181782. lajstromszámú szabadalom • Kisülőedény nagynyomású nátriumgőzlámpákhoz
5 181782 6 szerepel, szolgáltatni tudja az adott előtét-áramkör és tápfeszültség, valamint a kisülés jelleggörbéje által meghatározott áramot. Tegyük fel most, hogy valamilyen oknál fogva megváltozik, pl. megnő az elektród kilépési munkája, ami azt jelenti, hogy a szükséges elektronemisszió eléréséhez magasabb ív-talpponti hőmérséklet és/vagy nagyobb kiterjedésű ív-talppont szükséges; erről az ív a katódot érő ionbombázás megnövelésével automatikusan gondoskodik. Szívócsöves rendszernél ez szükségszerűen maga után vonja a hidegpont hőmérsékletének és ezáltal a fémadalékok gőznyomásának emelkedését. A gőznyomás emelkedése viszont megnöveli a kisülőedény égésfeszültségét (az ívkisülés jelleggörbéje eltolódik), a tápfeszültségből, mely állandó, több esik a kisülőedényre, kevesebb az előtét-áramkörre és emiatt, bár a felvett teljesítmény növekszik, csökkenni fog a kisülés áram-szükséglete, amihez már alacsonyabb ív-talpponti hőmérséklet és/vagy kisebb kiterjedésű ív-talppont is elegendő. Láthatjuk, hogy bizonyos értelemben önmagát gyengítő hatású, negatív visszacsatolásos jellegű folyamatról van szó. Ez a visszacsatolás a jelenlegi szívócső-nélküli rendszerekben is működik, csak — az elektród és a hidegpont közötti hőkontaktus már említett gyöngesége következtében — kisebb mértékben. Fokozottan lép viszont előtérbe egy másik visszacsatolás, ti. a hidegpont hőmérsékletének a kisülés plazmahőmérsékletétől való függése, mivel a hidegpont ezekben a rendszerekben „látja” a kisülést, az utóbbiból kisugárzott energia közvetlenül melegíti a fémadalékok olvadékának felszínét. Ha most megint feltételezzük, hogy megnő a kisülőedény égésfeszültsége, ezáltal megnő a plazma felvett és ennek megfelelően a kisugárzott teljesítménye is, ami — a plazma és a fém-adalékok olvadékának felszíne közötti sugárzásos hőátadás következtében — megemeli a gőznyomást, amitől viszont tovább nő az égésfeszültség. Láthatjuk, hogy ez a folyamat egy lényegében pozitív jellegű visszacsatolás. A kétféle — negatív és pozitív - visszacsatolás relatív súlya attól függ, hogy a fém-adalékok olvadékának hőmérsékletét illetően egymáshoz képest mennyire meghatározó szerepű az elektród illetve a plazma hőmérséklete. Különösképpen érvényesülhet a pozitív visszacsatolási folyamat a nióbium-huzal árambevezetővel készült szívócső-nélküli rendszerekben, lévén itt az elektród és a hidegpont közötti hőkontaktus különösen csekély. Nyilvánvaló, hogy a pozitív visszacsatolás következtében fokozottabban kifejezésre jut, úgyszólván felerősödik bármiféle instabilitás a kisülőedényben. A találmányunk tárgyát képező nagynyomású nátriumgőzlámpa-kisülőedények egy harmadik meghibásodási mechanizmusa abból adódik, hogy az ismert konstrukciók jelentős részében megvan a lehetősége annak, hogy a kisülőedényben levő adalékok kondenzált fázisa úgy helyezkedik el, hogy közvetlen elektromos összeköttetésben van valamelyik árambevezetővel. Ez a lehetőség üzemi állapotban is fennáll, de különösképpen, amikor a lámpa fémes adalékanyagainak legnagyobb része kondenzált (ebben az esetben szilárd) állapotban van. Ez a jelenség azért káros, mert a nátrium és ötvözetei meglehetősen alacsony elektron-kilépési munkájú anyagok lévén, ha ezek az anyagok kondenzált állapotban fémes összeköttetésben kerülnek valamelyik árambevezetővel, könnyen létrejöhetnek olyan körülmények, amelyek között az ívkisülés talppontja nem az erre a célra szolgáló elektródon, hanem a kondenzált adalék-fázis felületén ül meg. Ez azután különböző kedvezőtlen következményekkel jár, mint a nagymértékű lokális felmelegedés, a nátrium fogyását okozó kémiai reakciók felgyorsulása, az elektromos és fénytani paraméterek megváltozása és végső fokon a kisülőedény idő előtti tönkremenetele. Meg kell jegyeznünk, hogy a szakirodalomban ta-, lálkozunk olyan szerkezeti megoldásokkal, amelyek az előbbiekben ismertetett meghibásodási mechanizmusok egyikének vagy másikának a csökkentését célozza. így a 1 465 212 lajstromszámú angol szabadalmi leírás felismeri az üvegzománc és a kondenzált fázisú adalékanyag közötti kémiai reakció káros voltát és ezért az árambevezető és a kisülőedény fala között egy körgyűrű alakú bemélyedés kiképzését ajánlja a kisülőedény végét lezáró dugóban, amely hivatva volna tartalmazni a nem gőz-állapotú adalékot. Ez az elrendezés — bár ezt a szóban forgó találmányi leírás nem említi - még azzal az előnnyel is járna, hogy kondenzált adalék és az árambevezető között csökken az elektromos összeköttetés létrejöttének lehetősége. Ez az elrendezés azonban semmit nem tesz az előzőekben ismertetett „pozitív visszacsatolás” megakadályozására, az olvadék változatlanul „látja” az ívkisülést. Az elrendezés egy további hibája, hogy reális méretű kisülőedényekben, tekintettel az olvadt fémek nagy felületi feszültségére, igen nehéz elérni, hogy a szükségszerűen kis szélességű bemélyedésben helyezkedjék el a kisülőedény kívánt működéséhez szükséges mennyiségű adalék. Ez utóbbi hibán bizonyos mértékig segít az elrendezésnek a szóban forgó találmányi leírásban említett olyan módosítása, amelyben a körgyűrű alakú bemélyedés egészen a kerámia-csőig kiér; ilyenkor azonban a dugó és a cső közötti kötés érintkezik az adalék-ötvözet olvadékával és ezért ott a kötést nem lehet üvegzománccal létrehozni. A szóban forgó leírás ún. aktív fémes forrasztást ajánl, de ennek elvégzése bonyolult, költséges, és a tapasztalat szerint az így kapott kötés megbízhatósága gyakran nem kielégítő. A bevezetőben ismertetett meghibásodási mechanizmusok közül egy másiknak, az ív-talppont az árambevezető közelében való kialakulásának a kiküszöbölését célozza az 1 414 442. lajstromszámú angol szabadalom. Ez ugyancsak a kerámia dugóban kialakított hideg-kamrát ír le, amelyet azonban most egy kerámiából kialakított árnyékoló választ el az elektród egy részétől. Ez a megoldás, bár csökkenti az ív-talppontnak az olvadékon való kialakulási lehetőségét és bizonyos mértékig — bár a leírás ezt nem említi — a plazma sugárzó tere és az olvadék közötti termikus csatolást is, viszont nem küszöböli ki az árambevezető beforrasztásához alkalmazott üvegzománc és az adalék olvadéka közötti érintkezést. Ennek az érintkezésnek káros mivoltát egyáltalán nem is említi. Ez az érintkezés a szóban forgó 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
