194443. lajstromszámú szabadalom • Nagynyomású fém-halogenid kisülési lámpa fényáteresztő kerámia anyagú ívcsővel és eljárás a lámpa előállítására
1 194.443 2 arra van szükség, hogy az üveges tömítést gondosan szabályozott hevítési menetrend szerint melegítsük. Ezt úgy kell megtervezni, hogy az üveges tömítést legalább 1125, illetve 1200 °C-ig fölmenő hőmérsékletnek tesszük ki. Úgy találtuk, hogy az átalakulás mértéke akkor maximális, ha a hőmérséklet 1150 ± i 25 °C, és amikor a tömítés teljesen kristályos szerkezetűvé vált, akkor egyes tömítések lágyulás nélkül kibírnak 1300-1360 C hőmérsékletet is. Az ilyen tömítéseket a leírásban gyorsan formált, magas lágyulási hőmérsékletű tömítéseknek nevezzük. Az ilyen típusú tömítés ezért a legnagyobb mértékben alkalmas fém-halogenid kisülési lámpában való alkalmazásra, amelyben az ívcső végein a hőmérséklet 1000 °C körül van. A találmányt a továbbiakban kiviteli példák kapcsán, a mellékelt rajzok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábrán egy találmány szerint kialakított végzáró szerelvény látható, a 2. ábra vázlatosan bemutatja a találmány szerint kialakított végzáró szerelvényt a kisülési ívcső végével együtt, a 3. ábra a találmány szerinti eljárásban az üveges tömítés létrehozására használt fűtési menetrend diagramja, a 4. ábra az üveges tömítésnek a találmány szerinti kristályos tömítéssé alakításához használt fűtési menetrend diagramja, az 5. ábra egy olyan fűtési menetrend diagramja, amely egyetlen lépésben alkalmas kristályos tömítés létrehozására, a 6. ábra egy végén folyamatosan leszűkített ívcsövet mutat, amelynek csak az egyik vége van a találmány szerint tömítve, és a 7. ábra a találmány szerinti nagynyomású fém-halogenid kisülési lámpa nézeti képét mutatja. Az 1. ábrán egy 10 végzáró szerelvény látható, amelynek villamos vezető cermet 11 zárótagja van, amelybe villamos vezető 12 és 13 huzalok vannak beágyazva. A 12 huzal áram hozzávetésként, a 13 huzal 14 elektród tartószáraként van kialakítva. Az üveg vagy frit 15 tömítés, amely 20 tömeg% Al2 03, 28 tömeg% MgO és 52 tömegé Si02 összetételű, polivinilacetáttal vagy más alkalmas kötőanyaggal együtt gyűrűalakra van sajtolva. Ez a kötőanyag később a hevítéskor a levegőbe távozik. A 15 tömítés rásül a cermet 11 zárótagra az előolvasztás folyamán, ami az 55.049 számú EP szabadalmi leírásban ismertetetthez hasonlóan történik. Más változatban a tömítő keverék tisztítása, a nem kívánatos gázok és egyéb anyagok eltávolítása céljából vákuumban történő hevítéssel történhet. A 15 tömítés megolvasztása a nem ábrázolt ívcsővel együtt is történhet. A cermet anyagú 10 végzáró szerelvényt lazán egy üres polikristályos alumíniumoxid 17 ívcső felső 16 végére helyezzük a 2. ábra szerint, azaz eddig semmiféle töltetet nem viszünk a 17 ívcsőbe. A 17 ívcső 16 és 19 végét előzőleg ismert módon úgy alakítottuk ki, hogy a 17 ívcsőbe kerámikus tömítő elemet szintereltünk, amely 17 ívcsővel monolitikus szerkezetet képez. Harang alakú 18 búrát helyezünk a cermet 11 zárótagból és a 17 ívcsőből álló laza együttes fölé. Ezután a harang alakú 18 bórában vákuumot létesítünk vagy megtöltjük nemesgázzal, pl. argonnal. A cermelt 11 záró tagot ezután W nyomóerő alkalmazásával a helyére toljuk, mint azt a nyilak jelzik, ami elérhető egyszerű súllyal vagy rugóval terhelt szerkezettel vagy azzal egyenértékű más eszközzel, pl. csőrugóval. Ezután a az együttest pl. rádiófrekvenciás fűtéssel a harang alakú 18 búrán belül kb. 1500 °C hőmérsékletre melegítjük megközelítőleg 75 s alatt a 3. ábrán látható menetrend szerint. Ez biztosítja, hogy az üveg 15 tömítés legalább 1350 C-ra melegszik, ami szükséges az üveg tömítés létrehozásához. A kialakított tömítést ezután hirtelen lehűtjük a hőfonás eltávolításával, és hagyjuk természetes úton kihűlni. A kisülési 17 ívcsövet az üveges tömítéssel tömített teljes cermet 10 végzáró szerelvénnyel együtt megfordítjuk és beletesszük a kiválasztott fém-halogenid adagot. Ez az adag a 17 ívcső térfogatának 1 cm3-éré vonatkoztatva 6,4 mg nátrium-jodidot, 1,4 mg tallium-bromidot, 0,43 mg higany-jodidot, 0,21 mg indiumot és 5—30 mg higanyt tartalmaz, és természetesen a járulékos nemesgázt, argont 1,33-400 mbar nyomásnak megfelelő mennyiségben az indítás megkönnyítésére. Megfelelő fém-halogenidek az ón-, nátrium-, indium- és tallium-jodid, -klorid és -bromid. Más fém-halogenidek is használhatók, feltéve, hogy vegyileg öszszeférhetők a kerámia 17 ívcső anyagával. A jelen találmány szerinti kompakt 17 ívcsöveknél, azaz olyan 17 ívcsöveknél, amelyek teljes hossza nem nagyobb 30 mm-nél, lefelé egészen 20 mm-ig, ívrése 5-8 mm, de legfeljebb 10 mm, és ívcső átmérője 7,35 mm, a töltet mindössze 11 — 12 mm-nyire van a tömítési folyamatban használt fűtőkészüléktől, ami természetesen lényegesen súlyosbítja az illékonyság problémáját. Amint a töltetet behelyeztük a 17 ívcsőbe, a cermet 10 végzáró szerelvényt a 15 tömítéssel együtt a 17 ívcső alsó 19 végének a tetejére helyezzük. Az alsó végtömítést, azaz a végső tömítést ezután úgy készítjük el, hogy először a felső vég üvegtömítésének elkészítésénél fentebb leírt eljárást alkalmazva az alsó 19 vég tömítése, tehát a végső üveges tömítés is elkészíthető 75 s alatt. Ez a tömítési idő üveges tömítés esetére rendkívül rövid. Nem tartalmazza a lehülési időt, és ezért közvetlenül összehasonlítható azzal a 4 perces tömítési idővel, amit az 55.049 számú EP szabadalmi leírásban ismertettek. Ez a rendkívül rövid tömítési idő lehetővé teszi, hogy a töltetet eredményesen tömítsük a 17 ívcsövön belül a töltetnek az illékonyság miatti elvesztése nélkül, jóllehet a fűtőkészülék igen közel van. Bár úgy gondoljuk, hogy a jelen találmány előnye elsősorban annak a gyorsaságnak tulajdonítható, amellyel a végső tömítést készítjük, mégis alkalmazható valamilyen hőcsökkentés, hogy elősegítsük a folyamatot. Ezután a végső tömítés teljes elkészítése céljából az üveges tömítést magas lágyulási hőmérsékletű kristályos tömítéssé alakítjuk át úgy, hogy a 4. ábrán látható menetrend szerinti további hőkezelést alkalmazzuk. Alapvető követelmény, hogy az üveges tömítést vagy tömítéseket legalább 1125 c-ra hevítsük, de ez fölmehet 1200 °C-ig is. Ebben a példában a cermet 11 zárótag felső részén mért hőmérsékletet, azaz a zárórész hőmérsékletét 1300 °C-ig emeltük és így elértük a tömítésnél a szükséges hőmérsékletet. Az a speciális hevítési menetrend, amelyet az átalakításhoz használtunk, a 4. ábrán látható. Minthogy az átalakítás igen gyorsan történik, mégpedig a teljes fűtési menetrend 60 s idejéből az utolsó 10 s alatt, az illékony töltet nem szökik meg, bár a tömítés anyagát az átalakítás folyamán viszonylag lágy üveges állapotig hevítjük. Minthogy az üveges állapotból kristályos állapotba történő tényleges átalakulás, amint megfigyeltük, a hevítési menetrend 60 s idejéből az utolsó 10 s alatt 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
