202013. lajstromszámú szabadalom • Impulzusüzemű nemesgáz kisülőlámpa
1 HU 202013 B 2 A találmány tárgya impulzusüzemű nemesgáz kisülőlámpa, melyben a két végén lezárt kisülőcső belsejében egymással szemben két elektród, an ód és katód van, melyek árambevezetőhöz vannak csatlakoztatva, és az an ód tömege a katód tömegének legalább kétszerese, és a kisülőcső gáztöltésként kizárólag nemesgáz(oka)t, de adott esetben higanyt is tartalmaz, 10 millibarnál nagyobb nyomásértékben. A találmány szerinti impulzusüzemű nemesgáz kisülőlámpa elsősorban a fényképezés, a lézergerjesztés, légi és vízi közlekedés, fotokémia területén, valamint stroboszkópokban nyerhet alkalmazást, főként nagyobb, legalább 100 J/crn fajlagos impulzusterhelések esetében, de ez alatt is ajánlatos lehet ott, ahol a megbízhatósági és hosszú élettartam igénye ezt indokolja. Ismeretes, hogy az ipar számos területén alkalmaznak impulzusszerűen üzemeltetett nemesgáztöltésű gázkisülő fényforrásokat (pl. fényképészet, autójavító ipar stb.). Az általánosan elterjedt impulzusszerűen üzemeltetett nemesgáztöltésű gázkisülő fényforrások üveg vagy kvarcüveg gázkisülő edénnyel készülnek úgy, hogy az edény méretre vágott csőanyagának végeibe egy-egy előüvegezett, illetve lapításra alkalmassá tett elektródszerelvényt forrasztanak, illetve lapítanak be. A kis teljesítményű, fényképészeti célra használt, viszonylag kis villantási számmal működtetett ún. „flash” lámpáknál ez a kialakítás megfelelő. A tennék az ismert tömeggyártási módszerekkel állítható elő. Az impulzusszerű üzemmód okozta lökőhullámok azonban nagyobb teljesítmények esetében a fényforrás végeire jelentős mechanikai igénybevételt fejtenek ki, és ez az elektród erózióval együtt a fényfonások élettartamának csökkenését eredményezi. Számos eljárás ismeretes a fényfonások élettartamának növelésére. A DE 28 48 891 lajstromszámú szabadalmi leírás szerint a kisülőcső végeit síkfonasztással, fémlemez segítségével zárják le. Az US 4 315 187 lajstromszámú szabadalmi leírás szerint az elektródokra a gázkisülő csőtől adott távolságban védőlemezt rögzítenek. A DE-OS 32 27 280 lajstromszámú közzétételi irat szerűit a véglezárást üveg vagy üvegkerámiából készült tárcsa alkalmazásával korszerűsítik. Valamennyi megoldásnál a célkitűzés a fényfonás impulzusszerű üzemmódjából eredő hosszirányú lökéshullámoknak a gázkisülő cső végeitől való távol tartása, ületve a mechanikai szilárdság növelésére az ütközési hely anyagának célszerű megválasztása volt. Sok esetben azonban a nagy teljesítmény és megbízhatósági követelmények az ismert módszerekkel együtt nem teljesíthetők. A találmány célja olyan megoldás biztosítása, melynél a nagy teljesítményű, impulzusszerű üzemeltetés mellett is viszonylag nagy megbízhatóság és hosszú, a korábbiakhoz viszonyítva többszörös élettartam biztosítható a nemesgáztöltésű impulzusüzemű gázkisülő fényfonások számára. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy nagy teljesítményű, impulzusszerű üzemelésre szolgáló lámpakonstrukcióknál a kisülőcső feszültségmentes befonasztással és megfelelő szilárdságú alapanyaggal történő véglezárásán kívül gondoskodni kell a gázkisülőcső falának megfelelő szilárdságáról is, és a célra igen előnyösen alkalmazható a fényáteresztő tulajdonságú alumínium-oxid kerámiacső. Megjegyezzük, hogy az alumínium-oxid kerámiaanyagból készült kisülőcsövet eddig szinte kizárólag nagynyomású nátriumlámpáknál alkalmazták, ahol a nátrium jelenléte miatt üveg, ületve kvarcüveg nem használható, mivel azt átkristályosítaná. Megjegyezzük, hogy az alumínium-oxid, ületőleg a hozzá kialakított lezárási és árambevezetési módok esetünkben egészen más okból előnyösek, mint a nátriumlámpa esetében. Ott a fém nátriummal szembeni ellenálló képesség és a magas hőmérséklet határozza meg a konstrukciót. Nem magától értetődő, hogy impulzusüzem esetén ugyanezen anyagok és konstrukciók biztosítják az impulzusok által a kisülőcsőben és az áram bevezetőkön létrehozott mechanikus ütésekkel, és azok kifárasztó hatásával szemben mutatkozó fokozott ellenálló képességet. Találmányunk tárgya tehát impulzusüzemű nemesgáz kisülőlámpa, melyben a két végén lezárt kisülőcső belsejében egymással szemben két elektród, a nőd és katód van, melyek árambevezetőhöz vannak csatlakoztatva, és az anód tömege a katód tömegének legalább kétszerese, továbbá a gázkisülő cső gáztöltéskéat kizárólag nemesgáz(oka)t tartalmaz 10 millibarnál nagyobb nyomásértékben. Találmányunk kiterjed olyan impulzusüzemű nemesgáz kisülőlámpára is, mgty töltésként a nemesgázok mellett higanyt is tartalmaz. Á találmány szerinti impulzusüzemű nemesgáz kisülőlámpát az jellemzi, hogy a kisülőcső fala fényáteresztő alumínium-oxid kerámia és a kisülőcsőbe az elektródok oly mértékben nyúlnak be, hogy a két elektród, anód és katód közötti távolság fele kisebb, mint a két csővég távolságának 0,35-szorosa, ugyanakkor az elektródok a kisülőcsőben szimmetrikusan vannak elhelyezve úgy, hogy a két elektród közötti távolság felezőpontja és a két csővég közötti felezőpont egymáshoz képest legalább a két csővég közötti távolság 0,03-ával vannak eltolva. Ezeket a lámpákat a közvüágítási lámpákkal ellentétben, például a nátriumlámpákkal ellentétben úgy üzemeltetjük, hogy a katód- és az anódoldal meg van különböztetve. Mivel az anóddisszipáció nagyobb, mint a katóddisszipáció, az anódot a kálódnál nagyobbra választjuk. Az anód tömege a katócT tömegének célszerűen több mint kétszerese. Fotokémiai alkalmazások során előfordul, hogy ultraibolya-sugárzást kibocsátó nagy teljesítményű, impulzusszerűen üzemeltetett nemesgáztöltésű gázkisülő lámpára van szükség, amelynél a kibocsátott sugárzás hullámhosszát higanyadalékkal lehet az ul traibolya-tartomány felé eltolni. Kísérleteink azt mutatták, hogy a fényáteresztő alumínium-oxid kerámia az ultraibolya-sugárzást is átengedi. A taláhnány szerinti impulzusüzemű nemesgáz kisülőlámpa megbízhatóság és élettartam vonatkozásában sokszorosan felülmúlja az eddig elterjedt impulzusüzemű gázkisülő fényforrásokat. A megoldás lehetővé teszi a csőfal terhelésének növelését, ami nagy teljesítményű típusoknál előnyös méretcsökkenési lehetőséget eredményez. Előnyös megoldást ad és a kisülőcső végeinek nagyobb terhelhetőségét biztosítja, ha a kisülőcső végeinél a nagynyomású nátriumlámpáknál elterjedt 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
