SK284606B6 - Nízkotlaková výbojka - Google Patents

Abstract

Nízkotlaková výbojka s výbojkovou nádobou (10) je uskutočnená s najmenej jedným nosným telieskom umiestneným vo vnútornom priestore výbojovej nádoby (10). Výbojová nádoba (10) má aspoň v oblasti svojich koncov pozdĺžnu os (A-A). Nosné teliesko, prípadne nosné telieska, má najmenej jednu prvú plochu, ktorá je vybavená vrstvou (13) obsahujúcou ortuť, a najmenej jednu druhú plochu, ktorá je vybavená vrstvou getrovacieho materiálu (14). Aspoň tak prvá plocha, vybavená vrstvou (13) obsahujúcou ortuť, ako aj druhá plocha, vybavená vrstvou getrovacieho materiálu (14), nosného telieska, prípadne nosných teliesok, sú sklonené proti pozdĺžnej osi (A-A) v uhle najmenej 30 °. Potiahnuté plochy (13, 14) nosného telieska, prípadne nosných teliesok, sú umiestnené kolmo na pozdĺžnu os (A-A).ŕ

Description

Vynález sa týka nízkotlakovej výbojky s výbojovou nádobou v tvare rúrky, s najmenej jedným nosným telieskom umiestneným vo vnútornom priestore výbojovej nádoby, pričom výbojová nádoba má aspoň v oblasti svojich koncov pozdĺžnu os, nosné teliesko, prípadne nosné telieska, má najmenej jednu prvú plochu, ktorá je vybavená vrstvou obsahujúcou ortuť, a najmenej jednu druhú plochu, ktorá je vybavená vrstvou gctrovacieho materiálu, pričom aspoň tak prvá plocha, vybavená vrstvou obsahujúcou ortuť, ako aj druhá plocha, vybavená vrstvou getrovacieho materiálu, nosného telieska, prípadne nosných teliesok, sú sklonené proti pozdĺžnej ose v uhle najmenej 30°.

Doterajší stav techniky

Z japonského vyloženého spisu JP 6-96728 je známa nízkotlaková ortuťová výbojka s dvoma v podstate rovnakými nosičmi elektród, zatavenými v koncoch výbojových nádob v tvare rúrky. Nosiče elektród majú vždy kolmo na os výbojovej nádoby elektródu v tvare skrutkovito navinutého drôtu, ktorá je obklopená kovovým pásikom, takzvaným prstencovým vekom. Os tohto prstenca z kovového pásika prebieha rovnobežne s osou výbojovej nádoby. Prstencové veko je zostavené zo dvoch dielov, z ktorých jeden diel je vybavený vrstvou amalgámu, najmä vrstvou zo zliatiny ortuti a titánu, zatiaľ čo druhý diel je vybavený vrstvou getrovacieho materiálu, ktorý viaže plynné znečistenia vo výbojovej nádobe. Množstvo ortuti v nízkotlakovej výbojke sa riadi dĺžkou prvého dielu. Počas výroby výbojky sa prstencová čiapočka pomocou elektromagnetického vysokofrekvenčného signálu induktívne ohreje na teplotu približne 900 °C. Tým sa jednak zaktivizuje getrovací materiál a jednak sa uvoľní ortuť zo zliatiny ortuti. Požadovaný vysokofrekvenčný signál sa získa pomocou vysokofrekvenčného generátora, ktorý má indukčnú slučku s dvoma dlhými navzájom rovnobežne prebiehajúcimi ramenami, a ktorý v mieste prstencovej čiapočky generuje elektromagnetické vysokofrekvenčné pole, ktorého magnetické pole prebieha v podstate paralelne s výbojovou nádobou, a tým paralelne aj s osou prstencovej čiapočky. Pri výboji je potrebné na prebehnutie tohto vysokofrekvenčného poľa asi 20 až 30 sekúnd. Uvedené prstencové čiapočky nie sú v dôsledku ich rozmerov vhodné pre nízkotlakové výbojky, ktorých výbojová nádoba má priemer väčší alebo rovnajúci sa 16 mm.

V patentovom spise DE 26 16 577 je opísaná nízkotlaková výbojka, najmä s fosforeskujúcou hmotou, ktorá je vo výbojovej nádobe vybavená ionizovateľnou náplňou obsahujúcou ortuť. Podiel ortuti v ionizovateľnom výbojovom médií je približne 5 mg až 20 mg. Pretože sa také malé množstvá v podobe kvapiek len ťažko dávkujú, vnesie sa ortuť do výbojovej nádoby pomocou nosného telieska, ktoré je vybavené vrstvou, obsahujúcou ortuť, a prídavné ešte getrom. Vrstva, obsahujúca ortuť a geter, je nanesená na kovovom pásiku, umiestnenom rovnobežne s osou výbojky, ktorý je súčasťou nosiča elektród nízkotlakovej výbojky. To znamená, že plochy kovového pásika prebiehajú v podstate rovnobežne s osou. Na uvoľnenie ortuti a na aktiváciu getra sa kovový pásik počas výroby ohreje elektromagnetickým vysokofrekvenčným signálom za približne 20 až 30 sekúnd na teplotu približne 900 °C až 950 °C.

Podstata vynálezu

Úlohou vynálezu je navrhnúť nízkotlakovú výbojku so zlepšeným nosným telieskom, ktoré je vybavené vrstvou obsahujúcou ortuť a vrstvou getra. Najmä má byť toto nosné teliesko vhodne tiež pre nízkotlakové výbojky, ktoré majú obsah ortuti menší ako 10 mg, a ktorých vonkajší priemer výbojovej nádoby je menší alebo sa rovná 16 mm. Okrem toho má byť vysokofrekvenčný induktor, ktorý sa použije na výrobu nízkotlakových výbojových lámp, vybavených uvedenou prstencovou čiapočkou, použiteľný aj na výrobu výbojok, vybavených zlepšeným nosným telieskom, takže nie je nutné prestavovanie výrobnej linky.

Uvedenú úlohu spĺňa nízkotlaková výbojka s výbojovou nádobou v tvare rúrky, s najmenej jedným nosným telieskom umiestneným vo vnútornom priestore výbojovej nádoby, pričom výbojová nádoba má aspoň v oblasti svojich koncov pozdĺžnu os, nosné teliesko, prípadne nosné telieska, má najmenej jednu prvú plochu, ktorá je vybavená vrstvou obsahujúcou ortuť, a najmenej jednu druhú plochu, ktorá je vybavená vrstvou getrovacieho materiálu, pričom aspoň tak prvá plocha, vybavená vrstvou obsahujúcou ortuť, ako aj druhá plocha, vybavená vrstvou getrovacieho materiálu, nosného telieska, prípadne nosných teliesok, sú sklonené proti pozdĺžnej ose v uhle najmenej 30°, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že potiahnuté plochy nosného telieska, prípadne nosných teliesok, sú umiestnené kolmo na pozdĺžnu os.

Nízkotlaková výbojka podľa vynálezu má výboj ovú nádobu v tvare rúrky, ktorá má aspoň v oblasti svojich koncov pozdĺžnu os a vo svojom vnútornom priestore má umiestnené jedno nosné teliesko, alebo viacej nosných teliesok, ktoré má, prípadne majú, najmenej jednu prvú plochu, vybavenú vrstvou obsahujúcou ortuť a najmenej jednu druhú plochu vybavenú vrstvou getra. Táto plocha nosného telieska, prípadne plochy nosných teliesok, vybavená vrstvou, je sklonená, prípadne sú sklonené, o uhol najmenej 30° proti pozdĺžnej ose výbojovej nádoby v tvare rúrky, respektíve proti pozdĺžnym osiam výbojových nádob.

Tým je zaistené, že nosné telieska nízkotlakových výbojok podľa vynálezu sa môžu ohrievať induktívne pomocou vysokofrekvenčných induktorov, používaných na ohrev prstencových čiapočiek. Pri výrobe výbojok prechádza koncami výbojových nádob magnetické pole vysokofrekvenčného induktora, ktorého magnetické siločiary prebiehajú v podstate rovnobežne s pozdĺžnou osou výbojovej nádoby, prípadne koncami výbojovej nádoby. Pretože plochy nosných teliesok vybavené vrstvou getra alebo vrstvou obsahujúcou ortuť sú sklonené najmenej o 30° proti pozdĺžnej osi výbojovej nádoby, respektíve koncami výbojovej nádoby, indukuje sa elektromagnetickým polom vysokofrekvenčného induktora v dôsledku jeho výhodnej orientácie v oblasti týchto plôch, vybavených vrstvami, nosného telieska pomerne vysoký prúd a tým umožňuje dostačujúci ohrev týchto plôch. Svoje optimálne pôsobenie dosiahne magnetické pole vtedy, keď magnetické siločiary sú orientované kolmo na plochy vybavené vrstvou obsahujúcou ortuť a materiál getra. Z tohto dôvodu sú plochy nosných teliesok nízkotlakových výbojok podľa vynálezu umiestnené výhodne kolmo na pozdĺžnu os koncov výbojovej nádoby. Pri zvlášť výhodných príkladoch uskutočnenia vynálezu sa skladá nosné teliesko výhodne z kovového plechu, ktorý je vybavený vrstvou getrovacieho materiálu a vrstvou zliatiny ortuti. Tento kovový pásik, ako prstencová čiapočka, nie je náročný na priestor, a je teda vhodný najmä pre nízkotlakové výbojky, ktorých výbojová nádoba má pomerne malý priemer, najmä vonkajší priemer menši alebo rovna2 júci sa 16 mm, alebo pri ktorých je použitie prstencových čiapočiek nevýhodné. Okrem toho sa vyskytuje možnosť použitia vynálezu pri nízkotlakových výbojkách s pomerne malým množstvom ortuti, to je menej ako 10 mg, v ionizovateľnej náplni, pri ktorom by bolo dávkovanie ortuti vo výbojovej nádobe problematické. Práve pri takých malých množstvách ortuti je dokonalé a úplné uvoľnenie ortuti, viazané vo vrstve obsahujúcej ortuť, a tým aj optimálny ohrev nosného telieska predovšetkým dôležité, takže vo výbojovom priestore sa počas prevádzky výbojky môže nastaviť optimálny tlak ortuti.

Pri druhom z výhodných uskutočnení vynálezu je nosné teliesko výhodne vytvorené ako kovový rovný plech, umiestnený kolmo na pozdĺžnu os konca výbojovej nádoby, ktorého predná strana má vrstvu obsahujúcu ortuť, a ktorého zadná strana je vybavená vrstvou getra. Tieto kovové plechy sú výhodne zvarené s prívodným drôtom prúdu elektródy, tvorené skrutkovito navinutým drôtom. Tým sa umožní jednoduchá konštrukcia nosiča elektródy.

Podľa výhodného uskutočnenia vynálezu má kovový plech tvar písmena U, pričom getrovaci materiál a vrstva obsahujúca ortuť sú nanesené na rôznych ramenách kovového plechu a ramená tvaru písmena U kovového plechu sú umiestnené kolmo na pozdĺžnu os výbojovej nádoby.

Nízkotlaková výbojka má dva nosiče elektródy výhodne spojené s koncami výbojovej nádoby, pričom na jednom z nosičov elektródy je pripevnené nosné teliesko.

Na každom nosiči elektródy je výhodne pripevnené jedno nosné teliesko. Nosné teliesko je výhodne pripevnené na prívodnom drôte prúdu nosiča elektródy. Obsah ortuti vo vrstve obsahujúcej ortuťje výhodne menší ako 10 mg.

Podľa výhodného uskutočnenia vynálezu je vonkajší priemer výbojovej nádoby v tvare rúrky menší alebo sa rovná 16 mm.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude ďalej bližšie objasnený na niekoľkých výhodných príkladoch uskutočnenia podľa priložených výkresov, na ktorých obr. 1 znázorňuje schematicky pohľad zboku na koniec nízkotlakovej výbojky podľa prvého príkladu uskutočnenia vynálezu, obr. 2 schematicky pohľad na koniec výbojky z obr. 1 natočený o 90°, obr. 3 schematicky pohľad zboku na koniec nízkotlakovej výbojky podľa druhého uskutočnenia vynálezu, obr. 4 schematicky pohľad zboku na koniec výbojky z obr. 3 natočený o 90°, obr. 5 schematicky pohľad zboku na koniec nízkotlakovej výbojky podľa tretieho príkladu uskutočnenia vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Pri výbojke podľa vynálezu ide o ortuťovú nízkotlakovú výbojku, najmä o výbojku s fosforeskujúcou hmotou. Táto výbojka má výbojovú nádobu 10, 20, 40 v tvare rúrky, ktorá môže mať rovný tvar alebo môže byť ohnutá do tvaru písmena U alebo môže byť ohnutá tiež viacnásobne. S koncami výbojovej nádoby 10, 20, 40 je vždy zatavený jeden nosič 11, 21, 41 elektródy. Nosiče 11, 21, 41 elektródy majú vždy jednu elektródu 11a, 21a, 41a tvaru skrutkovito navinutého drôtu a dva s koncami elektród 11a, 21a, 41a tvaru skrutkovito navinutého drôtu elektricky vodivo spo jené prívodné drôty 11b, 11c, 21b, 21c, 41b, 41c prúdu. Elektródy 11a, 21a, 41a v tvare skrutkovito navinutého drôtu sú umiestnené vo vnútornom priestore výbojovej nádoby

10, 20, 40 a kolmo na pozdĺžnu os A-A konca výbojovej nádoby 10, 20, 40. Vonkajší priemer výbojovej nádoby 10, 20, 40 je približne 16 mm. Na jednom z obidvoch nosičov

11, 21, 41 je upevnený kovový plech tvoriaci nosné teliesko 12, 22, 32, vybavený vrstvou getrovacieho materiálu 14, 24, 44 a vrstvou 13, 23, 43 obsahujúcou ortuť. Kovové plechy fungujú ako nosné telieska 12, 22, 42 pre getrovaci materiál 14, 24, 44 a pre vrstvu 13, 23, 43 obsahujúcu ortuť. Pri getrovacom materiáli 14, 24, 44 ide o zirkónhliníkovy geter a pri vrstve 13, 23, 43 obsahujúcej ortuť o zliatinu ortuť-titán. Prívodné drôty 11b, 11c, 21b, 21c, 41b, 41c prúdu sú vyvedené na konci výbojovej nádoby 10, 20, 40. Množstvo ortuti vnesené do výbojovej nádoby 10, 20, 40 pomocou nosného telieska 12, 22, 42 je vždy približne 3 mg. Potiaľto sú všetky príklady uskutočnené rovnako.

Na obr. 1 a 2 je schematicky znázornený koniec nízkotlakovej výbojky podľa prvého príkladu uskutočnenia vynálezu. Koniec výbojovej nádoby 10 je s nosičom 11 elektródy spojený dohromady na spôsob takzvaného zatavenia tanierovej pätky. Nosič 11 elektródy sa skladá zo sklenenej tanierovej pätky lOd, ktorej rozšírený okraj llf je plynotesné spojený s koncom výbojovej nádoby 10, z elektródy 11a tvaru skrutkovito navinutého drôtu umiestneného kolmo na pozdĺžnu os A-A konca výbojovej nádoby 10 a z dvoch prívodných drôtov 11b, 11c prúdu, ktoré sú vždy elektricky vodivo spojené s jedným koncom elektródy 11a tvaru skrutkovito navinutého drôtu, a ktoré sú zatavené do sklenenej tanierovej pätky 11 d. Sklenená tanierová pätka lld je vybavená čerpacou rúrkou Íle, ktorá slúži na evakuovanie výbojovej nádoby 10. Na jeden prívodný drôt 11b prúdu je privarený v podstate rovný kovový plech obdĺžnikového tvaru, ktorého jedna strana nesie vrstvu 13 obsahujúcu ortuť, zatiaľ čo druhá strana je vybavená vrstvou getrovacieho materiálu 14. Kovový plech je smerovaný kolmo na pozdĺžnu os A-A, takže dolná strana kovového plechu, tvoriaceho nosné teliesko 12, vybavená vrstvou getrovacieho materiálu 14 je privrátená k sklenenej tanierovej pätke lld a horná strana kovového plechu, tvoriaceho nosné teliesko 12, vybavená vrstvou 13 obsahujúcou ortuť je privrátená k elektróde 11a tvorenej skrutkovito navinutým drôtom. Aby sa zjednodušilo zvarenie nosného telieska 12 s prívodným drôtom 11b prúdu, má nosné teliesko 12 na svojom okraji v pravom uhle odhnutú zváraciu zástavku 12a

Obr. 3 a 4 znázorňujú schematicky koniec nízkotlakovej výbojky podľa druhého príkladu uskutočnenia vynálezu. Koniec výbojovej nádoby 20 je tu tiež, celkom analogicky s prvým príkladom uskutočnenia, spojený zatavením s nosičom 21 elektródy spôsobom takzvaného zatavenia tanierovej pätky. Nosič 21 elektródy druhého príkladu uskutočnenia sa neodlišuje od nosiča 11 podľa prvého príkladu uskutočnenia. Skladá sa tiež z elektródy 21a tvorenej skrutkovito navinutým drôtom, dvoch prívodných drôtov 21b, 21c prúdu a zo sklenenej tanierovej pätky 21d vybavenej čerpacou stonkou 21e, ktorej rozšírený okraj 21f je spojený s koncom výbojovej nádoby 20 zatavením. Na rozdiel od prvého príkladu uskutočnenia má druhý príklad uskutočnenia kovový plech, ohnutý do tvaru písmena U, ktorý slúži ako nosné teliesko 22 pre getrovaci materiál 24 a vrstvu 23 obsahujúcu ortuť. Základná časť spájajúca obidve ramená nosného telieska 22 tvaru písmena U je zvarená s jedným prívodným drôtom 21b prúdu, takže vonkajšie strany a vnútorné strany ramien písmena U sú smerované kolmo na pozdĺžnu os A-A konca výbojovej nádoby 20.

Vrstva 23 obsahujúca ortuť je nanesená na vonkajšej strane ramena nosného telieska 22 tvaru písmena U, privrátenej k elektróde 21a tvaru skrutkovito navinutého drôtu, zatiaľ čo vrstva getrovacieho materiálu 24 je nanesená na vonkajšej strane druhého ramena nosného telieska 22 tvaru písmena U, privrátenej k sklenenej tanierovej pätke 21d.

Obr. 5 znázorňuje schematicky koniec nízkotlakovej výbojky podľa tretieho príkladu uskutočnenia vynálezu. Nosič 41 elektródy pozostáva v tomto príklade uskutočnenia z elektródy 41a tvaru skrutkovito navinutého drôtu, smerovanej kolmo na pozdĺžnu os A-A konca výbojovej nádoby 40, dvoch prívodných drôtov 41b, 41c prúdu a sklenenej perly 41d. Prívodné drôty 41b, 41c sú vždy elektricky vodivo spojené s jedným koncom elektródy 41a tvaru skrutkovito navinutého drôtu a zatavené do sklenenej perly 41d. Sklenená perla 41d poskytuje pre nosič 41 elektródy mechanickú stabilitu. Koniec výbojovej nádoby 40 je plynotesné uzavretý stlačiteľným tesnením 40a. Prívodné drôty 41b, 41c prúdu sú stlačiteľným tesnením 40a plynotesné zatavené a vyčnievajú z konca výbojovej nádoby 40. Na prívodný drôt 40b prúdu je navarený kovový plech tvoriaci nosné teliesko 42, ktorého jedna strana nesie vrstvu 43 obsahujúcu ortuť, zatiaľ čo na druhej strane je vrstva getrovacieho materiálu 44. Nosné teliesko 42 je umiestnené kolmo na pozdĺžnu os A-A konca výbojovej nádoby 40, takže dolná strana nosného telieska 42, vybavená vrstvou getrovacieho materiálu 44, je privrátená k stlačiteľnému tesneniu 40a a horná strana nosného telieska 42, vybavená vrstvou 43 obsahujúcou ortuť, je privrátená k elektróde 41a tvaru skrutkovito navinutého drôtu. Aby sa zjednodušilo zvarenie nosného telieska 42 s prívodným drôtom 41b prúdu, má nosné teliesko 42 na svojom okraji v pravom uhle odhnutú zváraciu zástavku 42a.

Vynález sa neobmedzuje len na bližšie vysvetlené príklady uskutočnenia. Je tiež možné pripevniť nosné telieska podľa prvého a tretieho príkladu uskutočnenia, napríklad pomocou upevňovacieho drôtu, v sklenenej tanierovej pätke, prípadne v sklenenej perle. Okrem toho sa môžu miesto zliatiny ortuť-titán použiť tiež iné zliatiny obsahujúce ortuť alebo zlúčeniny pre vrstvu obsahujúcu ortuť pokrývajúcu nosné teliesko podľa vynálezu.

3. Nízkotlaková výbojka podľa nároku 2, v y z n a čujúca sa tým, že getrovací materiál (14, 24, 44) a vrstva (13, 23, 43) obsahujúca ortuť sú umiestnené na rôznych stranách alebo plochách kovového plechu (12, 22,

42).

4. Nízkotlaková výbojka podľa nároku 2, vyznajú j ú c a sa tým, že kovový plech (22) má tvar písmena U, pričom getrovací materiál (24) a vrstva (23) obsahujúca ortuť sú nanesené na rôznych ramenách kovového plechu (22) a ramená tvaru písmena U kovového plechu (22) sú usporiadané kolmo na pozdĺžnu os (A-A) výbojovej nádoby (20).

5. Nízkotlaková výbojka podľa nároku 1, vyznačujúca sa t ý m , že má dva nosiče (11,21,41) elcktródy spojené s koncami výbojovej nádoby (10, 20, 40), pričom na jednom z nosičov (11, 21, 41) elektródy je pripevnené nosné teliesko (12, 22,42).

6. Nízkotlaková výbojka podľa nároku 5, v y z n a čujúca sa t ý m , že na každom nosiči (11, 21, 41) elektródy je pripevnené jedno nosné teliesko (12, 22, 42).

7. Nízkotlaková výbojka podľa nároku 5 alebo 6, v y značujúca sa tým, že nosné teliesko (12, 22,

42) je pripevnené na prívodnom drôte prúdu nosiča (11,21, 41) elektródy.

8. Nízkotlaková výbojka podľa nároku 1, v y z n a čujúca sa t ý m , že obsah ortuti vo vrstve (13, 23,

43) obsahujúcej ortuť je menší ako 10 mg.

9. Nízkotlaková výbojka podľa nároku 1, v y z n a čujúca sa tým, že vonkajší priemer výbojovej nádoby (10, 20, 40) v tvare rúrky je menší alebo sa rovná 16 mm.

Claims (2)

1. Nízkotlaková výbojka s výbojovou nádobou (10, 20, 40) v tvare rúrky, s najmenej jedným nosným telieskom (12, 22, 42) umiestneným vo vnútornom priestore výbojovej nádoby (10, 20, 40), pričom výbojová nádoba (10, 20, 40) má aspoň v oblasti svojich koncov pozdĺžnu os (A-A), nosné teliesko (12, 22, 42), prípadne nosné telieska, má najmenej jednu prvú plochu, ktorá je vybavená vrstvou (13, 23,43) obsahujúcou ortuť, a najmenej jednu druhú plochu, ktorá je vybavená vrstvou getrovacieho materiálu (14, 24,

44), pričom aspoň tak prvá plocha, vybavená vrstvou (13,

23, 43) obsahujúcou ortuť, ako aj druhá plocha, vybavená vrstvou getrovacieho materiálu (14, 24, 44), nosného telieska (12, 22, 42), prípadne nosných teliesok, sú sklonené proti pozdĺžnej osi (A-A) v uhle najmenej 30°, vyznačujúca sa t ý m , že potiahnuté plochy (13, 14, 23,

24, 43, 44) nosného telieska (12, 22, 42), prípadne nosných teliesok, sú umiestnené kolmo na pozdĺžnu os (A-A).

2. Nízkotlaková výbojka podľa nároku 1, v y z n a čujúca sa tým, že nosné teliesko (12, 22, 42), prípadne nosné telieska, je uskutočnené z kovového plechu.