КОМПАКТНАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ЛАМПА Российский патент 1997 года по МПК H01J61/34 

Изобретение относится к электровакуумной техник и может быть использовано при создании и изготовлении компактных люминесцентных ламп.

Известна компактная люминесцентная лампа, содержащая герметизированную оболочку с нанесенным на ее внутреннюю поверхность люминофорным покрытием и введенными в нее электродами создания и поддерживания газового разряда [1]
Известна также компактная люминесцентная лампа, содержащая герметизированный корпус с газоразрядными областями, внутренняя поверхность которых покрыта люминофором, и электродами создания и поддержания разряда [2] прототип.

Недостатком известных устройств является замена неравномерности освещенности и распределения силы света в пространстве на небольших по сравнению с размерами лампы расстояниями.

Решаемой технической задачей является улучшение светотехнических характеристик прототипа и в соответствии с этим достигаемым результатом является повышение равномерности освещенности в плоскостях перпендикулярных оси лампы на небольших по сравнению с ее размерами расстояниями за счет использования более широких конструктивных возможностей заявленного технического решения.

Совокупность существенных признаков, достаточная для достижения указанного технического результата, характеризуется в предложенной компактной люминесцентной лампе, содержащей герметизированный корпус с газоразрядными областями, внутренняя поверхность которых покрыта люминофором, и электродами создания и поддержания разряда тем, что корпус выполнен в виде основания с жестко закрепленными на нем штенгелем, электрическими вводами и оболочки. Оболочка составлена из двух частей внутренней части для выделения разрядных промежутков и наружной части с нанесенным на ее поверхность люминофором, герметично соединенных с основанием. Во внутренней части оболочки выполнено n1 элементарных областей произвольной, преимущественно цилиндрической формы разрядного промежутка, где n1 выбрано в пределах 1≅n1≅1000, последовательно герметично соединенных между собой таким образом, что максимальная длина L1 линии, соединяющей центры объемов любых двух соседних элементарных областей, выбрана по отношению к расстоянию L2 между максимально удаленными течками на поверхности наружной оболочки в пределах 1≅L1/L2≅1000. Общая длина разрядного промежутка разделена на n2 автономных разрядных промежутков в пределах 1≅n2≅10 дополнительно введенными перегородками и электродами. Соотношение между минимальными L3 и максимальными L4 расстояниями между геометрическими центрами перегородок выбрано в пределах 0,2≅L3/L4≅1. При этом соотношении минимальных S1 и максимальных S2 величин площадей поперечных сечений, проходящих через геометрические центры элементарных областей выбрано в пределах 0,1≅S1/S2≅1. На внутреннюю поверхность элементарных областей нанесены люминофорные участки, суммарная площадь S3 которых выбрана по отношению к общей площади S4 внутренней поверхности элементарных областей в пределах 0,005≅S3/S4≅ 0,9 и участки отражающего покрытия, суммарная площадь S5 которых выбрана по отношению к S4 в пределах 0,1≅S5/S4≅0,8. На внутренней поверхности элементарных областей размещены последовательно соединенные между собой в электрическую цепь токопроводящие пленочные резистивные элементы, общая площадь S6 занимаемая которыми выбрана по отношению к S4 в пределах 0,01≅ S6/S4≅0,1. Один из концов цепи токопроводящих элементов соединен с электрическим вводом в основании. В наружную часть оболочки дополнительно введена электроизолирующая герметичная перегородка для предотвращения паразитных разрядов между токоподводящими электродами. Наружная часть оболочки покрыта участками с матированной поверхностью и/или рассеивающими выступами и/или углублениями, общая площадь S7 которых выбрана по отношению к площади S8 наружной поверхности наружной части оболочки в пределах 0,1≅S7/S8≅3. Оболочка также покрыта участками люминофорного покрытия, общая площадь S9 которых выбрана по отношению к S8 в пределах 1≅ (S9+S8)/S8≅2.

На чертеже схематически изображено внутреннее устройство компактной люминесцентной лампы.

При описании сведений, подтверждающих возможность осуществления изобретения нецелесообразно детально останавливаться на известных из опубликованных данных конструктивных особенностях предложенной лампы, в частности, на особенностях герметизированного корпуса с газоразрядными областями, внутренняя поверхность которых покрыта люминофором, и электродами создания и поддержания разряда.

Детально целесообразно описать только существенные отличительные признаки предложенной лампы, заключающиеся в том, что корпус 1 выполнен в виде основания 2 с жестко закрепленными на нем штенгелем 3, электрическими вводами 4 и оболочки 5. Оболочка 5 составлена из двух частей внутренней части 6 для выделения разрядных промежутков и наружной части 7 с нанесенным на ее поверхность люминофором 8, герметично соединенных с основанием 2. Форма выполнения оболочки 5 может быть произвольной, однако предпочтительно является плоская цилиндрическая форма. Во внутренней части оболочки 5 выполнено n1 элементарных областей 9 произвольной, преимущественно цилиндрической формы разрядного промежутка, где n1 выбрано в пределах 1≅ n1≅1000, последовательно герметично соединенных между собой таким образом, что максимальная длина L1 линии, соединяющей центры 10 объемов любых двух соседних элементарных областей, выбрана по отношению к расстоянию L2 между максимально удаленными точками на наружной поверхности оболочки 5 в пределах 1≅L1/L2≅1000. Произвольность формы выполнения объемов элементарных областей обусловлена необходимостью в некоторых случаях рационального запоминания ими внутреннего объема оболочки 5 или получения необходимых значений площадей из внутренней поверхности.

Общая длина разрядного промежутка разделена на n2 автономных разрядных промежутков в пределах 1≅n2≅10 дополнительно введенными перегородками и электродами. Необходимость в выделении таким образом автономных разрядных промежутков может быть вызвана целесообразностью комбинированного выполнения лампы в многофункциональном ее варианте. Например, маломощный автономный разрядный промежуток может понадобиться для постоянного горения лампы в дежурном или ночном режиме. Другие автономные разрядные промежутки могут быть нужны для включения лампы не на полную мощность, а на ряд промежуточных ее мощностей. При одновременном горении всех автономных разрядных промежутков лампа соответственно работает на полную мощность. Соотношение между минимальными L3 и максимальными L4 расстояниями между геометрическими центрами площадей поверхностей перегородок в таком конструктивном выполнении лампы выбрано в пределах 0,2≅L3/L4≅1.

Соотношение минимальных S1 и максимальных S2 величин площадей поперечных сечений, проходящих через геометрические центры объемов элементарных областей выбрано в пределах 0,1≅S1/S2≅1. На внутреннюю поверхность элементарных областей нанесены люминофорные участки 8, суммарная площадь S3 которых выбрана по отношению к общей площади S4 внутренней поверхности элементарных областей в пределах 0,005≅S3/S4≅0,9 и участки отражающего покрытия, суммарная площадь S5 которых выбрана по отношению к S4 в пределах 0,1≅S5/S4≅0,8. Форма нанесенных люминофорных и/или отраженных участков может быть произвольной, например, в виде кусочно-точечных участков и/или участков, опоясывающих внутреннюю поверхность элементарных областей.

На внутренней поверхности элементарных областей размещены последовательно соединенные между собой в электрическую цепь токопроводящие пленочные резистивные элементы 11, общая площадь S6 занимаемая которыми выбрана по отношению к S4 в пределах 0,01≅S6/S4≅0,1. Формой выполнения резистивных элементов 11 и закономерностью распределения сопротивления вдоль их длины можно управлять распределением потенциалов на внутренней поверхности элементарных областей. Один из концов токопроводящих элементов 11 соединен с электрическим вводом в основании 2 для подачи необходимого потенциала.

В наружную часть оболочки 5 дополнительно введена электроизолирующая герметичная перегородка 12 для предотвращения паразитных разрядов между токопроводящими электродами 4. Введение такой перегородки может оказаться целесообразным в каждом из автономных разрядных промежутков. Наружная часть оболочки 5 покрыта участками с мативированной поверхностью 13 и/или рассеивающими выступами и/или углублениями (рифление), общая площадь S7 которых выбрана по отношению к площади S8 наружной поверхности наружной части оболочки в пределах 0,1≅S7/S8≅3. Оболочка 5 также может быть покрыта участками люминофорного покрытия, общая площадь S9 которых выбрана по отношению к S8 в пределах 1≅(S9+S8)/S8≅2. Это расширяет арсенал возможностей конструктивного выполнения модификаций заявленной лампы в целях достижения указанного технического результата. Для поддержания внутри лампы необходимой атмосферы в нее целесообразно ввести геттеро-ртутные дозаторы 14.

Работа предложенной лампы заключается в преобразовании подводимой электрической энергии в световую и в перераспределении ее излучения с минимальными потерями и создания равномерного освещения в плоскостях перпендикулярных оси лампы в соответствии с задаваемыми ее конструктивными особенностями.

Достигаемый технически результат, как показали данные экспериментов, может быть реализован только взаимосвязанной совокупностью всех существенных признаков заявленного устройства, отраженных в формуле изобретения. Для доказательства достижения технического результата и в качестве сведений, подтверждающих возможность изобретения, целесообразно привести примеры практического выполнения устройства, при описании которых нецелесообразно излагать информацию, общую для каждого из примеров и отраженную в формуле и описании изобретения. Целесообразно привести только количественную информацию, отличающую один пример от другого, которая для удобства сведена в таблицу.

При сопоставлении прототипа и примеров оказалось целесообразным использовать параметр D, характеризующий соотношение равномерностей освещенностей, достигнутых при практической реализации заявленного устройства и прототипа. Равномерность освещенности при этом определялась разностью величин освещенностей, достигаемых в точках, отстоящих друг от друга на единицу длины. Как следует из таблицы, в оптимальном варианте (пример 3 таблицы) достигалось наиболее высокое значение указанного выше результата: D 1,3.

Нижние (пример 1) и верхние (пример 2) значения заявленных пределов были получены на основе статической обработки результатов экспериментальных исследований, анализа и обобщения их и известных из опубликованных данных, исходя из условия приближения параметра D к 1. При выходе за нижние (пример 4) и верхние (пример 5) значений предложенных пределов, как следует из таблицы, вышеуказанный технический результат не достигается (D <1).

Пример 6 таблицы отражает произвольный вариант осуществления предложенных объектов при нахождении параметров, характеризующих их существенные признаки, внутри пределов отраженных в формуле изобретения (D 1,2).

Кроме указанного выше технического результата практическое осуществление предложенного объекта позволяет существенно расширить возможности его использования применительно к различным типам помещений и улучшить экономические условия работы в освещаемых зонах.

Сущность изобретения: компактная люминесцентная лампа содержит герметизированный корпус с газоразрядными областями, внутренняя поверхность которых покрыта люминофором, электродами создания и поддерживания разряда тем, что корпус выполнен в виде основания с жестко закрепленными на нем штенгелем, электрическими вводами и оболочки. Оболочка составлена из двух частей - внутренней части для выделения разрядных промежутков и наружной части с нанесением на ее поверхность люминофором, герметично соединенных с основанием. Во внутренней части оболочки выполнено n1 элементарных областей произвольной, преимущественно цилиндрической формы разрядного промежутка, где n1 выбран в пределах 1≅n1≥1000, последовательно герметично соединенных между собой таким образом, что максимальная длина L1 линии, соединяющей центры объемов любых двух соседних элементарных областей, выбрана по отношению к расстоянию L2 между максимально удаленными точками на поверхности наружной оболочки в пределах 1≅L1/L2≅1000. Общая длина разрядного промежутка разделена на n2 автономных разрядных промежутков в пределах 1≅n2≅10 дополнительно введенными перегородками и электродами. В наружную часто оболочки дополнительно введена электроизолирующая герметичная перегородка для предотвращения паразитных разрядов между токоподводящими электродами. Наружная часть оболочки покрыта участками с матированной поверхностью и/или рассеивающими выступами и/или углублениями, общая площадь S7 которых выбрана по отношению к площади S8 наружной поверхности наружной части оболочки в пределах 0.1≅S7/S8≅3. Оболочка также покрыта участками люминофорного покрытия, общая площадь S9 которых выбрана по отношению к S8 в пределах 1≅ /S9+S8//S8≅2. 1 табл. 1 ил.

Компактная люминесцентная лампа, содержащая герметизированный корпус в виде основания с жестко закрепленными на нем штенгелем и оболочки с газоразрядными областями, внутренняя поверхность которых покрыта люминофором, снабженными электродами создания и поддержания разряда, отличающаяся тем, что оболочка составлена из двух автономных частей, внутренней части для выделения разрядных промежутков и наружной части с нанесенным на ее поверхность люминофором, герметично соединенных с основанием, во внутренней части оболочки выполнено n₁ элементарных областей произвольной, преимущественно цилиндрической формы разрядного промежутка, где n₁ выбрано в пределах 1 ≅ n₁ ≅ 1000, последовательно герметично соединенных между собой таким образом, что максимальная длина L₁ линии, соединяющей центры объемов любых двух соседних элементарных областей, выбрана по отношению к расстоянию L₂ между максимально удаленными точками на поверхности наружной оболочки в пределах 1 ≅ L₁ / L₂ ≅ 1000, общая длина разрядного промежутка разделена на n₂ автономных разрядных промежутков в пределах 1 ≅ n₂ ≅ 10 дополнительно введенными перегородками и электродами, соотношение между минимальными L₃ и максимальными L₄ расстояниями между геометрическими центрами перегородок выбрано в пределах 0,2 ≅ L₃ / L₄ ≅ 1, при этом соотношение минимальных S₁ и максимальных S₂ величин площадей поперечных сечений, проходящих через геометрические центры элементарных областей, выбрано в пределах 0,1 ≅ S₁ / S₂ ≅ 1, суммарная площадь люминофорных участков, нанесенных на внутреннюю поверхность элементарных областей S₃, выбрана по отношению к общей площади S₄ внутренней поверхности элементарных областей в пределах 0,005 ≅ S₃ / S₄ ≅ 0,9, на внутреннюю поверхность элементарных областей нанесены участки отражающего покрытия, суммарная площадь S₅ которых выбрана по отношению к S₄ в пределах 0,1 ≅ S₅ / S₄ ≅ 0,8, на внутренней поверхности элементарных областей размещены последовательно соединенные между собой в электрическую цепь токопроводящие пленочные резистивные элементы, общая площадь S₆, занимаемая ими, выбрана по отношению к S₄ в пределах 0,01 ≅ S₆ / S₄ ≅ 0,1, один из концов цепи токопроводящих элементов соединен с электрическим вводом в основании, в наружную часть оболочки дополнительно введена электроизолирующая герметичная перегородка для предотвращения паразитных разрядов между токопроводящими электродами, наружная часть оболочки покрыта участками с матированной поверхностью, и/или рассеивающими выступами, и/или углублениями, общая площадь S₇ которых выбрана по отношению к площади S₈ наружной поверхности наружной части оболочки в пределах 0,1 ≅ S₇ / S₈ ≅ 3, а также покрыта участками люминофорного покрытия, общая площадь S₉ которых выбрана по отношению к S₈ в пределах 1 ≅ (S₉ + S₈) / S₈ ≅ 2.