NL8000326A - Hogedruknatriumdampontladingslamp. - Google Patents

Description

τ PHN 9674 1 « "Hogedruknatriumdampontladingslamp"

De uitvinding heeft betrekking op een hogedruknatrium-dampontladingslamp met een gesloten, keramisch ontladingsvat, dat voorzien is van natrium, ku/ik en edelgas, waarbij de gewichtsverhouding

Na/Hg 1/1 tot 1/9 bedraagt en de natriumdruk tijdens bedrijf op ont-_ δ 4 5 werpspanning 4x10 tot 10,7x10 Pa bedraagt, door de wand van welk ontladingsvat stroomtoevoergeleiders naar binnen het ontladingsvat opgestelde wolfraam elektrodes lopen.

Een dergelijke hogedruknatriumdampontladingslamp is beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 7801972 (PHN 9053). Een M opmerkelijke eigenschap van zo'n lamp is, dat hij nagenoeg wit licht uitstraalt, dat wil zeggen licht met een kleurtemperatuur van 2250 tot 2750 K en een kleurweergave-ihdex, Ra, van 60-85

Opgemerkt wordt, dat hierin onder "keramisch ontladingsvat" een ontladingsvat wordt verstaan uit monokristallijn of polykristal-15 lijn 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 20 gebonden wolfraam, die bekend is uit het Amerikaanse octrooischrift 4.052.634.

Wit licht producerende hogedruknatriumdampontladings-lampen zijn bestemd daar te worden gebruikt, waar accentverlichting gewenst is en een goede kleurweergave vereist is. Gebleken is evenwel, 25 dat een lamp van de in de openingsparagraag beschreven soort zijn initiële eigenschappen betrekkelijk snel verliest en licht van veel lagere Ra gaat uitzenden. Een zeer sterke daling van de kleurweergave-index is reeds waarneembaar na een bedrijfsperiode van circa tweeduizend uur, een periode die in vergelijking met de levensduur van gewone, gele 30 hogedruknatriumdampontladingslampen 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 toegeschreven moet worden.

8000326 ê PHN 9674 2

De uitvinding beoogt nu hogedruknatriumdampontla-dingslampen te verschaffen, die gedurende een groter aantal bedrijfs-uren licht van een kleurtemperatuur van 2250-2750 K en een hoge kleurweergave-index uitstralen.

5 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 molaire verhouding van 5/1 tot 50/1 en waarbij de edelgasdruk bij 300°K inligt 10 tussen 1353 en 1333x10^ Pa.

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 wolfraamdraad omwonden is, worden gedoopt in een suspensie van de emitter in bijvoorbeeld methyl-15 alkohol of butylacetaat, waaraan nog een bindmiddel kan zijn toegevoegd, zoals bijvoorbeeld nitrocellulose.

De emitter kan ook op de elektrode worden bereid.

De elektrode wordt dan voorzien van een suspensie van strontrium-peroxyde, -hydroxyde, -carbonaat of -formiaat of van een ander 20 strontriumzout, dat bij verhitting oxyde heeft. Ook kan een suspensie van een mengsel van strontiumverbindingen worden toegepast.

Na verdamping van het suspendeermiddel kan de elektrode gemakkelijk van overmaat stof worden ontdaan. De elektrodes worden daarna verhit. Komen daarbij oxyderende gassen vrij, zoals 25 kooldioxyde bij toepassing van karbonaten, dan treedt oxydatie van de wolfraamelektrode op, waardoor geoxydeerd wolfraam in het emitter-materiaal komt. Het is evenwel ook mogelijk de gebruikte suspensie reeds wolfraamoxyde of wolframaat te doen bevatten.

De verhitting van de elektrodes, in de regel ge-30 durende enkele tot enkele tientallen, bijvoorbeeld 3 tot 50,minuten op 850 a 1800°C, bewerkstelligt behalve de vorming van strontiumoxyde uit andere strontiumverbindingen, ook de hechting van het emitter-materiaal aan de elektrode.

In het algemeen ligt bij lampen volgens de uitvin-35 ding de molaire verhouding van aan zuurstof gebonden strontium tot aan zuurstof gebonden wolfraam tussen 3/1 en 15/1.

Edelgassen als xenon, argon en neon kunnen in de lampen als startgas worden gebruikt. Vanwege het hogere rendement, dat i* f' T' f T ^ § -- - ··' u £ 0 PHN 9674 3

V

ermee bereikt wordt, wordt aan xenon de voorkeur gegeven. De vuldruk 2 van het edelgas ligt in tussen 1333 en 1333x10 Pa, doch ligt vanwege het hogere rendement en de geringere afdamping van het wolfraamelek-trodemateriaal, die dan gerealiseerd worden bij voorkeur tussen 5 1333X101 en 1333xl02 Pa.

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

10 De lampen volgens de uitvinding hebben een circa 5 maal zo hoog rendement als gloeilampen. Zij zijn 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 uitvin-15 ding worden met de figuren en het voorbeeld nader toegelicht.

Fig. 1 toont een ten dele opengebroken hogedruk-natriumdampontladingslamp in zijaanzicht.

Fi.. 2 toont een langsdoorsnede door een einde „ van een lampvat van een hogedruknatriumdampontladingslamp.

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

Niobiumbussen 6 en 7 geleiden de stroom door de wand van het ontladingsvat naar de elektrodes. Stroomtoevoerge-25 .leider 5 steekt met speling in de niobiumbus 6. Een goed elektrisch kontakt tussen beide wordt gewaarborgd door litzedraad 8.

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 bimetaal-30 schakelaar 11, die tezamen de ontladingsbaan in het ontladingsvat 3 overbruggen. Bij het ontsteken van de lamp ontstaat een glimontlading in de glimstarter 10. 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 35 ontlading uitstraalt opent de bimetaalschakelaar 11.

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 smeltverbin- 8000326 PHN 9674 4 4 dingsmateriaal 16, bijvoorbeeld bestaande uit 32,6% ΑΙγ,Ο^, 50,4% CaO, 4,2% BaO, 10,3% MgO, 0,1% SrO, 1,8% B^, 0,5% Si02, 0,1% Na20 of uit 20,1% Al^, 69,4% CaO, 6,0% BaO, 3,5% MgO, 1,0% B203 (% = mol.%). Aan de bus 6 is een wolfraamelektrode 17 gelast, 5 waarop wolfraamdraad 18 gewonden is. In de holtes die de windingen 18 vormen bevindt zich een emitter 19.

Voorbeeld:

In een konkreet geval had een ontladingsvat een inwendige diameter van 4,8 mm en een inwendige lengte van 38 mm.

10 De afstand tussen de toppen van de elektrodes bedroeg 28 mm. Op elk der elektrodes was in de holtes van de draadwindingen 2 mg emitter aangebracht. Het ontladingsvat bevatte 10 mg natriumamalgaam met een Na/Hg-verhouding van 0,375 en xenon tot een druk van 10^ Pa bij kamertemperatuur. De lamp nam tijdens bedrijf een vermogen op van 15 100 w.

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 beproef, lampen na een kleiner aantal uren in bedrijf het einde van hun levensduur bereiken 20 tengevolge van stijging van de lampspanning dan bij toepassing van het schema 0,5 uur aan, 0,5 uur uit, of bij kontinu branden.

In een eerste serie lampen (I) werden elektrodes toegepast die gedompeld waren in een suspensie van 155 gr SrCO^, 55 ml ethylglycol, 23 ml ethylaleohol, 5 ml butylacetaat en 1,5 g 25 nitrocellulose. Na het drogen van de suspensie waren de elektrodes gedurende 50 minuten in vacuo op 1250°C verhit.

In een tweede serie lampen (II) werden elektrodes toegepast, waarop dezelfde suspensie was aangebracht. De elektrodes waren na het drogen van de suspensie gedurende 3 minuten in argon 30 op 1800°C verhit.

In een derde serie lampen (III) werden elektrodes gebruikt, die gedompeld waren in een suspensie van 30 gr SrO, 10 ml butylacetaat en 1 g polyethyleenoxydepropyleenglycol. De elektrodes waren na het drogen van de suspensie in vacuo verhit: 10 minuten op 35 850°C, 5 minuten op 1060°C, 2 minuten op 1170°C en 3,5 minuten op 1280°C.

O ^ Λ ‘7 n gj

w '*» v «. to '- S

Claims (1)

1. V PHN 9674 5 I. Hogedruknatriumdampontladingslamp met 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 5 4 4 natriumdruk tijdens bedrijf 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 zuurstof gebonden wolfraam bevat in een molaire verhouding van 3/1 tot 50/1 en waarbij de edelgasdruk bij 300°K inligt tussen 1333 en 1333x10^ Pa. 15 20 25 30 8000326 35