Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА
МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА

МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в безртутных металлогенных лампах. Сущность изобретения: лампа содержит горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, галогенидами щелочных металлов и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов. В качестве указанных добавок использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами цинка, при этом молярное отношение количества галогенидов щелочных металлов к количеству добавок выбрано в пределах от 0,75 до 3,0 мк.моль/см3 . Количество компонентов наполнения составляет в мк.моль/см3 : галогениды щелочных металлов от 0,1 до 15,0, добавки для обеспечения горелки галогенидами цинка - от 0,1 до 16,0, а давление инертного газа выбрано в пределах от 1,33 до 40,0 КПа. В горелку лампы дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами железа, никеля и кобальта в количестве от 0,2 до 8,0, от 0,1 до 3,0 и от 0,1 до 5,0 мк.моль/см3 соответственно. В варианте выполнения в горелку лампы дополнительно введены добавки для обеспечения ее галогенидами железа и галлия в количестве от 0,2 до 8,0 и от 0,05 до 3,0 мк. мк.моль/см3 , галогенидами теллура в количестве от 0,15 до 6,0 мк.моль/см3 . Дополнительно введены галогениды индия, натрия и таллия в количестве от 0,15 до 5,0, от 0,2 до 13,0 и от 0,1 до 4,0 мк.моль/см3 соответственно. Дополнительно также введены галогениды лития в количестве от 0,3 до 10,0 мк.моль/см3 . В другом варианте выполнения введены добавки для обеспечения горелки галогенидами церия в количестве от 0,05 до 5,0 мк.моль/см3 . 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2026588
Класс(ы) патента: H01J61/18
Номер заявки: 5043436/07
Дата подачи заявки: 26.05.1992
Дата публикации: 09.01.1995
Заявитель(и): Саранское производственное объединение "Лисма"
Автор(ы): Минаев И.Ф.; Прытков Ю.А.; Немцева В.С.
Патентообладатель(и): Акционерное общество "Лисма" - завод специальных источников света и электровакуумного стекла
Описание изобретения: Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует безртутные металлогалогенные источники излучения.
Известна металлогалогенная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью и добавками для обеспечения горелки галогенидами металлов третьей группы периодической системы [1].
Излучающими металлами в этой лампе служат такие элементы как скандий, таллий, редкоземельные металлы. Это обеспечивает высокую светоотдачу - ≈ 90 лм/Вт и хорошую цветопередачу - Ra > 70 ед.
Недостатком описываемой лампы является низкая экологичность конструкции лампы вследствие использования в составе наполнения крайне токсичной ртути и ее соединений.
Наиболее близкой по технической сущности является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, галогенидами щелочных металлов и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов [2].
В лампе-прототипе в качестве излучающего элемента выбран скандий, что обеспечивает хорошую для безртутных ламп световую отдачу ≈80 лм/Вт.
Недостатком лампы является ее высокая материалоемкость и высокое напряжение зажигания вследствие использования в составе наполнения (для обеспечения приемлемого напряжения на лампе) инертного газа высокого давления ( > 66,5 кПа). Однако даже такое давление инертного газа предполагает излишне большую длину горелки, в результате чего материалоемкость лампы возрастает.
Целью изобретения является улучшение зажигания лампы при уменьшении материалоемкости.
Поставленная цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, галогенидами щелочных металлов и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, в качестве указанных добавок использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами цинка, при этом молярное отношение количества галогенидов щелочных металлов к количеству добавок выбрано в пределах от 0,75 до 3,0, количество компонентов наполнения составляет, в мк˙моль/см3
Галогениды щелочных
металлов 0,1-15,0
Добавки для обеспечения
горелки галогенидами цинка 0,1-16,0, а давление инертного газа выбрано в пределах от 1,33 до 40,0 кПа.
Дополнительно в горелке лампы могут использоваться добавки для обеспечения горелки галогенидами железа, никеля и кобальта в количестве 0,2-8,0; 0,1-3,0 и 0,1-5,0 мк˙моль/см3, добавками для обеспечения горелки галогенидами галлия и теллура в количестве 0,05-3,0; 0,15-6,0 мк˙моль/см3, галогенидами индия, натрия и таллия в количестве 0,15-5,0; 0,2-13,0, 0,1-4,0 мк˙моль/см3, галогенидами лития в количестве 0,3-10,0 мк˙моль/см3 и добавками для обеспечения горелки галогенидами церия в количестве 0,05-5,0 мк˙моль/см3.
В лампе по предлагаемому изобретению использование добавок для обеспечения горелки галогенидами церия позволяет обеспечить необходимое напряжение на лампе при низком давлении инертного газа - до 40,0 кПа. Это позволяет улучшить зажигание лампы, а также уменьшить материалоемкость так как напряжение на лампе варьируется дозировкой добавок для обеспечения горелки галогенидами цинка и может быть очень высоким. Таким образом, создаются условия для уменьшения материалоемкости лампы.
На чертеже изображена конструкция лампы. Лампа подержит горелку 1 из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами 2. С помощью элементов монтажа 3 горелка 1 фиксируется во внешнем стеклянном баллоне 4. Лампа снабжена резьбовым цоколем 5.
Принцип работы лампы идентичен принципу работы существующих МГЛ.
После подключения лампы в схему последовательно с балластным сопротивлением осуществляется зажигание путем подачи на электроды высоковольтного импульса. Возникает разряд в среде инертного газа. По мере нагревания стенок горелки в разряд поступают пары галогенидов металлов, в результате чего формируется дуговой разряд в парах галогенидов металлов с конкретными мощностью, напряжением, световым потоком лампы.
В качестве добавок для обеспечения горелки галогенидами металлов могут использоваться:
1. Непосредственно галогениды металлов.
2. Чистые металлы и галогениды неактивных металлов. Галогениды при этом формируются в результате реакции в первые часы работы лампы (на примере Со):
Co + SnX2 = CoX2 + Sn (1)
3. Оксиды металлов, алюминий и (или кремний) и галогениды неактивных металлов.
Реакция образования галогенидов металлов в этом случае следующая:
CaO + SnX2 + Al(Si) -> CoX2 + Al2O3 (SiO2) + Sn, (2), где Х - галоген
Важным является количество добавок для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов. Оно определено экспериментально и составляет для добавок для обеспечения горелки галогенидами железа, кобальта и никеля - 0,2-8,0, 0,1-3,0 и 0,1-5,0 мк/моль/см3, добавок для обеспечения горелки галогенидами таллия и теллура - 0,005-3,00 и 0,15-6,0 мк˙моль/см3, галогенидов индия, натрия и таллия - 0,15-5,0, 0,2-13,0 и 0,1-4,0 мк˙моль/см3, галогенидов лития - 0,3-10,0 мк˙моль/см3, добавок для обеспечения горелки галогенидами церия - 0,05-5,0 мк˙моль/см3.
При больших количествах добавок, без достижения положительного эффекта, увеличивается количество загрязнений, попадающих в лампу вместе с компонентами наполнения. Кроме того, возрастают затраты на приобретение, хранение и дозировку их в лампу.
При меньших количествах добавок их не хватает на обеспечение горелок в процессе всего срока службы в результате чего сокращается срок службы из-за резкого спада потока излучения.
Количество галогенидов щелочных металлов определено экспериментально и выбрано в пределах от 0,1 до 15,0 мк˙моль/см3.
При меньших количествах лампа работает нестабильно из-за недостатка в разряде электроположительных соединений (какими и являются галогениды щелочных металлов).
При больших количествах снижается эффективная температура разряда и поток излучения лампы уменьшается.
Количество добавок для обеспечения горелки галогенидами цинка выбрано в пределах от 0,1 до 16,0 мк˙моль/см3.
При меньших количествах не удается достичь нужного потенциала электрического поля и габариты лампы при фиксированной мощности растут.
При больших количествах добавок для обеспечения горелки галогенидами цинка лампа в ряде случаев гаснет при разгорании.
Важным является молярное отношение количества галогенидов щелочных металлов к количеству добавок, выбранное в пределах от 0,75 до 3,0.
При меньшем уровне этого отношения лампа в ряде случаев погасает в период разгорания. Механизм этого явления, по нашему мнению, следующий. После разгорания лампы в разряд прежде всего поступают галогениды цинка, у которых температура плавления составляет 390-450оС и которые являются электроотрицательными. Затем в разряд поступают электроположительные галогениды щелочных металлов, их температура плавления 600-650оС. При недостатке галогенидов щелочных металлов и при достижении на горелке температуры 400оС возможно погасание лампы так как в канале разряда высокая концентрация электроотрицательных галогенидов цинка и малое давление электроположительных галогенидов щелочных металлов. В этих условиях в определенный полупериод питающего напряжения разряд не перезажигается и лампа гаснет.
При соотношении большем, чем 3,0, превалируют уже галогениды щелочных металлов, это приводит к уменьшению эффективной температуры разряда и поток излучения лампы падает.
Давление инертного газа определено экспериментально и составляет 1,33-40,0 кПа.
При меньшем давлении происходит распыление электродов в пусковой период.
При большем давлении увеличивается напряжение зажигания.
Использование предлагаемого технического решения позволяет уменьшить материалоемкость лампы при улучшении зажигания.
Формула изобретения: 1. МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, галогенидами щелочных металлов и добавками для оебспечения горелки галогенидами излучающих металлов, отличающаяся тем, что в качестве указанных добавок использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами цинка, при этом молярное отношение количества галогенидов щелочных металлов к количеству добавок выбрано в пределах 0,75 - 3,0, количество компонентов наполнения составляет, мкмоль/см3:
Галогениды щелочных металлов - 0,1 - 15,0
Добавки для обеспечения горелки галогенидами цинка - 0,1 - 16,0
а давление инертного газа выбрано в пределах 1,33 - 40,0 КПа.
2. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что в горелку лампы дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами железа, никеля и кобальта в количестве 0,2 - 8,0; 0,1 - 3,0 и 0,1 - 5,0 мкмоль/см3 соответственно.
3. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что в горелку лампы дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами железа и галлия в количестве 0,2 - 8,0 и 0,05 - 3,0 мкмоль/см3.
4. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что в горелку дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами теллура в количестве 0,15 - 6,0 мкмоль/см3.
5. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что в горелку лампы дополнительно введены галогениды индия, натрия и таллия в количестве 0,15 - 5,0; 0,2 - 13,0 и 0,1 - 4,0 мкмоль/см3 соответственно.
6. Лампа по п. 5, отличающаяся тем, что в горелку лампы дополнительно введены галогениды лития в количестве 0,3 - 10,0 мкмоль/см3.
7. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что в горелку лампы дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами церия в количестве 0,05 - 5,0 мкмоль/см3.