186725. lajstromszámú szabadalom • Nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa
i 186 725 2 A találmány tárgya nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa xenont és nátriumot tartalmazó, körhenger alakú kisülési csövei, amely kisülési cső mindkét végénél el van látva egy belső elektródával, és benne 5 P xenon > P nátrium 3,3- 104 fá 5 - 104 fé' 1,25 < 6, ahol Pxenon a kisülési csőben lévő xenon Pa-ban mért nyomása 300 K hőmérsékleten, Pniinum pedig a kisü- 10 lési csőben lévő nátriumgőz üzemi nyomása Paban. Ilyen típusú nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpát ismertetnek pl. a 3 248 590 sz. amerikai szabadalmi leírásban. Ennek a lámpának egy kiviteli alakjában csak a xenon szerepe! puffer gázként. Az, ilyen ismert típusú lámpák kisülési csövének viszonylag nagy - 6 mm — a belső átmérője. Mint azt a későbbiekben tárgyaljuk, ez hátrányos körülmény. A fénykibocsátási hatásfokot pl. lumen per wattban kifejezve a fentiekben említett típusú lámpa esetén többek között a lámpa működése esetén a kisülési csőben mért xenon gáznyomás, a kisülési cső falának anyaga és falvastagsága befolyásolják. Figyelembe véve a nátrium korróziós jellegű hatását, a fal anyagaként gyakran használnak alumíniumoxidot. Viszonylag nagy belső átmérőjű kisülési cső esetén — mint az említett, ismert típusú lámpánál is - a maximális xenon-nyomás igen kicsi. A nagy xenon-nyomás nagy belső átmérőjű kisülési cső esetén vagy azt idézi elő, hogy a kisülési cső mechanikailag túl gyenge, vagy - nagyobb falvastagságot alkalmazva - a kisülési cső falában nagyobb fényelnyelési veszteségeket okoz. A lámpa üzeme során a xenon-nyomás természetesen függ a kisülési cső adott működési feltételek mellett K-ben mért átlagos Tb hőmérsékletétől is. Ezért ha pl. a nyomás 300 K esetén - azaz szobahőmérsékleten - x Pa, akkor a xenon nyomása üzemi körülmények között közelítőleg x ■ Pa. Körülbelül 2400 K tipikus hőmérsékletet feltételezve a xenon nyomása a lámpa üzemi körülményei között közelítőleg 8x Pa. A találmány megalkotásakor az volt a célunk, hogy olyan említett típusú nátriumgőz kisülési lámpát hozzunk létre, amelyben a xenon nyomás viszonylag magas értékű, ugyanakkor a lámpa kisülési csöve mechanikailag megfelelően erős és a lámpa nagy fénykibocsátási hatásfokú. A találmány tehát nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa xenont és nátriumot tartalmazó, körhengeralakú kisülési csővel, amely kisülési cső mindkét végénél e! van látva egy belső elektródával, és amely kisülési csőben 15 20 25 30 35 40 45 50 55 P xenon 60 ahol Pxenon a kisülési csőben lévő xenon Pa-ban mért nyomása 300 K hőmérsékleten, Pnátrium pedig a kisülési csőben lévő nátrium gőz üzemi nyomása Paban, és az jellemzi, hogy 65 továbbá 1 < d < 5, és P*cn0R > 4 - 104, ahol d a kisülési cső belső átmérője mm-ben. A találmány szerinti nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa előnye az, hogy abban az esetben, ha a kisülési cső konstrukciója - a kis belső átmérő választásának következményeképpen - mechanikailag elég erős, a fénykibocsátási hatásfok is jó, mivel nagyobb nyomás alkalmazható. Abban az esetben azonban, ha a kisülési cső belső átmérője kisebb, mint 1 mm, fellép az a hátrány, hogy a kisülési cső hőveszteségei olyan nagyok lesznek, hogy a fénykibocsátási hatásfok elfogadhatatlanul kicsi lesz. Meg kell jegyeznünk, hogy abban az esetben, ha a nátriumgőz nyomása a specifikált tartomány Fölé esik, akkor a kisülési cső által kibocsátott fény spektrális összetétele túlságosan eltávolodik az elérni kívánt spektrális fénykibocsátási hatásfok görbétől, és így a kisülési cső fénykibocsátási hatásfoka a kívánttal ellentétes értelemben változik. Akkor viszont, ha a nátriumgőz nyomás a specifikált tartomány alá esik, a kisülési csőben végbemenő kisülés hatékonysága nagy xenon-nyomás esetén jelentősen csökken. Ha a kisülési cső belső átmérőjére vonatkozóan a korábban említett maximális 5 mm-ből indulunk ki, akkor a belső átmérőt 5 mm alá csökkentve az úgynevezett hővezetési veszteségek nőnek. Ha azonban a találmánynak megfelelően a kisülési csőben a xenon nyomást nagy értékűre választjuk, a hővezetési veszteségek csökkennek. Következésképpen a kisülési cső belső átmérőjének kisebbre választása magasabb xenon puffer gáznyomást tesz lehetővé és kívánatossá. A korábban említett hővezetési veszteségek kisüléskori csökkenése a xenon gáz hozzáadásával a xenon rossz hővezető képessége miatt következik be. Amennyiben a xenon-nyomás 300 K hőmérsékleten több, mint hatszorosa a kisülési csőben lévő nátriumgőz üzemi nyomásának, ami azt jelenti, hogy a kisülési csőben üzemi feltételek között mért xenon-nyomás több, mint ötvenszerese a nátriumgőz nyomásának, az a hátrány adódik, hogy a lámpa begyújtási feszültsége elfogadhatatlanul magas lesz, amit nem kompenzál a fénykibocsátási hatásfok növekedése. Meg kell jegyeznünk, hogy xenonnal és nátriummal töltött kisülési csövű nagynyomású nátriumgőz kisülési lámpa, amelyben üzemi feltételek mellett a xenon nyomása nagyobb, mint a nátrium nyomása, önmagában ismert a 7 500 551 számú közzétett holland szabadalmi bejelentés leírásából. Azonban ez a lámpa azzal a hátránnyal rendelkezik, hogy a kisülési cső belső átmérője viszonylag 2
