ТРЕХФАЗНАЯ МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА Российский патент 1994 года по МПК H01J61/92 H01J61/18 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует трехфазную металлогалогенную лампу.

Известна металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью и металлогалогенным составом [1].

Описываемая металлогалогенная лампа в зависимости от набора компонентов металлогалогенного состава генерирует излучение с различным спектральным составом.

Недостатком лампы является низкая экологичность конструкции и процесса эксплуатации вследствие использования в составе наполнения крайне токсичной ртути.

Известна также безртутная металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и галогенидами натрия и скандия [2].

В составе наполнения этой лампы нет ртути и ее экологичность значительно выше традиционных МГЛ.

Недостатком указанной лампы является высокий коэффициент пульсаций потока излучения, который составляет 35-40%, что явно велико при современных требованиях к источникам излучения.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является трехфазная металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и металлогалогенным составом [3].

Состав наполнения лампы содержит ртуть и галогениды натрия и скандия, что позволяет достичь современного уровня световой отдачи 80-90 лм/Вт. Питание лампы осуществляется от трехфазной сети 380/220 В, поэтому удается значительно уменьшить пульсации потока излучения по сравнению с лампой-аналогом (коэффициент пульсаций составляет 15-20%).

Недостатком лампы-прототипа является низкая экологичность конструкции и процесса эксплуатации вследствие использования в составе наполнения крайне токсичной ртути. Кроме того, пульсации потока излучения, хотя не такого уровня как у ламп-аналогов, являются все таки значительными, что также является недостатком.

Целью изобретения является повышение экологичности конструкции и процесса эксплуатации при снижении пульсаций потока излучения лампы.

Это достигается тем, что в трехфазной металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и металлогалогенным составом, в составе наполнения использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов в количестве от 0,3 до 33,0 мк ˙ моль/см³, а давление инертного газа составляет от 26,6 до 200,0 кПа.

В составе наполнения могут применяться добавки для обеспечения горелки галогенидами индия, таллия и натрия в количестве от 0,2 до 6,0 мк˙ моль/см³, от 0,15 до 8,0 мк ˙моль/см³ и от 0,5 до 10,0 мк ˙моль/см³ соответственно; добавки для обеспечения горелки галогенидами индия, кальция и натрия в количестве, в мк˙моль/см³ от 0,2 до 8,0 от 0,3 до 9,0 и от 0,5 до 10,0 соответственно. В последнем составе наполнения могут использоваться добавки для обеспечения горелки галогенидами лития в количестве от 0,4 до 8,0 мк˙моль/см³. В этом случае состав излучения лампы оптимален для светокультуры растений.

При использовании добавок на основе индия, таллия и натрия излучениe лампы характеризуется высоким световым потоком, и она может использоваться для общего освещения. При использовании в этой лампе добавок для обеспечения горелки галогенидами лития генерируемое излучение становится весьма благоприятным и для облучения растений (так как появляется значительная составляющая в красной области спектра).

Использование в составе наполнения лампы добавок для обеспечения горелки галогенидами никеля, кобальта и железа в количестве, в мк˙моль/см³ от 0,1 до 5,0 от 0,15 до 6,0 и 0,15 до 9,0 соответственно спектр максимум излучения лампы смещается в область длин волн 320-380 нм и лампа может использоваться при изготовлении печатных плат, в полиграфии, при необходимости обеспечения фотохимических процессов, например в мебельной промышленности. При использовании в этой лампе добавок для обеспечения горелки галогенидами цезия в количестве от 0,2 до 10,0 мк˙моль/см³ удается улучшить зажигание лампы.

Излучение лампы имеет значительную составляющую в области короткого и среднего ультрафиолета (200-320 нм) при использовании в составе наполнения добавок для обеспечения горелки галогенидами титана в количестве от 0,3 до 6,0 мк˙моль/см³. В этом случае лампа может использоваться для обеззараживания воздушных и жидкостных сред, а также для стимулирования ряда фотохимических процессов.

На чертеже приведена трехфазная металлогалогенная лампа.

Лампа содержит горелку 1 из оптически прозрачного материала с герметично установленными тремя или четырьмя электродами 2. С помощью элементов 3 монтажа горелка закреплена внутри стеклянного баллона 4, который с обеих сторон снабжен цоколями 5.

Принцип работы предлагаемой трехфазной МГЛ аналогичен с соответствующим для известных трехфазных МГЛ. В схеме включения лампы фазы питающего напряжения подаются на электроды (при 3-х электродах). При четырехэлектродной конструкции лампы на них подаются три фазы и нулевой провод. Затем путем подачи высоковольтного импульса по меньшей мере на один из межэлектродных промежутков осуществляется зажигание лампы. Возникает дуговой разряд в среде инертного газа. По мере нагревания стенок горелки в разряд поступают добавки для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, которые и формируют спектр излучения предлагаемой лампы.

В составе наполнения лампы нет крайне токсичной ртути, поэтому экологичность конструкции и способа ее эксплуатации гораздо выше, чем у известных трехфазных металлогалогенных ламп.

Кроме того, предлагаемая трехфазная металлогалогенная лампа обеспечивает практическое устранение пульсаций светового потока^_коэффициент пульсаций составляет всего 4-7%.

Это достигается за счет значительного послесвечения инертного газа, давление которого в предлагаемой лампе достаточно велико.

В качестве добавок для обеспечения горелки галогенидами излучающих добавок могут использоваться:
непосредственно галогениды излучающих металлов;
чистые металлы и галогениды неактивных металлов (например, олова). Реакция образования галогенидов излучающих металлов в этом случае следующая (на примере индия)
In + SnX₂ ->> InX₃ + Sn (1), где Х - галоген;
оксиды излучающих металлов, галогениды неактивных металлов и алюминий и/или кремний. Галогениды излучающих металлов образуются так:
In₂O₃ + SnX₂ + Al(Si) ->>
->> InX₃ + Al₂O₃(SiO₂) + Sn (2)
Важным является количество добавок для обеспечения горелки галогенидами металлов. Оно определено экспериментально и составляет в мк˙моль/см³: для индия от 0,2 до 6,0, для таллия от 0,15 до 8,0, для натрия от 0,5 до 10,0, для кальция от 0,3 до 9,0, для лития от 0,4 до 8,0, для никеля от 0,1 до 5,0, для кобальта от 0,15 до 6,0, для железа от 0,15 до 9,0, для цезия от 0,2 до 10,0, для титана от 0,3 до 10,0.

При количествах добавок, больших максимальных величин, уже не достигается роста давления конкретных галогенидов металлов и вместе с тем увеличиваются затраты на приобретение, хранение и обработку компонентов наполнения. Кроме того, увеличивается количество загрязнений, неизбежно попадающих в горелку лампы вместе с компонентами наполнения.

При количествах добавок, меньших минимальных величин, указанных выше, их не достает для работы в течение всего срока службы лампы.

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице.

Внедрение изобретения позволит повысить экологичность конструкции и процесса эксплуатации трехфазной металлогалогенной, при этом себестоимость лампы практически не изменяется.

Изобретение: в трехфазных металлогалогенных лампах. Сущность изобретения: в составе наполнения трехфазной лампы использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов в количестве от 0,3 до 33,0 мк·моль/см³ , а давление инертного газа составляет от 26,6 до 200,0 кПа. В составе наполнения также использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами индия, таллия и натрия в количестве от 0,2 до 6,0 от 0,15 до 8,0 и от 0,5 до 10,0 мк·моль/см³ соответственно, а также добавки для обеспечения горелки галогенидами индия, кальция и натрия в количестве, мк·моль/см³ : от 0,2 до 6,0, от 0,3 до 9,0 от 0,5 до 10,0 соответственно; введены добавки для обеспечения горелки галогенидами лития в количестве от 0,4 до 8,0 мк·моль/см³ , добавки для обеспечения горелки галогенидами никеля, кобальта и железа в количестве от 0,5 до 5,0 от 0,15 до 6,0 от 0,15 до 9,0 мк·моль/см³ соответственно. Также могут быть введены добавки для обеспечения горелки галогенидами цезия в количестве от 0,2 до 10,0 мк·моль/см³ и добавки для обеспечения горелки галогенидами титана в количестве от 0,3 до 6,0 мк·моль/см³ . 6 з.п.ф-лы, 1 ил, 1 табл.

1. ТРЕХФАЗНАЯ МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и металлогалогенным составом, отличающаяся тем, что в составе наполнения использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов в количестве 0,3 - 33,0 мк. моль/см³, а давление инертного газа составляет 26,6 - 200,0 КПа. 2. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что в составе наполнения использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами индия, таллия и натрия в количестве 0,2 - 6,0 мк.моль/см³, 0,15 - 8,0 мк.моль/см³ и 0,5 - 10,0 мк. моль/см³ соответственно. 3. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что в составе наполнения использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами индия, кальция и натрия в количестве 0,2 - 6,0 0,3 - 9,0, 0,5 - 10,0 мк.моль/см³ соответственно. 4. Лампа по пп.2 и 3, отличающаяся тем, что в состав наполнения дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами лития в количестве 0,4 - 8,0 мк.моль/см³. 5. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что в составе наполнения использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами никеля, кобальта и железа в количестве 0,5 - 5,0, 0,15 - 6,0 и 0,15 - 9,0 мк.моль/см³ соответственно. 6. Лампа по п.6, отличающаяся тем, что в состав наполнения дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами цезия в количестве 0,2 - 10,0 мк. моль/см³. 7. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что в составе наполнения использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами титана в количестве 0,3 - 6,0 мк. моль/см³.