193860. lajstromszámú szabadalom • Interferencia szűrővel ellátott villamos lámpa
1 193860 A találmány tárgya villamos lámpa, amelynek vákuumtömören lezárt üvegből lévő burája van, a bura Si02 tartalma legalább 95 tömeg%, a burafalán árambevezetők nyúlnak keresztül a bura belsejében elhelyezett villamos eszközökhöz, a bura interferencia szűrővel van bevonva, amely váltakozva, főleg Si02-ből és főleg fém-dioxidból áll. Ilyen leírás ismeretes a 2 103 830 számú GB szabadalmi leírásból. Az interferencia szűrő jelenléte következtében a lámpa által kisugárzott spektrum eltér az ilyen szűrő nélküli lámpáétól. A szűrő alkalmazható izzólámpánál, az infravörös sugárzás visszaveréséhez; ily módon a lámpa hőveszteségei csökkenek, és a lámpa hatásfoka jobb lesz. Egy további lehetőség abban van, hogy a szűrő adott hultámmhosszúságú fényt visszaver, aminek következtében a lámpa színes fényt bocsát ki. A szűrő alkalmazható továbbá például fémhalogén kisülő lámpáknál is, például az infravörös sugárzás visszaveréséhez. Interferencia szűrővel ellátott izzólámpák régóta ismeretesek. Például a 4 017 758 számú US szabadalmi leírás bemutat és leírt egy kvarcüveg lámpaburájú izzólámpát, amely egy külső burával van körülzárva, és a lámpa burája, valamint a külső bura közötti védőtérben egy interferencia szűrő van elhelyezve. A külső bunának a jelenléte azonban hátrányos, mivel az az előállított fényt járulékosan visszaveri, aminek következtében az kevésbé koncentrálható. További hátrány, hogy a külső bura a lámpát nagyobb térfogatúvá teszi, aminek következtében a lámpa világítóteste sokkal nagyobb helyet igényel, és az így előállított fény szintén kevésbé könnyen koncentrálható. Az előbb említett 2 103 830 számú GB szabadalmi leírásban ismertetett lámpa egy izzólámpa, amelynek az az előnye, hogy az interferencia szűrő közvetlenül a lámpa burájának a felületén van elhelyezve. Ily módon egy a szűrőt hordozó külső bura elhagyható. Az interferencia szűrő Si02 és Ta205-ből álló rétegek váltakozásából van előállítva. A szilícium-dioxidnak kicsi a törésmutatója és nagy a kémiai és fizikai stabilitása. Ez látszik azoknál az üvegeknél, amelyeknek az Si02 tartalma 95 tömeg% vagy ennél nagyobb, és amely üvegeket halogén izzólámpák burájához, valamint kisülő lámpákhoz használnak. A tantál-pentoxidnak viszonylag nagy a törésmutatója (n=2,13). A Ta205-nek azonban az a hátránya, hogy fizikai és kémiai stabilitása korlátozott. Már mintegy 30 ■ perces, 800°C hőmérsékletű hő hatására a Ta205 a szűrőben kristályosodik, és polikristályos ß-Ta2Os lesz belőle. Ez azt eredményezi, hogy a szűrő részben szétszórja a kibocsátott fényt, ezáltal lecsökkenti a koncentrálás lehetőségét, továbbá szétszór’ja a visszavert sugárzást. A szűrőben egy infravörös sugárzást visszaverő szűrő van, és egy izzólámpában kevesebb infravörös sugárzás jut vissza az izzószálra a szétszórt reflexió következtében. Ily módon ez a szűrő kisebb mértékben javítja a hatásfokot, mint javítaná abban az esetben, ha a Ta205 réteg nem kristályosodna. A tantál-pentoxidnak továbbá az a hátránya, hogy a lámpa működése közben a benne alkalmazott szűrőkomponensként mechanikai feszültségeket hoz létre, amely feszültségek a szűrőben repedésekét idéznek elő. Ezek a repedések egy mintázatban láthatók is. A Ta205 további hátránya, hogy magas hőmérsékleten megszürkül, ami a fényáteresztő képességet csökkenti. Oxigén hiányában, amint az egy kisülő lámpa külső burájában fenn is áll, a szürkülés nagyobb mértékű, mint levegőn. Jóllehet, egy külső burával rendelkező kisülő lámpában szintén fontos lehet, hogy az interferencia szűrő közvetlenül a lámpa buráján (a kisülőcsövön) legyen kialakítva, mivel a szűrő által viszszavert sugárzás kevésbé reflektálódik, mielőtt az a kisülésre visszatér. A találmány elé célul tűztük ki egy interferencia szűrővel ellátott olyan lámpának a kidolgozását, amelyben az interferencia szűrőnek nagy a fizikai és kémiai stabilitása. A kitűzött célt a bevezetőben körülírt lámpával a találmány szerint úgy értük el, hogy a fém-oxid nióbium-pentoxid. A nióbium-pentoxid nagyon alkalmasnak bizonyult interferencia szűrő alkotójaként történő alkalmazásra, közvetlenül a lámpa burájának a falán, amely burának magas a Si02 tartalma, mint például a kvarcüvegnek, mivel annak magas a fizikai és kémiai stabilitása, még magas hőmérsékleten is, mint példá.ul 800°C-on. Ez fennáll mind izzólámpák és különösen halogén izzólámpák esetén, amelyeknek a töltése semleges gáz és hidrogén-bromid, valamint olyan kisülő lámpák esetén, mint például nagynyomású higanygőz kisülő lámpa, amelynek a gáztöltése fémhalogént is tartalmazhat. A kisülő lámpák buráját egy zárt, külső bura is körül szokta venni, amelynek belsejében vagy vákuum van, vagy semleges gáz (keverék) van jelen, mint például nitrogén. A találmány szerinti lámpák ismételt ki- és bekapcsolását követően nem volt megfigyelhető az interferencia szűrőn repedezés. Láthatóan a nióbium-pentoxid nem, vagy gyakorlatilag nem hoz létre a szűrőben mechanikai feszültségeket. A szűrő optikai tulajdonságai változatlanok maradtak. A nióbium-pentoxid előnyös tulajdonsága, hogy fajlagos tömege kicsi, aminek következtében viszonylag kis kezdeti tömegre van szükség ebből az anyagból a szűrő előállításához, és a kis mennyiségű kezdeti anyag 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
