NL7904158A - Hogedruknatriumdamp-ontladingslamp. - Google Patents

Description

\ : * \ *·

N.V. PHILIPS * GLOEILAMPENFABRIEKEN te EINDHOVEN

18.5.1979 1 ’ PHN 9^72 "Hogedruknatriumdamp- ontladings lamp " *,

De uitvinding heeft betrekking op een hogedruk— natriumdampontladingslamp met een gesloten, keramisch ont-ladingsvat, dat voorzien is van natrium, kwik en edelgas, waarbij de gewichtsverhouding Na/Hg 1/1 tot 1/9 bedraagt 5 en de natriumdruk tijdens bedrijf op ontwerpspanning , 4 4 4x10 tot 10,7x10 Pa bedraagt, door de wand van welk ont-ladingsvat stroomtoevoergeleiders naar binnen het ontla-dingsvat opgestelde wolfraam electrodes lopen.

Een dergelijke hogedruknatriumdampontladingslamp is beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 7801972 (PHN 9053). Een opmerkelijke eigenschap van zo'n lamp is, dat hij nagenoeg wit licht uitstraalt, d.w.z. licht met een kleurtemperatuur van 2250 tot 2750 K en een kleurweergave-indèx Ra van 60-85 · 15 Opgemerkt wordt, dat hierin onder "keramisch ontla- dingsvat" een ontladingsvat wordt verstaan uit monokristal-lijn of polykristallijn materiaal, zoals aluminiumoxyde.

In de aangeduide, wit licht producerende ontladings-lamp wordt op de elektrode een elektronenemitter toegepast, bestaande uit aan zuurstof gebonden barium, aan zuurstof gebonden calcium, aan zuurstof gebonden yttrium in een molverhouding van 1:1:1 en aan zuurstof gebonden wolfraam, die bekend is uit het Amerikaanse octrooischrift 4.052.634.

790 4 158 4 + \ 18.5.1979 2 PHN 9472 ¥it licht procuderen.de hoge dr ukna t r iumdamp-ontladingslampen zijn bestemd daar te worden gebruikt, waar accentverlichting gewenst is en een goede kleurweergave vereist is. Gebleken is evenwel, dat een lamp van de in de 5 openingsparagraaf beschreven soort zijn initiële eigenschappen betrekkelijk snel verliest en licht met van veel lagere Ra gaat uitzenden. Een zeer sterke daling van de kleurweergaveindex is reeds waarneembaar na een bedrijf-s-periode van circa tweeduizend uur, een periode die in verge-10 lijking met de levensduur van gewone,gele hogedruknatrium-dampontladingslampen kort is.

De daling van de kleurweergave-index duidt erop, dat natrium aan de ontlading onttrokken wordt. Het is echter nog niet doorgrond aan welk mechanisme dat toege-15 schreven moet worden.

De uitvinding beoogt nu hogedruknatriumdamp-ontladingslampen te verschaffen, die gedurende een groter aantal bedrijfsuren licht van een kleurtemperatuur van 2250 - 2750 K en een hoge kleurweergave-index,Ra»uitstralen.

2o Dit oogmerk wordt volgens de uitvinding bij lampen van de in de openingsparagraaf genoemde soort daardoor bereikt, dat op de elektrodes een emitter aanwezig is, die aan zuurstofgebonden strontium en aan zuurstof gebonden wolfraam bevat in een gewichtsverhouding van 3/1 tot 50/I en 25 waarbij de edelgasdruk bij 300°K inligt tussen 1333 en 1333x102Pa.

De emitter kan op verschillende wijzen worden aangebracht. Zo kunnen de elektrodes, die in de regel bestaan uit een wolfraamstift, die aan zijn vrije einde met wolfraam 30 draad omwonden is, worden gedoopt in een suspensie van de emitter in bijvoorbeeld methylalkohol of butylacetaat, waaraan nog een bindmiddel kan zijn toegevoegd, zoals bijvoorbeeld nitrocellulose.

De emitter kan ook op de elektrode worden be-35 reid. De elektrode wordt dan voorzien van een suspensie van strontiumperoxyde,- hydroxyde, -carbonaat of -formiaat of van een ander strontiumzout, dat bij verhitting oxyde heeft.

Ook kan een suspensie van een mengsel van strontiumverbindingen 790 A 158 v> « 18.5.1979 " 3 PHN 9^72 worden toegepast.

Na verdamping van het suspendeermiddel kan de elektrode gemakkelijk van overmaat stof worden ontdaan. De elektrodes worden daarna verhit. Komen daarbij 5 oxyderende gassen vrij, zoals kooldioxyde bij toepassing van karbonaten, dan treedt oxydatie van de wolfraamelektrode op, waardoor geoxydeerd wolfraam in het emittermateriaal komt. Het is evenwel ook mogelijk de gebruikte suspensie reeds wolfraamoxyde of wolframaat te doen bevatten.

10 De verhitting van de elektrodes, in de regel gedurende enkele tot enkele tientallen,bijvoorbeeld 3 tot 50»minuten op 850 è. 1800°C, bewerkstelligt behalve de vorming van strontiumoxyde uit andere strontiumverbindingen, ook de hechting van het emittermateriaal aan de 15 elektrode.

In het algemeen ligt bij lampen volgens de uitvinding de gewichtsverhouding van aan zuurstof gebonden strontium tot aan suurstof gebonden wolfraam tussen 3/1 en 15/1.

“ * 20 Edelgassen als xenon, argon en neon kunnen in de lampen als startgas worden gebruikt. Vanwege het hogere rendement, dat ermee bereikt wordt, wordt aan xenon de voorkeur gegeven. De vuldruk van het edelgas ligt in 2 tussen 1333 en 1333x10 Pa, doch ligt vanwege het hogere 25 rendement en de geringere afdamping van het wolfraamelektrode-materiaal, die dan gerealiseerd worden bij voorkeur tussen 1333x1ο1 en 1333x102 Pa.

De lampen volgens de uitvinding hebben bij voorkeur een Na/Hg gewichtsverhouding 1 /4, in het 30 bijzonder ^ 1/2, omdat de· kleur van het uitgestraalde licht dan steeds beter met dat van gloeilampenlicht overeenkomt.

De lampen volgens de uitvinding hebben een circa 5 maal zo hoog rendement als gloeilampen. Zij zijn 35 bijzonder geschikt om in de plaats van gloeilampen te worden gebruikt, in het bijzonder daar waar gekoncentreerde lichtbundels gewenst zijn.

Uitvoeringsvormen van lampen volgens de 7904158 18.5.1979 4 PHN 9472 t' j uitvinding worden met de figuren en het voorbeeld nader toegelicht.

Fig. 1 toont een ten dele opengebroken hoge-druknatriumdampontladingslamp in zijaanzicht.

5 Fig* 2 toont een langsdoorsnede door een einde van een lampvat van een hogedruknatriumdampontladingslamp.

In fig. 1 is in een glazenbuitenballon 1, die van een lampvoet 2 is voorzien, een ontladingsvat 3 opgesteld tussen stroomtoevoergeleiders 4 en 5.

10 Niobiumbussen 6 en 7 geleiden de stroom door de wand van het ontladingsvat naar de elektrodes. Stroom-toevoergeleider 5 steekt met speling in de niobiumbus 6.

Een goed elektrisch kontakt tussen beide wordt gewaarborgd door litzedraad 8.

15 In de buitenballon heerst vakuum, dat door de uit ring 9 verdampte bariumgetter op peil wordt gehouden.

In de buitenballon is een glimstarter 20 aangebracht in serie met een bimetaalschakelaar 11, die tezamen de ontladingsbaan in het ontladingsvat “3 overbruggen. Bij het ontsteken van de 20 lamp ontstaat een glimontlading in de glimstarter TO. Nadat deze glimontlading gedoofd is tengevolge van temperatuurstijging in de glimstarter, ontstaat een spanningspuls over het ontladingsvat 3, die de lamp doet ontsteken. De warmte die de ontlading uitstraalt opent de bimetaaischakelaar 11.

25 In fig. 2 is het ontladingsvat 3 aan zijn einde afgesloten met een ring 15 van keramiek. Een niobiumbus 6 steekt door de ring 15 en is daarmee verbonden door een sme1tverbindingsmateriaal 16, bijvoorbeeld bestaande uit 32,6$ AlgO^, 50,4$ CaO, 4,2$ BaO, 10,3 $ MgO, 0,1$ SrO, 30 1,8$ BgO^, 0,5$ Si02, 0,1$ Na20 of uit 20,1$ Al^, 69.4$

CaO, 6,0$ BaO, 3,5$ MgO, 1,0$ BgO^ ($ a mol,$). Aan de bus 6 is een wolfraamelektrode 17 gelast, waarop wolfraamdraad 18 gewonden is. In de holtes die de windingen 18 vormen bevindt zich een emitter 19.

35 Voorbeeldt

In een konkreet geval had een ontladingsvat een inwendige diameter van 4,8 mm en een inwendige lengte van 38 mm. De afstand tussen de toppen van de elektrodes be- 790 4 1 58

Claims (3)

18.5.1979 5 PHN 9^72 V droeg 28 mm. Op elk der elektrodes was in de holtes van de draadwindingen 2 mg emitter aangebracht. Het ontladings- vat bevatte 10 mg natriumamalgaam met een Na/Hg-verhouding 4 van 0,375 xenon tot een druk van 10 Pa bij kamer» 5 temperatuur. De lamp nam tijdens bedrijf een vermogen op van 100 V. Dergelijke lampen voorzien van verschillende emitters werden beproefd volgens het schema 5,5 uur aan, 0,5 uur uit. Het is gebleken, dat volgens dit schema 10 beproefd, lampen na een kleiner aantal uren in bedrijf het einde van hun levensduur bereiken ten gevolge van stijging van de lampspanning dan bij toepassing van het schema 0,5 uur aan, 0,5 uur uit, of bij kontinu branden. Xn een eerste serie lampen (i) werden 15 elektrodes toegepast die gedompeld waren in een suspensie van 155 Sr SrCO^, 55 ml ethylglycol, 23 ml ethylalcohol, 5 ml butylacetaat en 1,5 g nitrocellulose. Na het drogen van de suspensie werden de elektrodes gedurende 50 minuten in vacuo op 1250°C verhit.

20 Xn een tweede serie lampen (il) werden elektrodes toegepast, waarop dezelfde suspensie was aangebracht. De elektrodes waren na het drogen van de suspensie gedurende 3 minuten in argon op 1800°C verhit. In een derde serie lampen (lil) werden 25 elektrodes gebruikt, die gedompeld waren in een suspensie van 30 gr SrO, tO ml butylacetaat en 1 g polyethyleenoxyde-propyleenglycol. De elektrodes waren na het drogen van de suspensie in vacuo verhit: 10 minuten op 850°C, 5 minuten op 1060°C, 2 minuten op 1170°C en 3»5 minuten op 1280°C.

30 CONCLUSIE: Hogedruknatriumdamp—ontladingslamp me t een gesloten, keramisch ontladingsvat, dat voorzien is van .natrium, kwik en edelgas, waarbij de gewichtsverhouding Na/Hg 1/1 tot 1/9 bedraagt en de natriumdruk tijdens bedrijf 4 4 35 op ontwerpspanning 4x10 tot 10,7x10 Pa bedraagt, door de wand van welk ontladingsvat stroomtoevoergeleiders naar ‘ binnen het ontladingsvat opgestelde wolfraam elektrodes lopen met het kenmerk, dat op de elektrodes een emitter aanwezig is, die aan zuurstof gebonden strontium en aan 790 4 1 58 & " 18.5.1979 6 PHN 9^72 zuurstof gebonden wolfraam bevat in een gewichtsverhouding van 3/1 tot 50/1 en waarbij de edelgasdruk bij 300°K inligt tussen 1333 en 1333χ10^ Pa·* 5 10 15 20 25 30 · 790 4 1 58 35