202013. lajstromszámú szabadalom • Impulzusüzemű nemesgáz kisülőlámpa
1 HU 202013 B 2 dugószerűen kialakított alumínium-oxid kerámia lezáró elemek vannak, továbbá az árambevezetők, melyek hőtágulási együtthatóban az alumínium-oxid kerámiához illeszkedő anyagból vannak, a lezáró elemekhez, a lezáró elemek pedig a kisülőcsőhöz kötőanyaggal vannak vákuumzáróan rögzítve. A nagynyomású nátriumlámpák gyártásából is ismert zománc kötőanyag alapanyaga alumínium-oxid, melyhez még háromértékű fémek oxidjai, esetleg alkáliföldfém-oxidok is kerülhetnek adalékként, miáltal a zománc olvadáspontban és hőtágulási együtthatóban a követelmények számára megfelelővé válik. Árambevezető céljára termikus tulajdonságai révén alkalmas lehet a niób és annak ötvözetei, vagy tan - tál és ötvözetei, vagy más, pl. vasalapú ötvözet. Az árambevezetőt különösen nagyobb teljesítmények esetén célszerű több huzalból kialakítani, és a lezáró elemen keresztül több párhuzamos ág formájában átvezetni, mely ágak a kisülőcsövön kívül és belül ismét egyesülnek. Ha a teljesítmény, illetőleg a csúcsáram indokolja, célszerű lehet a többágú árambcvezető helyett egyetlen csövet alkalmazni, amely a lezáró elemen van átvezetve. A kisülőcső végeinek korábban említett lezárási módja lehetőséget nyújt az elektródok (anód, katód) aszimmetrikus kialakítására, miáltal csökkenthető a kisülőcsőben kialakuló lökéshullámok kedevezőtlen hatása. Az elektródokat célszerű úgy elhelyezni, hogy azok a kisülőcsőbe oly mértékben nyúljanak be, hogy a két elektródcsúcs közötti távolság fele kisebb legyen, mint a két csővég távolságának 0,35-szöröse és ugyanakkor aszimmetrikusan legyenek elhelyezve úgy, hogy a két elektród közötti távolság felezőpontja és a két csővég közötti felezőpont egymástól legalább a két csővég közötti távolság 0,03-ával legyen eltolva. Találmányunkat részletesebben kiviteli példák kapcsán ábrák segítségével mutatjuk be, melyek a következők: 1. ábra: A találmány szerinti gázkisülő fényforrás egy kiviteli alakja. 2. ábra: A találmány szerinti gázkisülő fényforrás külső burába helyezett kiviteli alakja. Felhasználási terület, teljesítmény és egyéb különleges igények (spektrum jellege) alapján más-más nemesgáz töltetű (xenon, kripton, argon, neon, illetve hélium) impulzusüzemű gázkisülő fényforrások készíthetők. A konstrukciós kialakítást azonban a gázminőség nem befolyásolja, a méret természetesen teljesítményfüggő. Az 1. ábra szerinti kialakítás külső bura nélküli, amíg a 2. ábra szerinti külső burás impulzusüzemű gázkisülő fényforrást mutat. Külső bura alkalmazása ott célszerű, ahol a nagyobb lámpateljesítmény miatt a csővégek 200-300 °C-nál magasabb hőmérsékletre kerülnek, vagy ott, ahol a környezet légtere nedves. Példaképpen ismertetünk egy impulzusszerű üzemeltetésre szolgáló 500 W-os impulzusenergiájú, 1500 V névleges egyenfeszültségű nemesgáztöltésű találmány szerinti gázkisülő lámpát és annak előállítását. Az I. ábrán bemutatott 1 kisülőcső 80 mm hosszúságú, 4,8 mm belső átmérőjű, 0,6 mm falvastagságú alumínium-oxid kerámiacső. A dugószerűen kialakított 2 és 3 alumínium-oxid kerámia véglezáró elemek tartják az elektródszerelvényeket, azaz a 4 anódot és az 5 katódot és a helyzetüket meghatározó 6, illetve 7 árambevezetőket. A 6 és 7 árambevezetők anyaga nióbhuzal 1% cirkon tártál ómmal, átmérője 0,7 mm. A 4 anódot 7 mm hosszú és kb. 0,7 g-os, a kátédhoz képest kb. kétszeres tömegű aktiválatlan volf rám tömb, esetleg aktiválatlan volfrámból tekercselt, az 5 kálódhoz hasonló kialakítású, de célszerűen kb. kétszeres tömegű henger alakú tömb képezi. Az 5 katód aktivált volf rám, tekercselt henger alakban. A 6 és 7 ár am bevezetők hosszát az határozza meg, hogy az 5 katód csúcsa 21,5 mm, a 4 anód csúcsa 15,5 mm távolságra legyen a hozzájuk közelebb eső csővégtől, azaz köztük 43 mm-es csúcstávolság jöjjön létre, amelynek felezőpontja tengelyirányban 3 mm-es távolságra el van tolva a csővégek közötti távolság felezőpontjától. A kisülőtest egyes darabjait alumínium-oxid és földalkáli-oxid keverékből készített 1620 K olvadáspontú forrasztózománc rögzíti egymáshoz és egyben gáztömeg fém-kerámia és kerámia-kerámia kötést is hoz létre köztük. A 4 anód, illetve 5 katód teste tompa hegesztéssel csatlakozik 6 és 7 árambevezetőkhöz. A 2. ábra szerinti megoldásnál fenti kialakítású kisülőtest a 8 és 9 tartóbordák segítségével a célszerűen I bar körüli nyomású argont tartalmazó 10 boroszilikát külső burában helyezkedik el és a 11 Edison menetes E27 szabványos jelzésű lámpafejet alkalmazzuk az elektromos csatlakoztatáshoz. Fenti impulzusüzemű kisülőlámpa gyártása során az összeforrasztandó alkatrészeket és a közelükben elhelyezett sajtolt zománcpor forraszkarikákat vákuumban vagy védőgázban felhevítjük, az olvadás kezdete előtt beadagoljuk a megfelelő nyomású töltőgázt, példánk esetében xenont, a csővégeket a zománc olvadáspontja fölé melegítjük, majd lehűtjük az így beforrasztott kisülőtesteket. Példánk esetében a szobahőmérsékletre lehűlt kisülőtestben a xenongáz nyomása 300 millibar. A 2. ábra szerinti megoldásnál a kisülőtest 6,7 árambevezetőit a 8 és 9 tartóbordákhoz hegeszt jük és bef orr ászt juk 10 boroszilikát külső burába, melyet a fényforrásiparban ismert szokásos eljárással leszivattyúzunk, gázzal töltjük és ellátjuk 11 Edison menetes E27 szabványos jelzésű lámpafejjel. A kisülőtest az 1. ábrától kissé eltérő módon is megvalósítható, amennyiben egyik vagy mindkét végén az árambevezető nióbhuzal helyett nióbesövet forrasztunk be. Ez esetben a beforrasztási és gáztöltési művelet szétválasztható egymástól. Az említett, ún. szívócsöves kivitel viszonylag nagynyomású gáztöltés esetén előnyös. A következőkben ismertetjük egy fotopolimerizációs célra szolgáló, ultraibolya sugárzást kibocsátó villanólámpa fő paramétereit. Az 1. ábrának megfelelő felépítésű kisülőtest hossza 85 mm, belső átmérője 8 mm, az anód és katód közötti csúcstávolság 46 mm, a csúcstávolság felezőpontja 3,5 mm-nyire tengelyirányban eltolódik a csővégek közötti távolság felezőpontjától. A kisülőtest 160 mbar nyomású xenongázt és telített gőznyomást biztosító higanymennyiséget tartalmaz. Egyéb szerkezeti részletei és előállítása megfelel az előbbiekben előadottaknak. A leírtakhoz hasonló technológiával készülhetnek má$ méretű és nemesgáztöltésű találmány szerinti lámpák. Ugyanakkor természetesen más technológiával is gyárthatók olyan lámpák, melyek a találmány oltalmi körébe tartoznak. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
