БЕЗРТУТНАЯ МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА Российский патент 1995 года по МПК H01J7/08 H01J61/20 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует металлогалогенные лампы, генерирующие ультрафиолетовое излучение.

Известна металлогалогенная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и ртутью [1] . Основным назначением таких ламп является генерирование ультрафиолетового излучения. Поэтому лампа лишена внешнего стеклянного баллона, который, как известно, поглощает ультрафиолетовое излучение.

Недостатком указанной лампы является низкая экологичность ее конструкции и процессов изготовления и эксплуатации вследствие использования в составе наполнения крайне токсичной ртути.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично заваренными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов [2]. В составе наполнения лампы-прототипа исключена ртуть, что значительно повышает экологичность конструкции лампы.

Натриево-скандиевое наполнение этой лампы генерирует излучение в видимой области спектра при хорошей световой отдаче - более 80 лм/Вт.

Недостатком данной лампы при использовании для целей полиграфии медицины и т.д. является низкая интенсивность излучения в области длин волн короткого ультрафиолетового 100-315 нм.

Целью изобретения является увеличение излучения в области длин волн 100-315 нм.

Для этого в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, в составе наполнения использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами меди в количестве от 0,2 до 4,0 мк моль/см³, а давление инертного газа составляет от 26,6 до 200,0 КПа. В лампе могут дополнительно использоваться добавки для обеспечения горелки галогенидами титана в количестве от 0,1 до 3,0 мк моль/см³, а также добавки для обеспечения горелки галогенидами сурьмы в количестве от 0,15 до 6,0 мк моль/см³.

В предлагаемой лампе экспериментально подобранный состав наполнения генерирует излучение, максимум которого приходится на область спектра с длинами волн в диапазоне 100-315 нм.

На чертеже представлена металлогалогенная лампа (МГЛ).

Конструкция лампы аналогична соответствующей для известных МГЛ. Она содержит горелку 1 из оптически прозрачного материала, с герметично установленными электродами 2, токоподвод осуществляется через фольговые вводы 3 и молибденовые вывода (4).

Посредством элементов 5 монтажа горелка 1 закрепляется во внешнем стеклянном баллоне 6, имеющем верхний 7 и нижний 8 цоколи.

Принцип работы предлагаемой лампы также соответствует принципу работы известных МГЛ. После подключения лампы к питающей сети последовательно с балластным сопротивлением (индуктивным, емкостным, активным, комбинированным) осуществляют зажигание лампы путем подачи на электроды 2 лампы высоковольтного электрического импульса. После зажигания дугового разряда в среде инертного газа происходит нагревание стенок горелки 1, в результате чего в разряд поступают добавки для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов. По истечении периода разгорания устанавливается дуговой разряд в парах галогенидов излучающих металлов с фиксированными параметрами: мощностью лампы, потоком излучения, напряжением на лампе и др.

В качестве добавок для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов могут использоваться:
1. Непосредственно галогениды излучающих металлов.

2. Чистые металлы и галогениды олова, в этом случае образование галогенидов излучающих металлов происходит согласно следующей реакции (на примере меди): Cu + SnX₂ ->> CuX₂ + Sn
3. Оксиды металлов, галогениды олова и алюминия и/или кремния, реакции образования галогенидов при этом следующая: Cu + SnX₂ + Al(Si) ->> CuX₂ + Al₂O₃(SiO₂) + Sn
Количество добавок для обеспечения горелки галогенидами меди, титана и сурьмы определено экспериментально и составляет 0,2-4,0 мк моль/см³, 0,1 - 3,0 мк моль/см³ и 0,15-6,0 мк моль/см³ соответственно.

При меньших количествах добавок их не хватает для работы лампы в течение всего срока службы, так как добавки уходят из среды в процессах взаимодействия с элементами внутренней конструкции горелки, а также в процессах адсорбции, абсорбции, хемисорбции м т.д.

При больших количествах добавок увеличивается количество загрязнений, попадающих в горелку лампы вместе с компонентами наполнения, при этом увеличения потока излучения уже не происходит.

В качестве инертного газа могут быть использованы аргон и, предпочтительно, криптон и ксенон, так как криптон и ксенон обладают наибольшей напряженностью электрического поля в дуговом разряде, что позволяет уменьшить габариты лампы.

Давление инертного газа определено экспериментально и составляет от 26,6 до 200,0 КПа.

При меньшем давлении инертного газа излишне растут габариты лампы, что увеличивает материалоемкость и себестоимость лампы.

При большем давлении инертного газа вероятность разрушения лампы в процессе работы становится большой из-за высокого давления инертного газа в номинальном режиме работы лампы.

В таблице приведены примеры конкретного исполнения ламп.

Использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить эффективность излучения лампы в области длин волн 100,0 - 315,0 нм без увеличения ее себестоимости. При этом сохраняется высокая степень экологичности ламп.

Использование: в электротехнической промышленности, в частности металлогалогенные лампы, генерирующие ультрафиолетовое излучение. Цель изобретения - увеличение излучения в области длин волн 100 - 315 нм. Сущность изобретения: металлогалогенная лампа содержит горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов. В составе наполнения ламп использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами меди в количестве 0,2-4,0 мк·моль/см³ , а давление инертного газа составляет 26,6 - 200 КПа. В составе наполнения лампы дополнительно использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами титана в количестве 0,1-3,0 мк·моль/см³ и добавки для обеспечения горелки галогенидами сурьмы в количестве 0,15-6,0 мк·моль/см³ . 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. БЕЗРТУТНАЯ МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, отличающаяся тем, что в качестве добавки для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов использованы обеспечивающие галогениды меди в количестве 0,2 - 4,0 мк · моль/см³, а давление инертного газа выбрано в пределах 16,6 - 200 КПа. 2. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что в составе наполнения дополнительно использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами титана в количестве от 0,1 до 3,0 мк · моль/см³. 3. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что в составе наполнения лампы дополнительно использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами сурьмы в количестве от 0,15 до 6,0 мк · моль/см³.