МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА Российский патент 1997 года по МПК H01J61/18 

Предполагаемое изобретения относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует осветительные лампы.

Известна металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов [1]
В составе наполнения описываемых ламп использованы галогениды элементов 3-й группы ПС, что позволяет обеспечить предельно высокий уровень световой отдачи и, в большинстве случаев, хорошую цветопередачу.

Недостатком описываемых ламп является низкая экологичность конструкции и процесса эксплуатации вследствие использования в горелках ламп предельно токсичной ртути.

Наиболее близкой по технической сущности является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов [2]
В конструкции лампы-прототипа не используются ртуть и ее соединения и ее экологичность несравненно выше экологичности лампы-аналога.

Недостатком указанной лампы является низкой срок службы.

Это происходит вследствие потемнения горелки в результате оседания на ее стенках распыленного вольфрама электродов. В результате этого снижается световой поток, что само по себе уменьшает срок службы лампы. Кроме того, из-за снижения светопропускания происходит перегрев горелки, что может привести к механическому разрушению горелки.

Целью предполагаемого изобретения является увеличение срока службы лампы.

Поставленная цель достигается тем, что 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 горелку лампы дополнительно введены галогениды четырехвалентного олова в количестве от 0,01^oC2,0 мк моль/см³, а давление инертного газа составляет от 1,33 до 200 кПа.

В качестве галогенидов четырехвалентного олова могут использоваться йодиды и бромиды четырехвалентного олова, при этом молярное отношение количества йодидов к количеству бромидов олова выбрано в пределах от 0,2 до 0,4.

В лампе по предлагаемому изобретению используются галогениды четырехвалентного олова, которое обеспечивают прохождение вольфрамогалогенного цикла возвращения распыленного вольфрама электродов со стенок на электрод. Таким образом достигается увеличения срока службы.

Интенсивное прохождение указанного цикла стимулирует появление в горелке, непосредственно после зажигания лампы, свободного галогена в результате разложения (при температуре 361^oC) галогенида четырехвалентного олова:

где X галоген.

Свободный галоген стимулирует вольфрамо-галогенный цикл [3] Удобным является то обстоятельство, что после отключения лампы, по мере охлаждения лампы, вновь образуется галогенид четырехвалентного олова. Т.е. при очередном зажигании лампы в горелке нет свободного галогена, что обеспечивает благоприятные условия для зажигания лампы.

Конструкция лампы показана на фиг.1. Она содержит горелку (1) из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами (2). С помощью элементов монтажа (3) горелка (1) зафиксирована во внешнем стеклянном баллоне (4).

Лампа может быть выполнена с одним цоколем или быть софитной, как изображено на рисунке. Один цоколь выполнен резьбовым (5), второй - цилиндрический (6) продолженный гибким токовводом (7).

Принцип работы подобен принципу работы существующих МГЛ. Лампа в схеме с балластным сопротивлением зажигается путем подачи на электроды лампы высоковольтного импульса. Возникает дуговой разряд в среде инертного газа, при температуре 360 370^oC в разряде появляются свободные галогены в результате разложения SnXu по (1), которые обеспечивают прохождение вольфрамово-галогенного цикла. По мере дальнейшего разогрева в разряд поступают излучающие добавки. После разгорания лампы фиксируется дуговой разряд в парах излучающих добавок с конкретными током, мощностью, напряжением, световым потоком лампы.

Количество галогенидов олова должно находиться в пределах от 0,2 до 4,0 мк•моль/см³. Это определено экспериментально.

При меньших количествах SnX4 вольфрамо-галогенный цикл возвращения вольфрамо-галогенный цикл возвращения вольфрама со стенок горелки на электрод проходит неэффективно.

При меньших количествах SnX4 ухудшается зажигание лампы (из-за избыточных галогенов при прохождении разложения SnX4 по (1)).

Количество добавок для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов также определено экспериментально и выбрано в пределах от 0,2 до 25,0 мк•моль/см³.

При меньших количествах добавок из недостаточно для функционирования лампы в течение всего срока службы, т.к. излучающие добавки жестчатся в процессах взаимодействия с загрязнениями, абсорбции, адсорбции, хемосорбции и т. д.

При больших количествах положительного эффекта не достигается, а затраты на приобретение, хранение и обработку излучающих добавок увеличиваются.

Как показывают эксперименты, чаще всего используются йодиды и бромиды четырехвалентного олова. Это позволяет активизировать вольфрамо-галогенный цикл и вместе с тем обеспечить стабильное зажигание ламп, которое ухудшается при использовании только бромидов олова (или хлоридов олова).

При этом молярное отношение йодидов олова к бромидам олова должно находиться в пределах от 0,2 до 4,0.

При меньших значениях этого отношения избыточное количество бромидов четырехвалентного олова ухудшает зажигание лампы.

При больших, чем 4,0, значениях этого соотношения избыточным является уже количество йодидов четырехвалентного олова, что снижает эффективность вольфрамо-галогенного цикла.

Давление инертного газа (аргона, криптона, реже ксенона) определено экспериментально и составляет от 1,33 до 200,0 КПа.

При меньшем давлении увеличивается распыление вольфрама электродов в пусковой период, что отрицательно сказывается на сроке службы лампы.

При большем давлении инертного газа повышается вероятность взрыва ламп во время работы.

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице.

Внедрение предполагаемого изобретения позволит увеличить срок службы ламп при практически неизменной себестоимости ламп.

Использование: в осветительных лампах. Сущность изобретения: металлогалогенная лампа содержит горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами. Горелка выполнена с инертным газом, добавками для обеспечения ее галогенидами излучающих металлов и галогенидами четырехвалентного слова в количестве от 0,01 до 2,0 мк моль/см³. Добавки для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов взяты в количестве от 0,2 до 25,0 мк моль/см³, а давление инертного газа составляет от 1,33 до 200 кПа. В качестве галогенидов четырехвалентного олова использованы йодиды и бромиды четырехвалентного олова. Молярное отношение количества йодидов к количеству бромидов олова выбрано в пределах от 0,2 до 4,0 мк моль/см³. 1 з. п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. 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, с целью увеличения срока службы, в горелку дополнительно введены галогениды четырехвалентного олова в количестве от 0,01 до 2,0 мкмоль/см³, указанные добавки взяты в количестве от 0,2 до 25,0 мкмоль/см³, а давление инертного газа составляет от 1,33 до 200,0 кПа. 2. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве галогенидов четырехвалентного олова использованы его иодиды и бромиды, при этом молярное отношение количества иодидов к количеству бромидов выбрано в пределах от 0,2 до 4,0.