МНОГОФАЗНАЯ ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА Российский патент 1995 года по МПК H01J61/92 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и усовершенствует газоразрядные осветительные лампы.

Известна газоразрядная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными двумя электродами, которые расположены в концах горелки (1).

Описываемая лампа наполнена инертным газом и ртутью, что обеспечивает излучение в ультрафиолетовой и видимой областях спектра (линии 185, 254, 297, 365, 404, 435, 546 и 577 нм).

Недостатком такой лампы является высокий коэффициент пульсаций потока излучения (до 70-80%), что вызывает опасность стробоскопического эффекта.

Наиболее близкой по технической сущности является трехфазная газоразрядная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными четырьмя электродами, два из которых расположены в концах, а два других в средней части горелки (2).

Лампа-прототип работает в трехфазной сети питающего напряжения и коэффициент пульсации ее гораздо ниже - 15-20%.

Недостатком описываемой известной лампы является узкая область применения, т. к. мощности всех трех разрядных промежутков жестко фиксированы и возможность варьирования мощностью и спектром отдельных разрядных промежутков отсутствует.

Была поставлена задача создания многофазной газоразрядной лампы с изменяющимися по мощностям отдельными газоразрядными промежутками.

Предлагаемым изобретением решена задача создания многофазной газоразрядной лампы с оперативным изменением интенсивности и цветности излучения ее отдельных разрядных промежутков.

В многофазной газоразрядной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, из которых крайние расположены в концах, а остальные в средней части горелки, согласно изобретению, по меньшей мере, один из электродов установлен с возможностью перемещения.

В предпочтительном варианте два крайних электрода закреплены на концах горелки, а остальных два выполнены взаимоперемещающимися в ее средней части.

Предпочтительно длина каждого из разрядных промежутков может в 1,1-2,0 раза превышать длины двух других разрядных промежутков.

В предпочтительном варианте установленные с возможностью перемещения электроды выполнены на гофрированных токоподводах, свободно размещенных на направляющих стержнях над электромагнитами, связанными с приводами их возвратно-поступательного перемещения.

Привод возвратно-поступательного перемещения каждого электромагнита предпочтительно имеет серводвигатель, связанный с электромагнитом посредством реечно-зубчатого зацепления.

Предлагаемое изобретение позволяет достичь следующего технического результата.

Выполнение хотя бы одного из электродов перемещающимся позволяет хотя бы в одном газоразрядном промежутке создавать различные комбинации мощности, т. е. варьировать интенсивность и цветность газоразрядных промежутков, что существенно расширяет функциональные возможности лампы.

Выполнение двух крайних электродов закрепленными на концах горелки, а двух средних взаимоперемещающимися в средней части позволяет создать трехфазную газоразрядную лампу с оперативным изменением интенсивности и цветности отдельных разрядных промежутков лампы.

Так при наполнении такой лампы трехкомпонентной смесью (галогенидами таллия, индия и лития) при определенных соотношениях межэлектродных промежутков удается достичь разной цветности излучения: один разрядный промежуток становится зеленым (преимущественное излучение таллия), другой - синим (преимущественное излучение индия), третий - красным (преимущественное излучение лития). Такой источник необходим в теплицах для светокультуры растений, такой источник удобен для создания цветовых эффектов на телевидении и кино, т.е. функциональные возможности лампы расширяются.

Превышение длины каждого из разрядных промежутков в 1,1-2,0 раза длины двух других определено экспериментально. При меньших значениях превышения мощности разрядных промежутков разнятся в настолько малой степени, что существенного изменения характера излучения не достигается и цели изобретения достичь не удается. При больших значениях указанного превышения мощности разрядные промежутки разнятся в такой степени, что один или два из рязрядных промежутков работают в неоптимальном режиме и энергетический к.п.д. по излучению становится низким.

Выполнение перемещающихся электродов на гофрированных токоподводах, свободно размещенных на направляющих стержнях над электромагнитами, связанными с приводами их возвратно-поступательного перемещения позволяет, плавно перемещая электроды, точно регулировать разрядные промежутки лампы в процессе ее работы.

На фиг. 1 показана конструкция многофазной, в частности трехфазной, газоразрядной лампы; на фиг. 2 - лампа трехфазная с перемещенным средним электродом, т. е. измененными левыми крайним и средним разрядным промежутками; фиг. 3 - схема подключения многофазной, например трехфазной, газоразрядной лампы; на фиг. 4 - длина разрядных промежутков, в частности трехфазной газоразрядной лампы; на фиг. 5 - многофазная, например двухфазная, газоразрядная лампа с одним средним перемещающимся и двумя крайними электродами, закрепленными на торцах горелки; на фиг. 6 - многофазная, например двухфазная, газоразрядная лампа с двумя подвижными и одним закрепленным на торце электродами; на фиг. 7 - многофазная, например однофазная, газоразрядная лампа с одним подвижным и одним, закрепленным на торце электродами.

Конструкция многофазной газоразрядной лампы, например трехфазной, содержит горелку 1 из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами 2, 3 и 4. Два электрода 2 расположены на концах горелки, два других 3, 4 - в средней части горелки 1. Два электрода 3, 4 в средней части горелки 1 выполнены взаимоперемещающимися. Горелка 1 с помощью элементов монтажа 5 закреплена во внешнем баллоне 6. Внешний баллон 6 снабжен двумя цоколями 7. После подключения лампы в схеме с четырьмя дросселями 8 (см. фиг. 3) кнопкой "Пуск" 9 осуществляется зажигание лампы с помощью импульсного зажигающего устройства 10. Возникает дуговой разряд в среде инертного газа одновременно в трех газоразрядных промежутках. По мере разгорания разряда в канал разряда поступает ртуть, а в лампах с металлогалогенным составом еще и галогениды металлов. В результате формируется дуговой разряд с фиксированными током, напряжением, мощностью, цветностью излучения каждого газоразрядного промежутка. При изменении положения двух электродов 3, 4, расположенных в средней части горелки 1, эти параметры фиксируются на новых величинах.

Перемещающиеся электроды выполнены так, чтобы длина каждого из разрядных промежутков могла превышать длины двух других разрядных промежутков в 1,1-2,0 раза. Т.е. выполняются всевозможные соотношения между двумя группами граничных
1. = =1,1, 2. = =2,0,
= =1,1, = =2,0,
= = 1,1. = =2,0.

Конструктивно устройство перемещения электродов может быть различным. Например, электроды 3, 4, расположенные в средней части горелки 1, выполнены на гофрированных токоподводах 11 и фиксируются на направляющем стержне 12. И гофрированные токоподводы 11 и направляющие 12 покрыты вакуумным цементом с целью избежания пробоя между близлежащими токоведущими частями.

Перемещение положения серединных электродов 3, 4 может производиться, например при перемещении электромагнитов 13, 14 в процессе работы лампы по штангам 15, за счет их электромагнитных связей.

Штанги 15 сальниками 16 установлены в цоколях 7. На наружных участках штанг 15 установлены зубчатые рейки 17, входящие в зацепление с шестернями 18, которые, в свою очередь, связаны с серводвигателями 19.

Это позволяет обеспечить оперативность изменения цветности излучения отдельных разрядных промежутков, в частности в данном примере, трехфазной газоразрядной лампы.

Кроме того, такая конструкция лампы удачно вписывается в систему автоматизированного управления спектром излучения. Например, проконтролировав излучаемый спектральный состав датчиком 20, на шкоф управления 21 подается сигнал изменения спектрального состава, который затем передается на серводвигатели 19 и электромагниты 3, 4 либо оба одновременно, либо один из них, в зависимости от заданной программы, меняют свои положения, в результате чего изменяется мощность разрядных промежутков, что позволяет изменять их интенсивность и цветность излучения.

Превышение длины каждого из электродных промежутков перед двумя другими должно составлять от 1,1 до 2,0. Так при наполнении лампы трехкомпонентной смесью (галогенидами таллия, индия и лития) при определенных соотношениях межэлектродных промежутков удается достичь разной цветности излучения: один разрядный промежуток становится зеленым (преимущественное излучение таллия), другой - синим (преимущественное излучение индия), третий - красным (преимущественное излучение лития).

На фиг. 4 в рассматриваемой трехфазной газоразрядной лампе позиции крайних электродов 2 обозначены буквами А и D, а средних электродов 3, 4 - соответственно В и С.

Примеры ее конкретного исполнения представлены в следующей таблице.

При исполнении лампы двухфазной с одним средним перемещающимся электродом 4 (см. фиг. 5) либо с двумя - одним крайним 3 и одним средним 4 - перемещающимися электродами (см. фиг. 6) изменение разрядных промежутков, т. к. их мощности, а следовательно, их интенсивности и цветности излучения происходит при перемещении подвижных электродов аналогичным образом.

Аналогично происходит изменение интенсивности и цветности излучения разрядного промежутка у однофазной лампы (фиг. 7) с одним перемещающимся 4 и одним закрепленным 2 электродами.

Внедрение изобретения позволит существенно расширить функциональные возможности многофазных газоразрядных ламп, в частности при использовании для светокультуры растений и для освещения на телевидении и кино.

Использование: в газоразрядных осветительных лампах. Сущность изобретения: многофазная газоразрядная лампа содержит горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами. Крайние из электродов установлены на концах, а остальные - в средней части горелки. По меньшей мере один из электродов установлен с возможностью перемещения. Перемещающиеся электроды выполнены из гофрированных токоподводов. Последние расположены над электромагнитами, связанными с приводами их возвратно-поступательного перемещения. Изобретение позволяет существенно расширить функциональные возможности многофазных газоразрядных ламп. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. МНОГОФАЗНАЯ ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными на токоподводах по меньшей мере тремя электродами, два из которых расположены на концах горелки, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из электродов установлен с возможностью перемещения. 2. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что два электрода, расположенные на концах горелки, установлены неподвижно, а каждый из двух других электродов установлен с возможностью перемещения вдоль горелки. 3. Лампа по п.2, отличающаяся тем, что длина каждого из разрядных промежутков в 1,1 - 2,0 раза превышает длины других разрядных промежутков. 4. Лампа по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что для обеспечения перемещения соответствующих электродов их токоподводы выполнены на части длины гофрированными и свободно установлены на направляющих стержнях над электромагнитами, связанными с приводами их возвратно-поступательного перемещения. 5. Лампа по п.4, отличающаяся тем, что привод возвратно-поступательного перемещения каждого электромагнита имеет серводвигатель, связанный с электромагнитом посредством реечно-зубчатой передачи.