HU176380B - Electric discharge tube,preferably high-pressure sodium vapour or metal halogen vapour lamp with outdoor applicability,with a device controlling the temperature distribution of the discharge space - Google Patents

Abstract

The end or ends of the discharge tube of a high pressure sodium or metallic halogenide vapour lamp, esp. one working in the free atmosphere, is (are) provided at the coldest point or points of the discharge chamber, with an axially displaceable, heat insulating sleeve of ceramic material or aluminium. The sleeve is filled with a heat insulating packing of ceramic wool. The difference between the highest and the lowest temp. of the tube wall is reduced to the min. The optimal cold spot temp is maintained and the vapour pressure is held constantly at a value ensures a good yield of light with a good colour. The lamp can be made smaller and since the vapour layer is reduced, the efficiency of the lamp is increased.

Description

A találmány tárgya olyan elektromos kisülési cső, elsősorban szabad levegőn is üzemeltethető nagynyomású nátriumgőzlámpa és fémhalogénlámpa, amelynek a kisülési tér hőfokeloszlása szabályozására a cső végeit tengelyirányban állíthatóan körülvevő kerámia, vagy alumínium burkolatú hőszigetelő gyűrűje van.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an electric discharge tube, especially a high pressure sodium vapor lamp and a metal halide lamp, which can be operated in the open air and has a ceramic or aluminum sheathing ring that can be axially adjustable around the ends of the tube.

Ismeretesek olyan elektromos kisülési csövek, amelyeknél a kisülés fémgőzökben, vagy fémsók gőzeiben történik. E lámpáknál a minél kedvezőbb ¹ fényhasznosítás vagy a jó színvisszaadás elérése végett a kisülési térben megfelelően nagy gőznyomásra van szükség. Ez a gőznyomás a kisülési térben levő ún. kisülési anyagoknak, pl. higanynak, ₁₅ nátriumnak, nátriumjodidnak stb. parciális nyomásaiból tevődik össze, de hogy a nyomás megfelelő legyen, ahhoz a kisülési tér leghidegebb zónájának, az ún. hidegkamrának kellő hőmérsékleten, az ún. „cold spots temperature”-n kell lennie. Ellenkező esetben a kisülési anyag a hidegkamrában lecsapódik.Electrical discharge tubes which discharge in metal vapors or in metal salt vapors are known. These lamps need a high vapor pressure in accordance with the discharge space in order to achieve a more favorable ^one luminous efficacy or good color reproduction. This vapor pressure is the so-called vapor pressure in the discharge chamber. discharge materials, e.g. mercury, sodium ₁₅ , sodium iodide, etc. it consists of partial pressures, but for proper pressure, the coldest zone of the discharge chamber, the so-called. at a temperature sufficient for a cold chamber, Must be at "cold spots temperature". Otherwise, the discharge material will condense in the cold chamber.

Ismert nagynyomású nátriumgőzlámpáknál a hidegkamra-hőmérséklet 650—700 C, amely jó fényhasznosítást tesz lehetővé, de a lámpa szín visszaadása nem kielégítő. A színvisszaadás javítása érdé- ⁵ kében a hidegkamrá hőmérsékletét kellene emelni, de ennek esetenként a kisülési cső kedvezőtlen hőeloszlása szab határt. Pl. ha a kisülési cső légtelenített üvegburában működik, akkor a kisülési cső legmelegebb zónáján annyira megemelkedhet a hő- ³⁰ mérséklet, hogy a bura anyaga azt már nem képes elviselni. Ezáltal a burára megengedett legnagyobb hőmérséklet a kedvezőtlen hőeloszlás miatt korlátozza a hidegkamra hőmérsékletét is.Known high-pressure sodium vapor lamps have a cold chamber temperature of 650-700 C, which allows good light utilization but the color rendering of the lamp is not satisfactory. Improving the color rendering interests Kebe ⁵ hidegkamrá the temperature should be increased, but this sometimes unfavorable discharge tube heat distribution limits. Eg. If the vessel operates Evacuated glass cover, the vessel may increase as the hottest zone of moderate heat ^{for 30} to cover the material has not been able to endure. Thus, the maximum temperature allowed on the bulb also limits the temperature of the cold chamber due to unfavorable heat distribution.

Ismeretesek olyan nagynyomású kisülési lámpák is, amelyek szabad levegőn is üzemeltethetők. Ilyen lámpát ír le pl. a 169 051 sz. magyar, a 2 177 714 sz. USA, továbbá a 3 821 587 sz. USA szabadalom. E lámpák üzemeltetése azért problematikus, mert a levegő hűtő hatása miatt nehézségbe ütközik az optimális hidegkamra-hőmérséklet szabályozása.Also known are high-pressure discharge lamps which can be operated in the open air. Such a lamp is described e.g. No. 169,051; Hungarian, No. 2,177,714. U.S. Pat. No. 3,821,587. US patent. The operation of these lamps is problematic because the cooling effect of the air makes it difficult to control the optimum cold chamber temperature.

Az idézett 2 177714 sz. USA szabadalomban leírt lámpa hőmérséklet-eloszlását a bura alakjával szabályozták úgy, hogy a bura átmérőjét középen nagyobbra méretezték, mint a végeken. E megoldásnak az a hátránya, hogy a kisülési plazmában keletkező fénynek viszonylag vastag gőzrétegen kell áthatolnia, ahol részben elnyelődik, miáltal csökken a lámpa hatásfoka ill. fényteljesítménye.The cited 2 177714. The temperature distribution of the lamp described in the US patent was controlled by the shape of the bulb such that the diameter of the bulb was larger at the center than at the ends. The disadvantage of this solution is that the light generated in the discharge plasma must pass through a relatively thick vapor layer, where it is partially absorbed, thereby reducing the efficiency of the lamp. light performance.

Más ismert megoldások szerint a hidegkamra hőmérsékletét tükrökkel, vagy a csővégek fehérre festésével emelik, csökkentve ezáltal a sugárzási veszteségeket. E módszerek hátránya, hogy csak vákuumban hatásosak.In other known embodiments, the temperature of the cold chamber is increased by mirrors or by painting the ends of the tube white, thereby reducing radiation losses. The disadvantage of these methods is that they are effective only in vacuum.

A találmány kialakítására és fenti hátrányok kiküszöbölésére az a felismerés vezetett, hogy ha a kisülési cső hidegkamra zónáját kerámia vagy alumínium burkolatú hőszigetelő gyűrűvel, célszerűen pl. kaolingyapottal vesszük körül, mégpedig úgy, a 2 kerámiacső külső átmérője: 9,5 mm hossza: 80 mm, a 11 hőszigetelő gyűrű anyaga: Morganite-gyapot, az ezt körülvevő a szilárd 12 burkolat hogy ez a hőszigetelő gyűrű a kisülési cső tengelye irányában eltolható legyen az optimális üzemi hőfok biztosítása érdekében, akkor ezáltal egy olyan hőszigetelő berendezéssel ellátott kerámia kisülési csövet hozunk létre, melynél minden eddig ismert 5 kisülési csővel szemben a kisülési cső burájának maximális és minimális hőmérséklete közötti különbség a legminimálisabbra redukálódik és az ún. hidegkamra hőmérséklete az optimális „cold spots temperature”-n tartható, miáltal nemcsak a kisülési 10 térben levő gőznyomás marad azon a szinten, melyen a jó színvisszaadás és a kedvező fényhasznosítás biztosítható, hanem a bura anyagának jobb kihasználásával a lámpa méreteit, elsősorban az átmérőjét is csökkenteni lehet, miáltal a gőzréteg 15 vastagsága is lecsökken, ami a kisülési plazmában keletkező fénynek a gőzrétegen történő áthatolása közbeni hatásfokveszteség csökkentését és a fényteljesítmény növekedését eredményezi.In order to formulate the present invention and to overcome the above disadvantages, it has been discovered that if the cold chamber zone of the discharge tube is provided with a ceramic or aluminum-coated thermal insulating ring, e.g. surrounded by kaolin wool, the outer diameter of the ceramic tube 2: 9.5 mm length: 80 mm, the material of the heat-insulating ring 11: Morganite wool, the solid casing 12 surrounding it so that this heat-insulating ring can be displaced in the direction of the discharge tube to provide the optimum operating temperature, a ceramic discharge tube with a thermal insulation device is formed in which the difference between the maximum and minimum temperature of the discharge vessel envelope is reduced to the minimum and so-called. the temperature of the cold chamber is kept at the optimum "cold spots temperature" so that not only the vapor pressure in the discharge space 10 is maintained at a level that ensures good color reproduction and favorable light utilization, but also better use of lamp material, can also be reduced, whereby the thickness of the vapor layer is reduced, resulting in a reduction in efficiency and increase in luminous efficacy during the passage of light from the discharge plasma through the vapor layer.

A találmányt az alábbi kiviteli példa és a csatolt 20 ábra alapján részletesen ismertetjük.The invention will be described in more detail with reference to the following exemplary embodiment and the accompanying Figure 20.

Az önmagában ismert, szabad levegőn is üzemeltethető 1 kisülési cső kisülési terét a 2 kerámiacső és ennek végeibe forrasztott 3 zárósapka által határolt tér képezi. Az elektromos kisülés a 3 25 zárósapkákba erősített 4 elektródák között megy végbe a kisülési térben levő anyagok, pl. nátrium gőzeiben. A kisülési tér legmelegebb zónája a kerámiacső 5 közepén, leghidegebb 6 zónája pedig a 2a csővégeknél, a kerámiacső és a 3 zárósapka 30 illeszkedése mentén van. E példaként felhozott 1 kisülési cső ismert és fontos része még a 3 zárósapkákhoz forrasztott 7 csőtoldalék, amelynek végét egy 8 zárótag zárja le. A csőtoldalék belső terében a 9 előkamrában célszerűen nemesgáz töl- 35 tés van, amelynek az a feladata, hogy az áthaladó 10 árambevezetőt megvédje az oxidációtól.The discharge space of the known open air discharge tube 1 is defined by the space delimited by the ceramic tube 2 and the end cap 3 soldered thereto. The electrical discharge takes place between the electrodes 4 attached to the end caps 3 25 in the discharge space, e.g. sodium vapors. The hottest zone of the discharge space is in the center 5 of the ceramic tube, and the coldest zone 6 is located at the ends of the tube 2a along the joint 30 of the ceramic tube and the cap 3. A known and important part of this example discharge tube 1 is a tube flange 7 soldered to the end caps 3, the end of which is sealed by a closure member 8. Inside the tubular flap, the prefabricated chamber 9 is preferably provided with a noble gas charge, the function of which is to protect the passageway 10 from oxidation.

A kisülési tér leghidegebb zónáját a jelen találmány szerinti 11 hőszigetelő gyűrű veszi körül. E célra pl. igen megfelelő az angol Morganite Ce- 40 ramic Fibres Ltd. cég kaowool nevű kerámiagyapotja, amely 1200 °C-ig tartósan üzemeltethető és kiváló hőszigetelő tulajdonságokkal rendelkezik. A hőszigetelő anyagot a jelen találmány szerint szilárd anyagból készült célszerűen alumínium vagy 45 kerámia 12 burkolat veszi körül, amelynek az a rendeltetése, hogy a hőszigetelő gyűrűt megvédje a mechanikai sérülésektől.The coldest zone of the discharge space is surrounded by the thermal insulating ring 11 of the present invention. For this purpose, e.g. very suitable is the English Morganite Ceramic Fibers Ltd. ceramic wool, kaowool, which is durable up to 1200 ° C and has excellent thermal insulation properties. The thermal insulating material according to the present invention is preferably surrounded by a solid 12 or aluminum ceramic casing 12 which is intended to protect the thermal insulating ring from mechanical damage.

Az előzőekben részletesen ismertetett kiviteli példa szerint legyártott nátriumtöltésű kisülési cső- ⁵⁰ vekkel, melyeknélManufactured according to the embodiment described in detail above, sodium-filled discharge tube ⁵⁰ vekkel for which

anyaga: material: kerámia ceramics átmérője: diameter: 16 mm 16 mm hossza: length: 20 mm, 20mm,

400 W teljesítményfelvétel mellett R_a-40 átlagos színvisszaadási indexet mutattak, miközben a 2 kerámiacsövek max. hőmérséklete mindössze 1050 °C-t ért el.R 400 W power consumption in addition showed _the average color rendering index is -40, while the two ceramic tubes max. its temperature reached only 1050 ° C.

összehasonlításul emlékeztetünk arra, hogy mint ismeretes, egy hagyományos felépítésű nagynyomású nátriumgőzlámpa kerámiaburájának max. hőmérséklete 1250 °C, átlagos színvisszaadási indexe R_a - 20 és ez éppen a kedvezőtlen hőfokeloszlás miatt nem emelhető. Ezek a mérések számszerűen is alátámasztják találmányunk előnyeit.for comparison, it is known that the ceramic bulb of a conventional high pressure sodium vapor lamp has a max. its temperature is 1250 ° C, its average color rendering index R _a - 20 and it cannot be raised due to the unfavorable temperature distribution. These measurements also demonstrate numerically the advantages of the present invention.

Találmányunk alkalmazásával elérhető előnyöket az alábbiakban foglaljuk Össze:The benefits of using the present invention are summarized below:

1. az optimális „cold spots temperature” kialakításának biztosítása a kisülési cső „hidegkamrá”-nak nevezett részeiben,1. ensuring the optimal design of "cold spots temperature" in the parts of the discharge tube known as the "cold chamber",

2. a kis átmérőre csökkentett kisülési térben a fémgőzök által elnyelt fénymennyiség csökkenésének biztosítása, vagyis a fényteljesítmény növekedése,2. to provide a reduction in the amount of light absorbed by metal vapors in the discharge space reduced to a small diameter, i.e. an increase in light output,

3. a kedvezőbb színvisszaadás és fényhasznosítás biztosítása.3. to ensure better color rendering and light utilization.

Szabadalmi igénypontok:Patent claims:

Claims (2)

Szabadalmi igénypontok:Patent claims: 1. Elektromos kisülési cső - elsősorban szabad levegőn is üzemeltethető nagynyomású nátriumgőzlámpa és fémhalogénlámpa - kisülési terének hőfokeloszlását szabályozó berendezéssel ellátva, azzal jellemezve, hogy a kisülési tér leghidegebb zónájáénál (6) a kisülési csőnek (1) célszerűen a csővég(ek)nek (2a) tengelyirányban állíthatóan rögzített kerámia, vagy alumínium burkolatú (12) hőszigetelő gyűrűje(i) (11) van(nak).1. An apparatus for controlling the temperature distribution of the discharge space of an electric discharge tube, in particular a high pressure sodium vapor lamp and a metal halide lamp, which can be operated in the open air, characterized in that at the coldest zone ) has a thermally insulated ring (s) (11) with ceramic or aluminum cover (12). 2. Az 1. igénypont szerinti kisülési cső, azzal jellemezve, hogy a hőszigetelő gyűrű(k) (11) anyaga kerámiagyapot.Discharge tube according to claim 1, characterized in that the material of the heat-insulating ring (s) (11) is ceramic wool. 1 rajz, 1 ábra1 drawing, 1 figure 814146 - Zrínyi Nyomda, Budapest814146 - Zrínyi Printing House, Budapest A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatójaResponsible for publishing: Director of Economic and Legal Publishing