ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК H01J61/10 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в создании газоразрядных ламп низкого давления.

Известна дуговая лампа низкого давления с повышенным рабочим напряжением /1/. При эксплуатации такой лампы снижаются требования к балласту. Повышение напряжения обеспечивается введением поперечных разделительных перегородок, в которых выполнены отверстия. С помощью этих перегородок дуговой разряд внутри лампы сжимается. Толщина каждой перегородки меньше длины релаксации энергии электронов для ламп данного типа.

К недостаткам данного изобретения можно отнести то, что введение одной перегородки может повысить рабочее напряжение всего на 3 5 В. Поэтому для существенного повышения рабочего напряжения требуется введение нескольких перегородок, что усложняет изготовление таких ламп.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение технологии изготовления газоразрядных ламп низкого давления с повышенным напряжением горения.

Указанная цель достигается тем, что в газоразрядной лампе низкого давления, содержащей наполненную рабочим веществом разрядную трубчатую колбу с электродами на противоположных концах, в которой на части длины межэлектродного промежутка имеется разрядный канал с сечением, меньшим сечения трубки, в соответствии с изобретением длина указанного канала составляет от X_r до L-2D где X_r длина релаксации энергии электронов для данного газа; L расстояние между электродами, D внутренний диаметр разрядной колбы. Разрядный канал может быть образован стенкой дополнительной трубки, герметично установленной в отверстии перегородки, расположенной перпендикулярно оси колбы и герметично с ней соединенной. Дополнительная трубка может быть выполнена из тугоплавкого металла. Перегородка может быть выполнена из тугоплавкого металла. Разрядный канал может быть образован внутренней стенкой разрядном трубчатой колбы.

На фиг. 1 изображен вариант лампы с перегородкой и дополнительной трубкой. На фиг.2 изображен вариант лампы с дополнительной трубкой из тугоплавкого металла. На фиг.3 изображен вариант лампы с перегородкой из токопроводящего тугоплавкого металла. На фиг.4 изображен вариант лампы с каналом, образованным внутренней стенкой разрядной трубчатой колбы. На фиг.5 изображены вольт-амперные характеристики ламп с разрядным каналом (А) и без него (В).

Электроды 1 расположены на противоположных концах трубчатой колбы 2, внутри которой имеется перегородка 3 с закрепленной в ней дополнительной трубкой 4, образующей канал 5. Отношение диаметра d канала 5 к внутреннему диаметру колбы D лежит в пределах от 0,02 до 0,9.

Длина l канала лежит в пределах от X_r до L-2D, где X_r длина релаксации энергии электронов для данного газа; L расстояние между электродами; D внутренний диаметр разрядной колбы. Верхняя граница длины канала ограничена протяженностью положительного столба потенциала. Поскольку область приэлектродного падения потенциала может достигать протяженности, равной внутреннему диаметру колбы, а лампа может быть включена в цепь переменного тока, длина канала должна быть меньше межэлектродного расстояния на удвоенную протяженность области приэлектродного падения потенциала.

При включении лампы в электрическую цепь и обеспечении условий существования самостоятельного разряда напряжение горения лампы складывается из падения потенциала в приэлектродной области и в области положительного столба. Падение потенциала в приэлектродной области зависит в основном от рода и давления наполняющего газ и от материала электродов. Падение потенциала в области положительного столба прямо пропорционально протяженности столба и обратно пропорционально внутреннему диаметру канала. При сужении разрядного канала увеличивается градиент потенциала в области положительного столба, следовательно, увеличивается и напряжение горения лампы в целом.

При протяженном канале во внутреннем объеме канала 5 происходят неупругие столкновения электронов с атомами газа. Однако при оптически прозрачных стенках канала 5, образованного внутри трубки 4, выполненной, например, из стекла или кварца (фиг.1), это не снижает выход излучения газового разряда.

В тех случаях, когда трубка 4, образующая канал 5, выполнена из тугоплавкого металла (фиг.2), к излучению разряда в приэлектродных областях добавляется тепловое излучение дополнительной трубки.

В том случае, когда и дополнительная трубка 4, образующая канал 5 разряда, и перегородка 3, в которой закреплена дополнительная трубка, выполнены из тугоплавкого металла, а от перегородки сделан дополнительный вывод 6 из разрядной колбы (фиг.3), можно улучшить условия зажигания разряда в лампе, подав на перегородку потенциал, облегчающий зажигание.

Протяженный разрядный канал 5 с меньшим внутренним сечением может быть образован и внутренней стенкой разрядной колбы (фиг.4). В этом случае материал колбы должен быть оптически прозрачным для обеспечения выхода излучения газового разряда.

Примером предложенного изобретения может служить лампа, конструкция которой показана на фиг.1. В изготовленной лампе D 25 мм; d 0,5 мм; L 95 мм; l 12 мм. Разрядная колба, перегородка и дополнительная трубка выполнены из кварца. Лампа была заполнена аргоном до давления 1330 Па. Для сравнения была изготовлена аналогичная лампа без сужения разрядного канала.

На фиг. 5 представлены вольт-амперные характеристики ламп описанной конструкции. Кривая А относится к лампе с сужением разрядного канала. Кривая В относится к лампе без сужения разрядного канала. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4

Использование: в производстве газоразрядных ламп низкого давления с пониженными требованиями к балласту. Сущность изобретения: газоразрядная лампа низкого давления, имеющая трубчатую колбу с электродами на противоположных концах, в которой на части длины межэлектродного промежутка расположен разрядный канал с сечением, меньшим сечения трубки. Протяженность разрядного канала составляет от X<Mv>r<D> до L-2D, где X<Mv>r<D> - длина релаксации энергии электронов для данного газа; L - расстояние между электродами; D - внутренний диаметр разрядной колбы. Разрядный канал может быть образован внутренней стенкой разрядной трубчатой колбы или стенкой дополнительной трубки, выполненной из оптически прозрачного материала или из тугоплавкого металла. Дополнительная трубка герметично устанавливается в отверстии перегородки, расположенной перпендикулярно оси колбы и герметично с ней соединенной. Перегородка может быть выполнена из тугоплавкого металла. От перегородки может быть сделан дополнительный вывод из разрядной колбы. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Газоразрядная лампа низкого давления, содержащая наполненную рабочим веществом разрядную трубчатую колбу с электродами на противоположных концах, в которой на части длины межэлектродного промежутка имеется разрядный канал с сечением, меньшим сечения колбы, отличающаяся тем, что длина указанного канала составляет от X_r до L 2D, где X_r длина релаксации энергии электронов для данного газа, L расстояние между электродами, а D - внутренний диаметр разрядной колбы. 2. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что канал образован стенкой трубки, герметично установленной в отверстии перегородки, расположенной перпендикулярно к оси колбы и герметично с ней соединенной. 3. Лампа по п. 2, отличающаяся тем, что трубка выполнена из тугоплавкого металла. 4. Лампа по п. 3, отличающаяся тем, что перегородка выполнена из тугоплавкого металла. 5. Лампа по п. 4, отличающаяся тем, что перегородка имеет вывод из разрядной колбы. 6. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что канал образован внутренней стенкой разрядной трубчатой колбы.