183784. lajstromszámú szabadalom • Elektródszerelvény nagynyomású gázkisüléses fényforrások kerámiából készült kisülőedényeihez
1 183 784 2 A találmány tárgya elektródszerelvény nagynyomású gázkisüléses fényforrások kerámiából készült kisülőedényeihez. Az elmúlt két évtizedben ipari méretekben megvalósult az olyan nagynyomású gázkisüléses fényforrások gyártása, melyek kisülőedényei a töltőanyag kémiai agresszivitása és/vagy a magas üzemi hőmérséklet miatt fényáteresztő kerámiából készülnek, mivel az ilyen célra régebben alkalmazott kvarcüveg nem bírja az igénybevételt. A leggyakrabban alkalmazott kerámiaanyag a polikristályos vagy egykristály alumíniumoxid. Az ilyen kisülőcsövek konstrukciójánál az egyik legnagyobb nehézséget a kisülőcső végének hermetikus lezárása és az árambevezetők megvalósítása jelenti. A nehézség abból adódik, hogy mind az alkalmazott kötőanyagoknak, mind pedig a bevezetők fém-anyagának egyrészt illeszkednie kell a kerámia hőtágulási együtthatójához, másrészt pedig ellenállónak kell lennie a töltőanyaggal szemben. A véglezárások egyik ismert családjánál a kerámiacsövet annak végéhez illesztett, lényegében azonos anyagú kerámiából készült, dugó- vagy sapka-kiképzésű kerámia záróelem zárja le és ezen halad keresztül a bevezető fém. Utóbbinak anyaga leggyakrabban nióbium cső vagy huzal. A 178 836 lajstromszámú magyar szabadalmi bejelentés szerint erre a célra vékony molibdén-szálakból készült sodrat is használható. A kerámia záróelemet alkalmas üvegzománccal hermetikusan rögzítik egyrészt a rajta áthaladó bevezető fémhez, másrészt a kerámiacsőhöz. A bevezető fémen keresztül természetesen csak korlátozott áramsűrűségű áram vezethető be, mert különben az áthaladó áram által fejlesztett Joule-hő a bevezető megengedhetetlen túlmelegedését idézné elő. Ezért nagyobb áramok esetén nagyobb keresztmetszetű bevezetőket kell alkalmazni, ez azonban egyre növekvő nehézségekkel jár, mert a hőtágulási együttható illesztése sohasem tökéletes. Ennek kiküszöbölésére a 178 836 lajstromszámú magyar szabadalmi leírásban ismertetett megoldás szerint nagyobb áramok bevezetése esetén célszerű egyetlen, nagyobb átmérőjű fém-bevezető helyett több, elektromos szempontból egymással párhuzamosan kapcsolt bevezetőt elhelyezni a kerámia záróelemben. Az említett magyar szabadalmi leírásban olyan megoldást ismertetnek, melyben az elektromos szempontból egymással párhuzamosan kapcsolt két árambevezető egyeüen U alakban meghajlított huzaldarabból készül. Az U alakú huzal vízszintes részéhez ponthegesztéssel van hozzárögzítve az elektród-szár. Az U alakú huzal párhuzamos szárait, a tulajdonképpeni árambevezetőket üvegzománc kötések rögzítik hermetikusan a kerámia záróelembe. Az ilyen elektród szerelvény a gyakorlatban jól bevált, alkalmazása során azonban két kisebb hátránya mutatkozott meg. Az egyik hátrány abból adódik, hogy a viszonylag nagy tömegű elektród az elektród-szárra merőleges irányú gyorsulás esetén, — amilyen pl. a lámpa szállításakor felléphet — a hegesztési ponton meglehetősen nagy forgatónyomaték alakul ki, ami az elektród-szárra merőleges tengely körüli elmozduláshoz, súlyosabb esetben, ha a hegesztés nem elég szilárd, annak teljes elválásához vezethet. A szóbanforgó elektród-szerelvény másik hátránya akkor mutatkozik meg, ha előállítását automatizálni kívánjuk. Ehhez ugyanis az U alakban meghajlított huzalt olyan szűk mérettűréssel kell előállítani, hogy az pontosan bevezethető legyen a kerámia-záróelem nyílásaiba, vagy megfelelő bevezető mechanizmust kell kialakítani. Egyik feladat sem megoldhatatlan, de bármelyiket választjuk is, az jelentősen növeli mind a kétségeket, mind a meghibásodások lehetőségét. Találmányunk célja ennek a két hátránynak a kiköszöbölése. Találmányunk szerint a kitűzött célt az elektródszerelvény olyan kialakításával érjük el, melyet az jellemez, hogy az egyes árambevezetők mindegyike külön darabból készül és ezek az elektród-szárhoz annak tengelye mentén külön-külön helyeken vannak hozzáhegesztve. A továbbiakban találmányunkat részletesen ismertetjük és az ismertetéshez rajzmellékletet csatolunk, melyen az 1. ábra: két, egymással elektromos a szempontból párhuzamosan kapcsolt bevezetőt felhasználó, eddig alkalmazott elektród-szerelvény metszetrajza, a 2. ábra: az 1. ábra szerinti elektród-szerelvény nézete az 1. ábra síkjához viszonyítva 90-kal elforgatott irányból tekintve, a 3. ábra: a találmány szerinti elektród-szerelvény metszetrajza, a 4. ábra: a találmány szerinti elektródszerelvény nézete a 3. ábra síkjához viszonyítva 90°-kal elforgatott irányból nézve. Az 1. ábrán látható, hogy az 1 kerámia záróelem nyílásain átvezető 2 és 3 árambevezető egyetlen U alakban meghaj - lított darabból készül, melyhez a 6 elektród-szár a 7 ponthegesztéssel van hozzárögzítve. A 2 és 3 árambevezetőt 4 és 5 üvegzománc kötés rögzíti hermetikusan az 1 kerámia záróelemhez. A 2 és 3 árambevezető külső (a 6 elektródszárral ellenkező oldalon lévő) végének elektromos összekötése tetszőleges módon, esetleg a tulajdonképpeni kisülőcső (égőtest) elkészülte után történik. A 2. ábrán ugyanezen elektród-szerelvény látható 90-kal elforgatott irányból. A találmányunkat megvalósító két áram bevezetős elektródszerelvényt a 3. és a 4. ábra mutatja. Látható, hogy a 8 és 9 árambevezetők különálló darabokat képeznek, így bevezetésük az 1 kerámia záróelem megfelelő nyílásaiba minden nehézség nélkül elvégezhető; az ábra szerinti hajlítások elvégzése ezt követően történik. Ezután hozzuk létre a 10 ill. 11 hegesztéseket célszerűen ponthegesztéseket a 6 elektród-szár és a 8, ill. 9 árambevezető között. A 4 és 5 üvegzománc kötéseket ugyanúgy állítjuk elő, mint az 1. ábra szerinti ismert megoldásnál, mint ahogy az a nagynyomású nátriumlámpák gyártásánál általában szokásos. Nyilvánvaló, hogy a 10 és 11 hegesztések térbeli ekülönítése nagymértékben lecsökkenti az egyes hegesztésekre hatófbrgatónyomatékot. Kísérleti vizsgálatok is megerősítették, hogy a találmány szerinti elektród-szerelvény alkalmazása esetén, a lámpákra adott olyan maximális gyorsulások, melyek a lámpa másféle sérülését még nem idézik elő, mérhető elektródelmozdulást nem okoznak. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
