ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА Российский патент 1995 года по МПК H01J61/54 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует газоразрядные лампы, служащие для целей общего освещения.

Известны газоразрядные лампы, содержащие кварцевые горелки с герметично заваренными электродами, наполненные инертным газом и ртутьсодержащим составом [1]
Такая конструкция газоразрядных ламп, лишенная электродов поджига, предполагает использование для зажигания ламп высоковольтного импульса, вырабатываемого пускорегулирующей аппаратурой (ПРА). Величина этого импульса изменяется в пределах 1,5-60,0 кВ.

Наиболее близкой по технической сущности является газоразрядная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала, наполненную по меньшей мере ртутью и инертным газом, в каждой из концов которой герметично установлены по одному основному и поджигающему электроду, электрически соединенные между собой через ограничительные сопротивления, закрепленную во внешнем стеклянном баллоне [2]
В описываемой лампе рядом с основным электродом в непосредственной близости (1-3 мм) располагается поджигающий электрод. В отсутствии галогенидного наполнения, когда лампа содержит ртуть и инертный газ, такая конструкция позволяет обеспечить зажигание ламп при подаче на горелки лампы напряжения питания, т.е. без дополнительных зажигающих устройств.

Еще одним недостатком описанной конструкции ГРЛ является нестабильность зажигания в схеме без дополнительных зажигающих устройств, что приводит к снижению их срока службы и уменьшению выхода годных при изготовлении. Особенно это проявляется в отношении маломощных ГРЛ, в частности, ламп типов ДРЛ 80 и ДРЛ 50.

Целью изобретения является увеличение срока службы ламп, снижение материалоемкости конструкции и увеличение выхода годных ламп.

Это достигается тем, что в газоразрядной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала, наполненную по меньшей мере ртутью и инертным газом, в каждом из концов которой герметично установлены по одному основному и поджигающему электроду, электрически соединенным между собой через ограничительные сопротивления, закрепленную во внешнем стеклянном баллоне, каждый из основных электродов присоединен к ближайшему поджигающему электроду.

Элементы конструкции лампы выполнены таким образом, что выполняется следующее соотношение:
25 ≥ K · l_п.п.≥ 7,2 где К коэффициент пропорциональности, принимающий значение 1,0;
A работа выхода электронов основных электродов, эВ;
Р_г давление инертного газа, кПа;
d_эл диаметр поджигающего электрода, мм;
R величина ограничительного сопротивления, кОм;
l_п.п. расстояние между поджигающими электродами, мм.

В ГРЛ по предлагаемому изобретению основные электроды электрически соединены через ограничительные сопротивления не с противоположным поджигающим электродом, а с близлежащим.

В маломощных ГРЛ это позволяет улучшить зажигание ламп, а значит повысить выход годных при изготовлении ламп и срок службы в процессе эксплуатации. Соединение основных и поджигающих электродов таким образом, как в конструкции лампы по предлагаемому изобретению, кроме того, позволяет устранить в конструкции монтажа горелок на ножку такие элементы как токоподводы (прежде они были необходимы для соединения основных электродов с противоположными (через ограничительные сопротивления).

На чертеже изображена схема соединения электрических элементов ГРЛ.

Каждый из основных электродов 1 электрически соединен через ограничительные сопротивления (2) с близлежащим поджигающим электродом 3. В остальном схема подключения ГРЛ к источнику питания 4 традиционна: последовательно подключено балластное сопротивление (активное, емкостное, индуктивное, комбинированное) 5, в схеме металлогалогенной лампы предусматривается зажигающее устройство 6.

Облегченное зажигание ГРЛ в конструкции лампы по изобретению объясняется следующим. Напряжение пробоя между поджигающими электродами в лампе по изобретению ниже напряжения пробоя между основными электродами. Это является следствием более высокой напряженности электрического поля на поджигающих электродах (по сравнению с соответствующим полем основных электродов), имеющих диаметр менее 0,3 мм. Известно, что значение Е_у поверхности проводника обратно пропорционально квадрату кривизны поверхности проводника
E ·I
I единичный вектор;
r² радиус кривизны поверхности проводника.

Диаметр поджигающего электрода, как правило, меньше 0,3 мм. Кроме того, на конце поджигающего электрода имеются заострения, которые еще больше увеличивают Е. Большое значение имеет и совпадение направления силовых линий электрического поля с направлением пробоя от поджигающего электрода к противоположному поджигающему электроду (при соединении электродов по прототипу направление основной массы силовых линий поджигающего электрода не совпадает с направлением пробоя основной электрод-близлежащий поджигающий электрод). Это и позволяет обеспечить пробой между поджигающими электродами в конструкции лампы по изобретению, причем более стабильно, чем осуществляется пробой между основным электродом и близлежащим поджигающим электродом в лампе прототипе, несмотря на гораздо меньшее расстояние между электродами (здесь сказывается и гораздо меньшая напряженность электрического поля рабочей части основного электрода, имеющего гораздо больший диаметр проволоки и не имеющего заострений).

В металлогалогенных лампах конструкция лампы по изобретению позволяет устранить явление электролиза, так как в этом случае основные и близлежащие поджигающие электроды являются электрически одноименными и между ними отсутствует разность потенциала. Устранение такого явления, как электролиз позволяет увеличить срок службы лампы.

Примеры конкретного исполнения лампы приведены в таблице.

Внедрение предлагаемого изобретения позволит без изменения себестоимости ламп увеличить их срок службы и выход годных снизить материалоемкость конструкции.

Использование: в газоразрядных лампах, служащих для целей общего освещения. Сущность изобретения: газоразрядная лампа содержит горелку из оптически прозрачного материала, наполненную по меньшей мере ртутью и инертным газом. В каждом из концов горелки герметично установлены по одному основному и поджигающему электроду, которые электрически соединены между собой через ограничительные сопротивления. Горелка закреплена во внешнем стеклянном баллоне. Каждый из основных электродов подсоединен через ограничительное сопротивление к ближайшему поджигающему электроду. Элементы конструкции лампы выполнены таким образом, что выполняется указанное в формуле соотношение. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА, содержащая закрепленную во внешнем стеклянном баллоне горелку из оптически прозрачного материала, наполненную металлогалогенными добавками и/или составом, содержащим ртуть и инертный газ, в каждом из концов которой герметично установлены основной и поджигающий электроды, электрически соединенные между собой через ограничительные резисторы, отличающаяся тем, что каждый из основных электродов подсоединен через ограничительный резистор к ближайшему поджигающему электроду. 2. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что диаметр каждого поджигающего электрода, d_эл, мм, и расстояние между ними, l_пп, мм, связаны между собой соотношением

где K коэффициент пропорциональности, принимающий значение
A работа выхода электронов основных электродов, эВ;
R величина сопротивления ограничительного резистора, кОм;
P_r давление инертного газа, кПа.