182986. lajstromszámú szabadalom • Nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa
1 2 182 986 A találmány tárgya nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa, amelynek nátrium, higany és nemesgáz töltésű, hermefi.'. tsan lezárt kerámia kisülési csöve van, a kisülési cső falán árambevezetők nyúlnak be a kisülési csőben levő 'iektródákhoz, az elektródák szabad végei wolfram- 5 huzallal vannak betekerve, és a wolframhuzal menetei közötti üregek alkáliföldfémek oxidjaiból és wolframnak oxigénnel alkotott vegyületéből álló elektront emittáló anyaggal van kitöltve. Ennél a lámpánál a kisülési edény rendszerint polikristályos vagy monokristályos alumí- 10 niumoxidból van. Egy ilyen lámpát ismertet a 3 708 710 számú amerikai szabadalmi leírás. Az abban ismertetett lámpában alkalmazott elektront emittáló anyag bariumoxidot (B3O). kalciumoxidot (CaO) és wolframoxidot (W03) 15 tartalmaz, előnyösen olyan arányban, hogy az elektront emittáló anyag Ba2 CaW06 -ból áll. Azt találtuk, hogy ennél az elektront emittáló anyagnál a lámpa feszültsége az üzemórák számának növekedésével együtt nő olyan mértékben, hogy a lámpa az 20 elérhető hálózati feszültség mellett kialszik, még mielőtt az elektront emittáló anyag kimerült volna. Lámpa feszültségének ilyen növekedése, amely a lámpa élettartamának a végét jelenti, különösen olyan lámpáknál fordul elő, amelyeknek indítógázként neon és argon keveréke 25 van alkalmazva, és amely lámpáknál a higanynak a nátriumhoz való aránya nagy (például: higany : nátrium 3* 4/1 súlyarány). Ez a jelenség a 400 W alatti teljesítményű lámpa további teljesítményét megnöveli; akkor is, ha a lámpában a fent említett tényezők közül több 30 mint egy szerepet játszik. Megfigyelték, hogy a lámpa élettartamának végén a lámpa feszültségének megnövekedése következtében a kisülési edény erősen megfeketedett. A találmány elé célul tűztük ki egy, a bevezetőben 35 körülírt nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa kialakítását, amelynek az élettartama lényegesen hosszabb az ismert lámpákéhoz képest. A kitűzött célt a találmány szerinti nagy' nyomású nátriumgőz kisülési lámpával értük el, amelynek nát- 40 tium, higany és nemesgáz töltésű, hermetikusan lezárt kerámia kisülési csöve van, a kisülési cső falán árambevezetők nyúlnak be a kisülési csőben lévő elektródákhoz, ;tz elektródák szabad végei wolframhuzallal vannak betekerve, és a wolframhuzal menetei közötti üvegek alká- 45 liföldfémek oxidjaiból és wolframnak oxigénnel alkotott vegyületéből álló elektront emittáló anyaggal van kitöltve, melyre jellemző, hogy az elektront emittáló anyag stroncíumnak oxigénnel alkotott vegyületéből, és wolframnak oxigénnel alkotott vegyületéből áll, amelynek 50 mólaránya 3 : 1 és 50 :1 között van. A találmány szerinti lámpák 5000 órás működése után a lámpa feszültsége csak tíz volttal növekedett meg, és a kisülési cső feketedése éppen csak, hogy észrevehető volt. Ez egy rendkívül meglepő körülmény azok- 55 nál a lámpáknál, amelyeknél az elektront emittáló anyagban lévő alkáliföldfém kizárólag stroncium. Általános vélemény volt, hogy a bárium az az alapvető alkotórész, amely nagy' emisszióval rendelkező elektront emittáló anyag. Valójában a báriumnak csak nagyon kis szerepe 60 van. Megfigyeltük, hogy a kalcium nagyon fontos szerepet játszana, mint elektront emittáló anyag, mivel a kalciumoxidnak nagyon alacsony a gőznyomása, és így ez csak nagyon lassan távozik el az elektródáról. A stroncium azonban hatásosabb mint a bárium, mivel a 65 stronciumoxidnak nagyobb a gőznyomása, mint a kalciumoxidnak. Ily módon semmiképpen sem volt várható, hogy elektront emittáló anyagként kizárólag stronciummal mint alkáliföldfémmel ilyen lényegesen jobb eredményt lehessen elérni. Az elektront emittáló anyagot az elektródára különböző módon lehet felvinni. Például az elektródákat egy olyan szuszpenzióba lehet mártani, amelyben az elektront emittáló anyag például metanolba vagy n-butil acetátban van szuszpendáltatva, és amelyhez egy kötőanyag, például nitrocellulóz van adagolva. Az elektronemittáló anyagot az elektródán is ki lehet alakítani. Ebben aZ esetben az elektródára stroncium peroxid, stroncium hidroxid, stroncium karbonát vagy stroncium formiát szuszpenzióját, vagy valamilyen más stroncium sót viszünk fel, amely stroncium oxiddá alakul át, hevítés hatására. Stroncium vegyületek keveréke szuszpenzióját is alkalmazhatjuk. A szuszpendáló közeg elpárologtatása után a fölös mennyiségű anyagot az elektródáról könnyen eltávolíthatjuk. Az elektródát ezt követően melegítjük. Abban az esetben, ha oxidáló gázok szabadulnak fel, például, ha karbonátokat alkalmazunk, akkor széndioxid szabadulhat fel, és ekkor az elektródán lévő wolframhuzal menetei oxidálódnak; ily módon oxidálódott wolfram egyesül az elektront emit- 1 áló anyaggal. Azonban változatként az is lehetséges, hogy az alkalmazott szuszpenzióhoz wolframoxidot vagy wolframátot adunk. Az elektródák hevítése szokásosan 850—1350 °C között tíztől néhány tíz percig, például 3—50 percig tart, amelynek során az elektront emittáló anyagnak az elektródához való adhéziós kötése is létrejön azon túlmenően, hogy a stroncium vegyületekből kialakul a stronciumoxid. A találmány szerinti lámpa egy kiviteli alakját az alábbiakban ismertetjük részletesebben, a mellékelt rajzok segítségével, ahol az Lábra egy nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa aldalnézetét mutatja, és a 2. ábra egy nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa kisülési csövének egyik végén keresztül vett hosszmetszetét mutatja. Az 1. ábrán láthatóan a 3 kisülési cső a 4 és 5 árambevezetők között van az 1 burán belül elhelyezve, amely 1 burának 2 lámpafeje van. A 3 kisülési cső falán keresztül az áramot a nióbiumból lévő 6 és 7 hüvelyek vezetik be az elektródákhoz (az 1. ábrán nincsen feltüntetve). A nióbium 6 hüvelyen keresztül egy 5 árambevezető nyúlik be kis játékkal. A 6 hüvely és az 5 árambevezető közötti jó elektromos kapcsolatot egy 8 sodort vezeték biztosítja. Az 1 burán belül vákuum van, amelyet a 9 gyűrűről elpárologtatott bárium getter tart fenn. A 3 kisülési cső köré 10 huzal van tekerve, amely a 4 árambevezetőhöz egy 14 bimetáll kapcsolón keresztül csatlakozik. A 10 huzal egy segédelektródát alkot, amely elősegíti a lámpa begyújtását. Amint a 11 bimetáll kapcsoló a lámpa működésének következtében felmelegedett, a 10 huzal csatlakozása megszakad. A 2. ábrán látható módon a 3 kisülési cső alsó vége 15 kerámia-gyűrűvel van lezárva. A nióbium 6 hüvely keresztülnyúlik a 15 kerámiagyűrűn, amelyhez egy olvasztható 16 kötőanyaggal van csatlakoztatva. Awolframból lévő 17 elektróda wolframból lévő 18 huzallal van betekerve, és a 6 hüvelyhez van hegesztve. A 18 huzal me-
