szerint Ra —66—71 értékúáltalános színvisszaadási index volt elérhető 3515 K, illetve 3440 K színhőmérséklet mellett. A DE-OS 25 19 377 szabadalmi leírás szerint a 4500 K alatti színhőmérséklet ritkaföldfém-haloíd, alkáli-, földalkáli- és talliumhalogcnid adalékolásával, valamint kék szűrő alkalmazásával érik el. Kék szűrőként ónjodidot alkalmaznak, melyet adalékként visznek be a töltetbe, a kék szűrőt bevonatként viszik fel a kisülőcsőre, vagy beleadják a kisülőcső, illetve a külső bura anyagába. Ennél a megoldásnál jelentős problémát okoz az ón alkal mazása a kisülőtérben ívbeszűkítő hatása miatt. A beszűkült ív, különösen hosszabb működés után megtámadhatja a kisülőedény falát és megrövidítheti a lámpa élettartamát. A leírásban példaként ismertetett lámpában diszprózium, nátriumjodid, talliumjodid és ón »valamint higanyjodid, továbbá bróm van. Működés során nátrium ionok diffundálnak ki a kisülőedényből a kvarcfalon keresztül, balogénfclcslcgct hagyva a kisülőedényben. Ez további ívbeszűkülést eredményez, ami a lámpa kialvási tulajdonságait is rontja. A beszűkült ív káros hatásának kompenzálására az ismertetés szerint elektródstabilizált ívet használnak, azaz kisméretű rövid kisülőcsövet alkalmaznak. Ennek viszont az a hátránya, hogy a nagy faltcrhclés és a fokozott feketedés miatt lerövidül a lámpa hasznos élettartama. Ennek ellensúlyozására bróraot alkalmaznak, ami viszont az elektródok fokozott korrózióját eredményezi. Hasonló jellegű problémák léphetnek fel a DE-OS 26 55 167 számú szabadalmi leírásban ismertetett nagynyomású fémhalogénlámpánál is, melyben szintén ón- és nátriurphalogenidet használnak az alacsony színhőmérséklct elérésére. A példaképpeni megvalósításnál 3000 K korrelált színhőmérséklet mellett Ra*=75 általános színvisszaadási indexet sikerült elérni. Díszprózíum, hohnium, tullium, tallíum, nátrium, higany és jód tartalmú lámpát ismertetnek Dobrusskin és mások egy publikációban [Technisch-Wissenschftlichc Abhandlungen der Osram-Gesellschaft, 12 kötet (1986) p: 11—30], A cikkben arra a következtetésre jutnak, hogy mclcgfchér szín ritkaföldfém adalékkal nem valósítható meg, mert a szükséges nagy faltcrhclés miatt azéleKartam nagyon rövid lenne. Mivel változatlanul tényleges igény áll fenn alacsony színhőmérsékletű jó színvisszaadású fémhalogénlámpára, minél hosszabb élettartam mellett, a fenti negatív irodalmi ismertetések ellenére találmányi célkitűzésünkké tettük ilyen lámpák kifejlesztését. A megoldás keresése során arra a felismerésre jutottunk, hogy a kisülőcsőbe adalékolt diszprózium-, holmium-, valamint nátrium-halóid, elsősorban jodid arányának megfelelő megválasztásával, külön kék szűrő, vagy nagy faltcrhclés nélkül is megvalósítható a 3000—4000 K alacsony korrelált színhőmérséklet jó színvisszaadás mellett, anélkül, hogy az élettartamot megrövidítenénk a magasabb színhőmérsékletű lámpákhoz viszonyítva. Azt állapítottuk meg, hogy nagyobb nátrium-haloid/ritkaföldfémhaloid mólarány alacsonyabb színhőmérsékletet és valamivel roszszabh színvisszaadást, míg a kisebb mólarány magasabb színhőmérsékletet és jobb színvisszaadást eredményez. Az adalékolt talliumjodid mennyiségének változtatásával a látnpa színe minden esetben hasonlóvá volt tehető a Planck-sugárzó színéhez. Céziumjodid adagolásával a ritkaföldfém adalékok ívbeszűkítő hatása csökkenthető volt még akkor is, amikor a hosszú égetés után a lámpa nátriumveszteség következtében fellépő halogénfclcslcge további ívbcszűkülést eredményezett volna. Fenti fel ismerésünket alkalmaztuk a találmány szerinti fémhalogénlámpában. A találmány tárgya tehát alacsony színhőmérsékletű, jó színvisszaadású nagynyomású fémhalogénlámpa, melynek magas olvadáspontú, fényátercsztő, előnyösen kvarcüveg kisülőedényc és legalább két főclektródja van, melyek a kisülőedény egyik végébe, vagy átellenes végeibe vannak beforrasztva, a kisülőedényben indítógázként nemesgáz(ok), puffergázként lúganytöltés és működési állapotban telítettséget biztosító mennyiségben Dy-, Ho- és Na-haloid és adott cselben TI- és/vagy Cs- és/vagy Li-lialoid adalék van, a kisülőedény fényá tercsztő burában van elhelyezve, melybe az árambevezetők a bura egyik vagy mindkét végén vannak bevezetve. A találmány szerinti férnhalogénlámpát az jellemzi, hogy a kisülőedényben levő Dy- és Ho-haloid együttes mólaránya a Na-huloidhoz viszonyítva 1:1—1:4 között van, továbbá, hogy a kisülőesőben levő fémhálóid adalékok fémjodidok. Találmányi leírásunkat rajzmelléklettel egészítjük ki, melyben olyan példaképpeni fémhalogénlámpa kiviteli formákat mutatunk be, melyek különösen alkalmasak a talállmány megvalósítására. A rajzmclléklct az alábbi ábrákat tartalmazza: 1. ábra. A találmány szerinti 250 W-os, két végén fejelt fémhalogénlámpa vázlata. 2. ábra. Mint 1. ábra, de 150 W-os kivitelben. Az 1. ábra szerinti kiviteli alaknál az 1 kvarcüveg kisülőedény a 2 külső kvarcburában helyezkedik el. Az 1 kvarcüveg kisülőedény két végébe van belapftva a 3, ill. 3’ elektród, mely vagy tiszta volfrám, vagy 1—3% tóriumoxiddal van aktiválva, vagy 1—3% diszprózium+holmiumoxiddal van aktiválva. A 4, ill. 4* lapításban az 5, ill. 5’ Mo-fólía biztosítja a vákuumzárást. Az áram hozzávczclését a 6, ill. 6’ Mo-huzal végzi. A 2 külső kvarcbura maradékgázainak megkötését és a vákuum fenntartását a 7 cirkónium-alumínium getter biztosítja. A 2 külső kvarcbura 8, ill. 8’ lapftásában helyezkedik cl a 9, ill. 9’ Mo-fólia, melyhez az áram hozzávezetését a 10, ill. 10’ Mo-huzal végzi. A 8, ill. 8' lapításokra van kötőanyaggal rögzítve a 11, ill. 11’ kerámiafej. A 10,ill. 10’ Mo-huzal a 12, ill. 12’ csatlakozóhoz van hegesztve, mely biztosítja a lámpa csatlakoztatását a hálózathoz. Az 1 kvarcüveg ki5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
