FI57853B - Elektrisk gasurladdningslampa - Google Patents

Description

Ι. ^— .Ι Γ_, KUULUTUSJULKAISU r n n c -7 vary w WuTLAecNiNessicmM· 578 5 3

JpS (45) ^ ^ (51) K*.ik3/»**.a.3 H 01 J 61/48 SUOMI—FINLAND (21) Pwnttlhikwm»—Pwinamdtatai 750713 (22) HakwniipVvt—AiNfiknlnekic 12.03.75 (FI) (23) ANwplUvi—GlMghttadag 12.03.75 (41) Tulhit JulkMui — MMt ofltatilg l6.09-75

Pwtentd-)· reklsterlhsllltus (44) NthtAvtksJpanon ia kiiiiLJtitkaJam pvm. —

Pmnl· och njiitiritynlNn AmMcm uthgd och utukrtfton pvMcand 30.06.80 (32)(33)(31) Idetty «tuolt·**—Begird priorfMt 15.03.7*+

Hollanti-Holiand(NL) 7*+03*+67 (71) N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven, Hollanti-Holland(NL) ^ (72) Lambertus Wilhelmus Johannes Menders, Eindhoven, Hollanti-Holland(NL) (7¾) Qy Kolster Ab (5¾) Sähkökaasupurkauslamppu - Elektrisk gasurladdningslampa

Keksintö liittyy sähkökaasupurkauslamppuun, jossa kaasupurkauksen säteile-mä energia muutetaan valonläpäieevällä kannattimella olevan loisteaineen avulla säteilyksi spektrin näkyvässä osassa. Keksintö liittyy erityisesti kaasupurkaus-lamppuihin, joissa purkaus aikaansaadaan elohopeahöyrytilassa ja jotka voivat olla pien- tai suurpaineisia elohopeahöyrylamppuja. Edellisissä lampputyypeissä loiste-^ aine sijaitsee yleensä itse purkaustilan seinämän sisäpinnalla; jälkimmäisissä loisteaine sijaiteee tavallisesti kuvulla, joka sulkee sisälleen itse purkausputken.

Jotta saavutettaisiin tällaisten suuren valotehon omaa vien lamppujen mää-" rätty, haluttu värintoisto, on jo ehdotettu erilaisten loiste aineiden sekoitta mista keskenään tai niiden sijoittamista kannattimelle päällekkäisinä kerroksina.

Amerikkalaisen patenttiselityksen 3,602,758 mukaisesti menetelmä alkaa halutusta väripisteestä (värikoordinaatistossa), jonka voi saavuttaa määrätyllä valoteholla ja värintoistolla yhden kerroksen avulla, joka sisältää loisteaineiden seoksen. Sikäli kuin tähän tavoitteeseen voi päästä kalliimpien ja halvempien loisteaineiden seoksella mainitun patenttiselityksen mukaan on saavutettavissa säästö käyttämällä päällekkäisiä kerroksia, jolloin suoraan kannattimella olevan kerroksen aine on halvempi kuin lähempänä purkausta olevan kerroksen tai kerrosten aine, koska on huomattu, että tällöin tarvitaan pienempi määrä kalliimpaa ainetta kuin jos kaikki aineet sekoitetaan yhdeksi kerrokseksi. Erilliset kerrokset kehittävät 57853 yhdessä valon, jolla on haluttu väripiste, mutta eri kerroksista tulevan valon väripisteet ovat tietenkin erilaiset. Tämä on suuri haitta, koska käytännössä on todettu, että lamppujen valmistuksessa on kerrosten paksuus, varsinkin purkaukseen päin olevan kerroksen pakeuus, pidettävä hyvin ahtaiden rajojen sisällä, koska eri kerroksista tulevien säteilyjen väripisteiden vaihdellessa pieninkin muutos tämän kerroksen paksuudessa, joka kerros on kustannussyistä tehtävä mahdollisimman ohueksi, mutta jonka on silti muutettava suurin osa purkaussäteilystä valoksi, saa aikaan väripisteen ja lampun värintoiston huomattavan muutoksen. On selvää, että tällaiset vaatimukset eivät ole hyväksyttäviä massatuotannossa, koska ne tekisivät valmistukeen kalliiksi mm. siksi, että lamppujen valmistuksen kaikki vaiheet on tarkastettava perusteellisesti.

Jos on mahdollista saavuttaa erittäin hyvän värintoiston ja suuren valotehon suotava yhdistelmä ainoastaan käyttämällä kalliita loisteaineita, niin oleellista säästöä ei saavuteta lainkaan käyttämällä amerikkalaisen patenttiseli-tyksen 3,602,758 periaatetta, sillä kaikki tällaiset aineet ovat kalliita, ja sen pienen säästön, joka voidaan saavuttaa sijoittamalla vähiten kallis aine erillisenä kerroksena kauemmaksi purkauksesta, tekee ainakin osaksi mitättömäksi tällaisen lisäkerroksen sijoittamiseen liittyvä lisäkustannus. Monissa tapauksissa ai jopa halvempaa sekoittaa kaikki loisteaineet yhteen ja sijoittaa ne kaikki yhtenä kerroksena.

Keksinnön mukaisessa sähkökaasupurkauslampussa on loisteseula, joka sisältää valonläpäisevän kannattimen, jolla sijaitsevat kaksi päällekkäistä loisteker-rosta, jotka molemmat säteilevät valoa, kun purkauksen säteily herättää ne, ja joista lähempänä purkausta oleva kerros on loisteainetta, joka on painoyksikköä kohden kalliimpi kuin toisen loistekerroksen aine, ja lamppu tunnetaan siitä, että 3.5 kerrosten säteilemän valon väripisteiden ero on alle CIE-yksikköä, jossa p edustaa sitä osaa koko säteilymäärästä, joka lähtee purkauksesta ja tulee muutetuksi valoksi, jonka muuttaa lähempänä purkausta oleva loistekerros, ja p on arvojen 0,80 ja 0,99 väliltä.

Edellä mainitut CIE-yksiköt julkaistiin Pariisissa vuonna 1961+ Wienissä vuonna 1963 pidetyn CIE-kongressin selonteossa.

Edellä mainittu tapaus, että kaikki loisteaineet, joita tarvitaan tyydyttävää värintoistoa ja suurta valotehoa varten, ovat kalliita, koskee esim. lamppuja, joissa purkauksen lähellä oleva kerros koostuu kolmen aineen seoksesta, joita aineita aktivoivat harvinaiset maametallit ja joiden viivasäteily on vastaavasti 1*30-1*90 nanometriä, 520-565 nanometriä ja 590-630 nanometriä.

3 57853

Kun käytetään keksinnölle tunnusomaista periaatetta, voidaan suuresti pienentää kaikkien näiden kalliiden loisteaineiden määriä menettämättä valoa ja värintoiston pysyessä tyydyttävänä, kuten osoitetaan jäljempänä esimerkkeihin viitaten. Eräs ehto on kuitenkin edellisen kuvauksen mukaisesti, että koko valoksi muutetun säteilyn määrästä muuttaa lähempänä purkausta oleva kerros ainakin 80 % ja enintään 99 %. Jos tämän kerroksen suorittama osuus on alle 80 %, on pienellä poikkeamalla tästä arvosta verraten suuri vaikutus lampun säteilemän valon värin-toistooni jos kerroksen suorittama osuus on yli 99 %» on säästö liian pieni. Parhaana pidetty osuus on yli 90 %.

Keksintöä kuvataan nyt lähemmin viitaten esimerkkeihin sekä piirustukseen, joka näyttää kaaviomaisesti keksinnön mukaisen, pienpaineisen elohopeahöyrylampun.

Kuviossa viitenumero 1 osoittaa purkauslampun seinämää. Purkaustilassa on elektrodit 2 ja 3· Purkauksen saavat aikaan nämä elektrodit purkaustilassa, " joka on täytetty elohopeahöyryllä ja yhdellä tai useammalla jalokaasulla, mikä on tavallista tällaisissa lampuissa. Lampun seinämän 1 sisäpinta on peitetty kahdella päällekkäisellä loistekerroksella 1+ ja 5.

Kuten on tunnettua, saadaan sopivilla jännitteillä aikaan purkaus kuvatun lampun purkaustilassa, joka purkaus lähettää suurelta osin ultraviolettisäteilyä, varsinkin 25U nm:n aallonpituudella. Tämä säteily herättää loisteaineet kerroksissa k ja 5· Riippuen näiden aineiden luonteesta kumpikin kerros lähettää säteilyn, jolla on määrätty kirjoenergian jakaantuminen ja määrätty väripiste, ja lampun antama säteily on kerrosten U ja 5 säteilyjen summa.

Keksinnön periaatteen mukaisesti kerros U koostuu loisteaineesta tai loiste-aineiden seoksesta, joka painoyksikköä kohden on halvempi kuin aine tai aineseos kerroksessa 5. Kahden kerroksen säteilyn veripisteet ovat erilaiset; ero on kuitenkin enintään“^p" CIE-yksikköä, kuten edellä mainittiin. Kerroksessa 5 tulee-vähintään 80 % ja'SBXntaan 99 % ultraviolettisäteilystä muutetuksi valoksi. Se osa ultraviolettisäteilystä, joka ei muutu tässä kerroksessa, muuttuu kerroksessa U oleellisesti kokonaan valoksi, jonka väripiste on sama tai hieman erilainen kuin kerroksen 5 antaman valon väripiste, Panemalla kerrokset ^ ja 5 päällekkäin voidaan kerros 5 tehdä ohuemmaksi kuin jos kerrosta k ei olisi, samalla kun valoteho pysyy oleellisesti samana. Tämä näkyy taulukossa I, jossa on U0 vatin viistovalolangmeea mitattuja lukuja.

/ 57853

* I I

Ή CM . \0 NO o o o o Ο Ή · - · · · · · · t

4*0 IA IA K\ CM IA UN CM

co co ao oo oooo c- W φ U Ό :3 β > -* •Η ^ ΙΛ in VO ON T- r- CM — k -EErcr E: E: oo o

!C0 d IA |A tA IA Hf hT

I "ti o 2 c wj d

3 CL· fi Pt p H

ε in Ό CM — ON ON 00 IA tT

d -h ph k © oo c- c- S* -*· 5

P- O ΙΑ (Λ fCN KN

« « a o »

® O M

MfiT-rH ΙΑ τ- 4A

Ή TO m -VO · · · O H O n · · 00 OON 00

W 1-4 JS OO O ON OON ON

Μ Φ Φ β Ο Ο Ο T-

fc> Φ 4* Ή Τ' r- w I I I

4» ο β n no

2 ^ Η B g I ο O O

*Β 3 d 3 »4» co Vi Vi Vi h n > +> on ο ο ο ο

Η Ή Vi d HÄ rl H

do 0 4» 0 4» d d d d .CM r4 m £ O jB4» -C 4-> + eh + d-t+e*H en en ,__, 3d '—».CO '"»äo 4---- 4-^-3--4 +^3·Η

+ < O N4 > rS o EM <0 -HM O OH O O -H O

vlb* 05 1 SR SR 3H ·*.>β «h «$SR .«SSR nM «< SR m M

äS LA o H Ή m OHO UN O H O Sr-On *OnHH »CnHH

SR SR h ιλ d v> t-uno> T-ir»d}»NOvovovoddvov£>dd _ LA O — M +> »— Hlw Ml—’ ·—> M ► w M >

n ΙΛ ^ Q) + CÖ *H + *H 4· 4 *H + H

Φ ^ to bO d bO M 4» bO ta04» (»O CO bOP bO b04-> +4· + (Q Sh PP 4-> n +> n B V β 4» 01 d bO HW OK KN Ä bOi \OÄ ΟΛ IA SS. «N SR o d T- VJ. O d θ’-» PR · UN · O «IA d ·ΙΑ·<0·ΙΛ·ΙΑ·<0·ΙΑ·(0

U O SR CO CO KN Sh CM ia (A Sh r- tA CASH LA CM CM CM IA Sh t-CMIASH

Ph n · ia jj> 3 LA IA CA^t-LAHj-LAHi· LA hT IA Ί- «3 n ® o n n no onnnn +»+»o oP o o o oo ooooo o m c Ή Ph f* Ph Ph Ph Ph Ph ή Ph Ph Ph h h Ο Ο ·Η n Ph J Ph Ph Ph Ph Ph OPhPhPh PhPh o o d M φ X n o o v o» m φ φ φ ® ®

h* M P. P»>M M M M M M M P-»M MM MM

§ O

p, ·.

Εβ »— CM IA Hf IA VO f d ►3

_ M M M M M

fi oo o o ooo äiooo o o oo o

Ρϊ.·η 4» O O O O OO O

EpOOO O O OO O

φ }φ H · » * · · ·» ·»

»-B >· Pi -»f »ci hj- nr |A IA IA

5 57853

Taulukossa I: A on loisteaine, jonka kaava on Ba. „Eut+,Me A1 ,0 0,9 0 tl"»2 16 27 * B on loisteaine, jonka kaava e» Οβ^+^ΤΙ>0 ^M^Al^O^·, C on loisteaine, jonka kaava on Y Eu+*+ 0 .

1,95 0,05 3

Taulukossa numerot 1 ja 5 osoittavat vertailulamppuja, joiden rakenne ei ole keksinnön mukainen.

Lamppujen 2,3 ja h vertailu vertailulamppuun 1 osoittaa, että 100 käyttö-tunnin jälkeen ei ole oleellista eroa valotehossa, väripistekoordinaatoissa ja värintoistosea. Lamput 2,3 ja U sisältävät kuitenkin huomattavasti vähemmän kalliita aineita A,B ja C.

Lamppujen 6 ja 7 vertailu vertailulamppuun 5 antaa samanlaisen kuvan.

Vain Ra-arvo on pienentynyt huomattavasti lampussa 7. Kuitenkin on käytetty vain 1,1 g aineiden A, B ja C seosta, mistä seuraa suuri kustannussäästö. Muuntoker— " toimen p arvo on siten hyvin pieni tässä hyvin ohuessa kerroksessa, nimittäin 0,80. Lampussa U on p:n arvo noin .0,87·

Seuraava taulukko antaa kuvan valotehon muutoksesta kerrospaksuuden funktiona lampussa, jossa on vain yksi kerros, joka sisältää seoksen 6 % A, 25 % B ja 69 % C.

Taulukko II

Kerroksen paino suhteellinen valoteho 5,3 100 U,1 99,I* 3,2 91,k 2,6 95,5 2,1 92,0 ^ Taulukon II ja taulukoi I arvojen vertailu osoittaa selvästi, että keksin nön mukaisissa lampuissa ei tapahdu valon menetystä, joka seuraisi kerroksen paksuuden pienennyksestä yksikerroslampussa, mikä tietenkin tekisi myös lampun halvemmaksi, tai sitä tapahtuu vain huomattavasti pienemmässä määrin·

Eri kerrosten sijoitus keksinnön mukaisissa lampuissa voi tapahtua aivan tavanomaiseen tapaan, esim. sekoittamalla ko. loisteaineet sideaineeseen, kuten etyyliselluloosaan tai nitroselluloosaan, butyyliasetaatin tai muun liuottimen liuoksessa, peittämällä putken seinämä tällä suspensiolla sekä kuivaamalla ja kuumentamalla sideaineen poistamiseksi.

Vaikka edellä on esimerkkinä pienpaine-elohopeahöyrypurkauslamppu, voi keksinnön periaatteen soveltaa ilman tärkeitä muunnoksia muihin lamppuihin, esim. suurpaine-elohopeahöyrypurkauslamppuihin.

Claims (3)

6 57853 Patenttivaatimukset.

1. Sähkökaasupurkauslamppu, jossa on loisteseula, joka sisältää valonläpäisevän kannattimen, jolle on pantu kaksi päällekkäistä loisteainekerrosta, jotka molemmat säteilevät valoa, kun purkauksesta lähtevä säteily herättää ne, ja joista lähempänä purkausta oleva kerros koostuu loisteaineesta, joka on painoyksikköä kohden kalliimpi kuin toisen loistekerroksen aine, tunnettu siitä, että 3,5 kerrosten lähettämän valon kromaattisuuspisteiden ero on alle ]_p CIE-yksikköä, jossa p edustaa sitä osaa purkauksesta lähtevästä ja valoksi muutetusta säteilyn kokonaismäärästä, jonka muuttaa lähempänä purkausta oleva loistekerros, ja p on - arvojen 0,80 ja 0,99 väliltä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkökaasupurkauslamppu, tunnettu siitä, että kauempana purkauksesta oleva loistekerros koostuu yhdestä tai useammasta kalsiumin ja/tai strontiumin halofosfaatista, jonka aktivoi antimoni ja/tai mangaani, ja lähempänä purkausta oleva kerros koostuu kolmen loisteaineen seoksesta, joita aineita aktivoivat harvinaiset maametallit ja joiden viivasäteilyt ovat vastaavasti 1*30—1*90 nanometriä, 520-565 nanometriä ja 590-630 nanometriä.

3· Patenttivaatimuksen 2 mukainen sähkökaasupurkauslamppu, tunnettu siitä, että lähempänä purkausta oleva kerros koostuu seoksesta, jossa on kolmiarvoisen europiumin aktivoimaa ytriumoksidia, kolmiarvoisen terbiumin aktivoimaa serium-magnesiumaluminaattia ja kaksiarvoisen europiumin aktivoimaa bariummagnesiumalu-minaattia.