PL186700B1 - Jednotrzonkowa lampa wyładowcza - Google Patents

Abstract

1. Jednotrzonkowa lampa wyladowcza zawie- rajaca rure wyladowcza zamknieta szczelnie na koncach, przy czym w rurze wyladowczej sa umieszczone elektrody, zas rura wyladowcza ma co najmniej dwa odcinki proste i zgiety lacznik pomie- dzy co najmniej niektórymi sasiadujacymi ze soba odcinkami prostymi, a zgiety lacznik ma lukowo uksztaltowana zewnetrzna i wewnetrzna scianke ograniczajaca, przy czym zewnetrzna scianka ogra- niczajaca ma zaglebienie, zwezajace przekrój prze- strzeni wyladowczej, a miedzy koncami zgietego lacznika, polaczonymi z prostymi odcinkami rury i z odcinkiem zwezonym, uksztaltowane sa wypukle czesci kopulkowe, znamienna tym, ze najwiekszy przekrój (A2) wewnatrz scianki rury, w co najmniej jednej z czesci kopulkowych (11d) ma wartosc w granicach od co najmniej 1,8 do 2,2 razy, co naj- mniejszy przekrój (A3), uksztaltowany wewnatrz scianki rury, pomiedzy lukowa wewnetrzna scianka ograniczaja- ca zgietego lacznika a odcinkiem zwezonym. Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest jednotrzonkowa lampa wyładowcza.

Jednotrzonkowa lampa wyładowcza powszechnie zwana świetlówką kompaktową jest stosowana zwłaszcza do oświetlenia pomieszczeń, jak i oświetlania zewnętrznego.

Podczas pracy w znanych jednotrzonkowych lampach, w wyniku działania temperatury plazmy, wysyłanej na skutek wyładowania łukowego, przestrzeń wyładowcza jest przegrzewana powodując wzrost ciśnienia cząstkowego rtęci do wartości powyżej wartości optymalnej. W takim przypadku może dojść do nieodpowiedniego pobudzenia pokrycia fluorescencyjnego, co spowoduje zmniejszenie strumienia świetlnego lampy od ciśnienia, które byłoby osiągnięte w zakresie optymalnym temperatury.

Dla otrzymania w przestrzeni wyładowczej temperatury o wartości 37°C opracowano kilka konstrukcji. Zasada tych konstrukcji polega na regulowaniu ciśnienia cząstkowego rtęci przez wytwarzanie odpowiedniej temperatury na końcu rury wyładowczej, w pobliżu mostka łączącego dwie usytuowane równolegle proste części rury, to znaczy w pozbawionej plazmy tak zwanej komorze chłodnej, dzięki czemu wydajność świetlna osiąga wartość optymalną.

Znane są konstrukcje, w których konieczną wartość temperatury zapewnia się przez umieszczenie i odpowiednie ukształtowanie tego mostka. Takie rozwiązanie opisano na przykład w opisie wzoru użytkowego nr DE G 92 07139.2 Zasadniczą cechą tej konstrukcji jest

186 700 to, że część łącząca proste odcinki rury wyładowczej ma przekrój zwężający się w pobliżu łuku zewnętrznego. Ten przekrój jest zbliżony do paraboli.

Wadą tego rozwiązania jest to, ze nie można utworzyć komory o dostatecznie niskiej temperaturze i nie można osiągnąć maksymalnego strumienia świetlnego, mimo zawęzenia obszaru plazmy przez zastosowanie przekroju parabolicznego.

Ujawniona w opisie patentowym nr DE P 42 15 674.2, lampa ma rurę wyładowczą o specjalnie ukształtowanym przekroju wewnętrznym, który ułatwia wytwarzanie i utrzymywanie korzystnej wartości ciśnienia cząstkowego rtęci.

Wadą jest specyficzny kształt wewnętrznego przekroju ścianki rury wyładowczej, co powoduje, że kontrola i produkcja tej rury wyładowczej wymaga skomplikowanego sprzętu produkcyjno - kontrolnego, który powiększa koszt procesu wytwarzania.

Konstrukcja rury wyładowczej ujawniona w opisie patentowym nr HU 192 640 opiera się na innej zasadzie. W tym rozwiązaniu, środkowa część zgiętego członu połączeniowego, łączącego proste odcinki rury wyładowczej wgnieciona jest w stronę przestrzeni wyładowczej w celu zwężenia przekroju strumienia plazmy. Część zwężona znajduje się między kopulastymi komorami chłodnymi, co w wyniku daje korzystne wartości wydajności świetlnej w przypadku lamp o niewielkim prądzie łuku.

Ta konstrukcja, głównie w przypadku lamp o dużym prądzie łuku, ma wadę polegającą na tym, ze zwiększona ilość ciepła generowanego przez plazmę podnosi temperaturę roboczą, a ten wzrost temperatury dociera w pobliże komór chłodnych pogarszając wydajność świetlną lampy wyładowczej.

Jednotrzonkowa lampa wyładowcza, według wynalazku zawiera rurę wyładowczą zamkniętą szczelnie na końcach, przy czym w rurze wyładowczej są umieszczone elektrody, zaś rura wyładowcza ma co najmniej dwa odcinki proste i zgięty łącznik pomiędzy co najmniej niektórymi sąsiadującymi ze sobą odcinkami prostymi, a zgięty łącznik ma łukowo ukształtowaną zewnętrzną i wewnętrzną ściankę ograniczającą. Zewnętrzna ścianka ograniczająca ma zagłębienie, zwęzające przekrój przestrzeni wyładowczej, a między końcami zgiętego łącznika, połączonymi z prostymi odcinkami rury i z odcinkiem zwęzonym, ukształtowane są wypukłe części kopułkowe. Lampa charakteryzuje się tym, że największy przekrój wewnątrz ścianki rury, w co najmniej jednej z części kopułkowych ma wartość w granicach od co najmniej 1,8 do 2,2 razy, co najmniejszy przekrój ukształtowany wewnątrz ścianki rury, pomiędzy łukową wewnętrzną ścianką ograniczającą zgiętego łącznika a odcinkiem zwężonym.

Korzystnie największy przekrój, wewnątrz ścianki rury co najmniej jednej części kopułkowej ma wartość co najmniej 1,2 a do 1,7 razy tyle, co przekrój wewnątrz ścianki odcinka prostego rury.

Ścianki ograniczające, zewnętrzna i wewnętrzna, zgiętego łącznika połączone są ze sobą ściankami bocznymi.

Korzystnie ścianki boczne mają płaską powierzchnię.

Kąt a utworzony przez spłaszczone ścianki boczne korzystnie zawiera się pomiędzy 30° a 50°.

Grubość zewnętrznej ścianki ograniczającej rury wyładowczej, w pobliżu części kopułkowej wynosi od 0,15 do 0,25 mm.

Rura wyładowcza zawiera co najmniej cztery odcinki proste.

Korzystnie rura wyładowcza zawiera na powierzchni wewnętrznej warstwę luminoforu.

Lampa według wynalazku umożliwia odpowiednie dobieranie cząstkowego ciśnienia rtęci i osiągnięcie maksymalnego pobudzenia nawet w przypadku wysokiego prądu łuku, które w efekcie daje zwiększoną wydajność świetlną.

Osiągnięto to poprzez zaprojektowanie specyficznych kształtów geometrycznych pomiędzy zwęzonym przekrojem zgiętego łącznika a największym przekrojem kopułki.

Przy utrzymaniu korzystnego stosunku przekroju części kopułkowej do zwężonego przekroju rury wyładowczej, dobrano średnią wartość temperatury rury wyładowczej wynoszącą 37°C, konieczną do osiągnięcia maksymalnego pobudzenia, nawet w przypadku jednotrzonkowych lamp wyładowczych o dużym prądzie łuku, która zapewnia wartości wydajności świetlnej lepsze od wartości osiąganych w lampach znanych.

186 700

Dodatkową zaletą jest możliwość poprawienia wydajności świetlnej w przypadku, kiedy zgięty łącznik spełniając wymagania dotyczące stosunków przekrojów, ma specyficznie spłaszczony kształt przekroju. Ponadto staje się mniej wrażliwa ta część rury wyładowczej, która skądinąd jest najbardziej podatna na złamanie. Ta zaleta daje uproszczenie procesu wytwarzania, transportu i magazynowania i zmniejsza straty związane z pękaniem i uszkodzeniami.

Należy również wziąć pod uwagę, że dzięki takiemu ukształtowaniu geometrycznemu zmniejsza się ogólna długość lampy, przy osiąganiu takiego samego strumienia, jak w przypadku znanych konstrukcji, co daje dalsze zmniejszenie kosztów.

Przedmiot wynalazku jest opisany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia korzystną odmianę jednotrzonkowej lampy wyładowczej według wynalazku, częściowo w przekroju, a fig. 2 - lampę wyładowczą w przekroju według fig. 1, wzdłuz płaszczyzny 11-11.

Na fig. 1 przedstawiono rurę wyładowczą 10 jednotrzonkowej lampy wyładowczej. Dwa proste odcinki rury 12 są ułożone równolegle do siebie. Ich końce połączone są zgiętym łącznikiem 11. Dolne końce prostych odcinków 12 rury zakończone są częściami spłaszczonymi 15, tworzącymi zamknięcie gazoszczelne, a w tych spłaszczonych częściach 15 zatopione są elektrody 30.

Korzystnie rura wyładowcza zawiera cztery, sześć, osiem lub nawet więcej prostych części rurowych 12 połączonych ze sobą w sposób umożliwiający występowanie wyładowania. Co najmniej niektóre z pośrednich części rurowych 12 połączone są również ze sobą zgiętymi łącznikami 11. W niniejszym przykładzie dla zapewnienia przejrzystości opisano tylko konstrukcję najprostszą.

Powierzchnia 13 rury wyładowczej 10 znajduje się po stronie 14 wyładowania jest pokryta powłoką, na przykład warstwą luminoforu fluoryzującego. Zgięty łącznik 11 rury wyładowczej 10 ma łukowo ukształtowaną zewnętrzną ściankę ograniczającą 11 a, również łukowo ukształtowaną wewnętrzną ściankę ograniczającą 11b, oraz jak to pokazano na fig. 2, spłaszczone ścianki boczne 11f, 11 g, które łączą zewnętrzną ściankę ograniczającą 11a z wewnętrzną ścianką ograniczaj ącą 11b.

Na fig. 1 widać, ze zewnętrzna ścianka ograniczająca 11a zgiętego łączenia 11 ma, w pobliżu osi podłużnej 16 rury wyładowczej 10, zagłębienie 11c obniżające się do przestrzeni wyładowczej 14, a po obu stronach obniżającego się zagłębienia 11c zgiętego łącznika 11 rozmieszczone są wypukłe części kopułkowe 11d i 11e.

Części kopułkowe 11d i 11e ukształtowane są tak, ze ich największy przekrój A2 wewnątrz rury wynosi co najmniej 1,8 a maksimum 2,2 razy tyle, co najmniejszy przekrój A3 mierzony wewnątrz ścianki rury między obniżającym się zagłębieniem 11c a wewnętrzną ścianką ograniczającą 11 b. W jednotrzonkowej lampie wyładowczej według fig. 1 wynalazek zrealizowany jest tak, że największy przekrój A2 wewnątrz ścianki rury wynosi tyle, co dwukrotny najmniejszy przekrój A3.

Na podstawie naszych badań stwierdziliśmy, że ten stosunek przekrojów zapewnia optymalne warunki robocze w odniesieniu do wydajności świetlnej jednotrzonkowej lampy wyładowczej.

W niniejszym przykładzie wykonania największy przekrój A2 wewnątrz ścianki rury części kopułkowych 11d i 11e zgiętego łącznika 11 jest 1,4 razy taki, jak przekrój Al wewnątrz ściany prostego odcinka rury wyładowczej 12.

Na fig. 1 widać również, że grubość v ścianki zewnętrznej 11a ograniczającej części kopułkowe 11 d i 11 e zgiętego łącznika 11 stanowi najcieńszą część ścianki rury wyładowczej 10. Ta grubość ścianki w niniejszej odmianie wykonania wynosi, korzystnie 0,2 mm.

Figura 2, po stronie odbiorczej, spłaszczone ścianki boczne 11f i 11g między zewnętrzną ścianką ograniczającą 11a a wewnętrzną ścianką ograniczaj ącą 11b zgiętego łącznika 11 są zbiezne w kierunku zewnętrznej ścianki ograniczającej 11a. Kąt a między spłaszczonymi ściankami bocznymi 11f i 11g wynosi od 30° do 50°. Kąt ten, korzystnie ma wartości 45°.

Podczas pracy lampy wyładowczej opisanej za pomocą fig. 1 i 2, plazma wytwarzana przez wyładowanie łukowe zachodzące w przestrzeni wyładowczej 14 między elektrodami 30

186 700 w zgiętym łączniku 11 jest ścieśniona. Ścieśnianie występuje w wyniku stosunków geometrycznych powstałych wskutek wtłoczenia zwężającego 11 ci zbiezności ścianek bocznych 11f i 11g. Plazma może być rozłożona wzdłuż wewnętrznej ścianki ograniczającej 11b zgiętego członu połączeniowego 11. Ciepło promieniowane przez ścieśnioną plazmę wtedy będzie oddawane w częściach kopułkowych 11d i 11e dzięki opisanemu wcześniej ukształtowaniu ich przekroju i niewielkiej grubości ścianek v w sąsiedztwie części kopułkowych 11d i 11e, tak że temperatura części kopułkowych stabilizuje się na wartości około 25°C.

Ta wartość temperatury umożliwia utrzymywanie się średniej temperatury przestrzeni wyładowczej rury wyładowczej 10 na wartości około 37°C. Powoduje to wytworzenia cząstkowego ciśnienia par rtęci, które zapewnia maksymalną intensywność linii rtęci 253 nm, niezbędnej do generacji światła. Dzięki temu otrzymuje się dużo lepszą wydajność świetlną lamp jednotrzonkowych, nawet przy dużym prądzie łuku, to znaczy 300 mA i powyżej.

Przedstawione przykłady wykonania zamieszczono dla celów zilustrowania wynalazku, i nie oznaczają one zawężania zakresu jego ochrony.

186 700

lla

fig- 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Jednotrzonkowa lampa wyładowcza zawierająca rurę wyładowczą zamkniętą szczelnie na końcach, przy czym w rurze wyładowczej są umieszczone elektrody, zaś rura wyładowcza ma co najmniej dwa odcinki proste i zgięty łącznik pomiędzy co najmniej niektórymi sąsiadującymi ze sobą odcinkami prostymi, a zgięty łącznik ma łukowo ukształtowaną zewnętrzną i wewnętrzną ściankę ograniczającą, przy czym zewnętrzna ścianka ograniczająca ma zagłębienie, zwężające przekrój przestrzeni wyładowczej, a między końcami zgiętego łącznika, połączonymi z prostymi odcinkami rury i z odcinkiem zwęzonym, ukształtowane są wypukłe części kopułkowe, znamienna tym, że największy przekrój (A2) wewnątrz ścianki rury, w co najmniej jednej z części kopułkowych (11d) ma wartość w granicach od co najmniej 1,8 do 2,2 razy, co najmniejszy przekrój (A3), ukształtowany wewnątrz ścianki rwy, pomiędzy lukową wewnętrzną ścianką ograniczającą zgiętego łącznika a odcinkiem zwęzonym.
2. 2. Lampa według zastrz. 1, znamienna tym. że największy przekrój (A2), wewnątrz ścianki rury co najmniej jednej części kopułkowej (11d) ma wartość co najmniej 1,2 a do 1,7 razy tyle, co przekrój (Al) wewnątrz ścianki odcinka prostego (12) rury.
3. 3. Lampa według zastrz. 1 lub 2, znamienna tym, ze ścianki ograniczające, zewnętrzna (11 a) i wewnętrzna (11b), zgiętego łącznika (11) połączone są ze sobą ściankami bocznymi (11f, 11g).
4. 4. Lampa według zastrz. 3, znamienna tym, ze ścianki boczne (11f, 11g) mają płaską powierzchnię.
5. 5. Lampa według zastrz 4, znamienna tym, że kąt a utworzony przez spłaszczone ścianki boczne (11f, 11g) zawiera się pomiędzy 30° a 50°.
6. 6. Lampa według zastrz. 3, znamienna tym, ze grubość (v) zewnętrznej ścianki ograniczającej (11a) rury wyładowczej (10), w pobliżu części kopułkowej (11d) wynosi od 0,15 do 0,25 mm.
7. 7. Lampa według zastrz. 2, znamienna tym, że rura wyładowcza (10) zawiera co najmniej cztery odcinki proste (12).
8. 8. Lampa według zastrz. 7, znamienna tym, że rura wyładowcza (10) zawiera na powierzchni wewnętrznej (13) warstwę (20) luminoforu.