КОМПАКТНАЯ ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА Российский патент 1997 года по МПК H01J61/30 

Изобретение относится к электронной технике и может использовано при изготовлении компактных газоразрядных, преимущественно люминесцентных ламп.

Известны компактные газоразрядные лампы, содержащие оболочку с электродами, покрытую изнутри люминесцентным веществом и наполненную различными газами и парами для поддержания газового разряда, подключаемую к источнику питания через пуско-регулирующие устройства предназначены они в основном для использования в качестве источников света для бытовых и производственных помещений [1]
Наиболее близкой к изобретению является компактная газоразрядная лампа, содержащая патрон с установленными на нем через контактные соединения пуско-регулирующим аппаратом (ПРА) и герметично стеклооболочкой с люминофорным покрытием и введенными в нее электродами, наполненной парами и газами для поддержания разряда [2]
Недостатком известных устройств является неиспользование всех возможностей управления уровнями освещенности и задаваемых направлениях, в частности равномерности освещенности.

Технический результат изобретения расширение возможности управления уровнями освещенности в необходимых направлениях за счет конструктивных особенностей ее выполнения, например обеспечение повышения равномерности освещенности.

Это достигается с помощью предлагаемой компактной газоразрядной лампы, содержащей патрон с установленными на нем через контактные соединения ПРА и герметичной стеклооболочкой с люминофорным покрытием и введенными в нее электродами, наполненной парами и газами для поддержания разряда тем, что стеклооболочка выполнена из большого количества элементарных участков, сгруппированных в автономные области, в каждой из которых элементарные участки жестко соединены между собой.

Поверхность и размеру каждого из участков могут выбираться и в широких пределах. Внутренняя поверхность части участков может быть покрыта люминофором и/или дополнительным отражающим покрытием, которое также может быть расположено на наружной поверхности стеклооболочки и/или на дополнительных отражающих поверхностях. В часть участков могут быть введены дополнительные электроды для поддержания автономного разряда между ними, соединенные с коммутатором их задаваемого включения.

Совокупность элементарных участков и ПРА произвольным образом могут быть размещены в ограниченном объеме и соединены между собой и патроном разъемами, выполненными из ряда контактирующих пластин и/или стержней.

На фиг. 1 показан вариант конструктивного выполнения жестко соединенных между собой элементарных участков; на фиг. 2 вариант элементарных участков с выступами на поверхности.

При описании предлоагаемой лампы цецелесообразно детально останавливаться на описании его узлов и конструктивных особенностей, не отличающихся от известных, описанных в опубликованных источниках. В частности, это относится к патрону с установленными на нем через контактные соединения ПРА и герметичной стеклооболочкой с люминофорным покрытием и введенными в нее электродами, выполненной парами и газами для поддержания разряда.

Детально целесообразно остановиться только на существенных отличительных особенностях предложенной лампы, заключающихся в том, что стеклооболочки (фиг. 1) выполнены из n₁-элементарных участков 2, где n₁ выбрано в пределах 1≅ n₁ ≅ 10⁵. Поверхность 3 каждого из участков выполнена произвольной формы, аппрокссимируемой простейшими поверхностями, минимальный r₁ и максимальный r₂ радиусы которых выбраны в пределах .

В числе простейших поверхностей, которыми могут быть аппроксимированы поверхности элементарных участков, можно отметить плоскости, сферы, цилиндры, эллипсоиды и пр. В качестве материала для изготовления части элементарных участков могут использованы кроме стекла, керамика, металлы, с впаянными участками стекла и/или без него, в конструктивном положении и по технологии изготовления не отличающиеся от известных.

Соотношение между минимальными L₁ и максимальными L₂ расстояниями между геометрическими центрами любых двух произвольно выбранных соседних участков определено в пределах и с суммарной длиной L₃ всех отрезков, соединяющих геометрические центры 4 всех участков в пределах .

Геометрические центры 4 участков определены, например, как центры их объема или центры массы жидкости с объемом равным объему элементарного участка. Поверхность 5 части участков 2 может быть выполнена с выступами 6 произвольной формы. Выступы 6 на поверхности 5 части элементарных участков 2, не отличающиеся в конструктивном отношении от выступов, выполняемых на поверхностях известных электровакуумных приборов, предусмотрены для расширения возможности управления световыми потоками в необходимых направлениях, за счет, например, рассеяния потоков и/или их фокусирования выступами. В целях дополнительного рассеяния световых потоков часть элементарных участков может быть дематеривана известными методами. Часть И2 элементарных участков 2 в пределах покрыта изнутри люминофором, составы и технологии нанесения которого не отличаются от известных.

В часть элементарных участков могут быть введены дополнительные электроды для автономного поддержания разряда между ними, соединенные с коммутатором их задаваемого включения, дополнительно введенным у ПРА.

Указанные дополнительные электроды и коммутатор их включения в конструктивном и функциональном отношении не отличаются от известных. Поверхность части участков может быть покрыта отражающим покрытием. Отражающие покрытия и поверхности во взаимосвязи с остальными конструктивными отличительными особенностями предлагаемой лапы могут быть необходимы для повышения эффективности управления систем световыми потоками в необходимых направлениях. Их конструктивные и функциональные особенности и технологии изготовления не отличаются от известных.

Совокупность элементарных участков с величиной объема стеклооболочки произвольным образом размещена в некотором объеме V₂ таким образом, что величина объема V₁ взаимосвязана с величиной объема V₂ соотношением 0,1≅ V₁/V₂ ≅ 1. Объем V₂ ограничен системой плоскостей, касательных к максимально удаленным от геометрического центра лампы точкам. При этом в качестве геометрического центра лампы может быть, например, определена точка, являющаяся центром объема всех конструктивных элементов, входящих в лампу или центром масс жидкости, заполняющей объемы конструктивных элементов лампы. Объем V₃ ПРА при этом может быть расположен внутри или вне объема V₂ и выбран в пределах 0,01 ≅ V₃/V₂ ≅ 0,7.

Контакты электродов стеклооболочки, ПРА и патроны выполнены жестко соединенными между собой и/или в виде разъемов, составленных из пружинящих и/или подпружиненных пластин и/или стержней произвольной формы.

Из вышеизложенного следует, что указанный технический результат изобретения достигается за счет использования предельно большого объема потенциальных конструктивных возможностей, вытекающих из заявленной совокупности существенных признаков.

При описании примеров выполнения предлагаемого объекта нецелесообразно каждый раз повторять конструктивные особенности и признаки, общие для каждого примера, а только привести сведения, отличающие один пример от другого. Так как эти сведения представляют собой количественную информацию, целесообразно их для удобства отразить в виде таблицы.

При сопоставлении примеров выполнения заявленного объекта и прототипа оказалось целесоообразными использовать параметр ε, определяемый как характеризующее их соотношение неравномерностей освещенностей прототипа и заявленного объекта.

Неравномерность освещенности определена как максимальная разность уровней освещенностей или световых потоков, ее определяющих, в любых двух произвольно выбранных точках на любой задаваемой поверхности, все точки которой равноудалены от геометрического центра лампы.

Достижение технического результата изобретения наиболее эффективно проявляется на небольших расстояниях от геометрического центра лампы, когда невозможно пренебречь ее габаритными размерами, например на расстояниях 0,5 - 1,5 м.

Как видно из таблицы, в оптимальном варианте выполнения лампы (пример 1) проиллюстрировано достижение указанного технического результата (e₁ 1,1), который также достигается в примерах 2 и 3 таблицы при выполнения лампы внутри предлагаемых пределов (ε₂ 1,01; ε₃ 1,08). При выполнении лампы на нижних (пример 4) и на верхних (пример 5) значениях предлагаемых параметров достигаются минимальные величины указанного технического результата (ε₄ 1,01; ε₅ 1,0).

Нижние и верхние значения заявленных пределов были получены на основании статистической обработки известных экспериментальных результатов, а также анализа и обобщения опубликованных данных, исходя из условия приближения параметра ε к единице. Выход за предлагаемые пределы (пример 6 таблицы) приводит к невозможности достижения указанного результата (e₆ 0,98).

Кроме того, при выборе некоторых значений верхних и нижних значений заявленных параметров, были приняты во внимание и другие факторы, все из которых нецелесообразно перечислять. Например, практически бессмысленно предлагать значение ε превышающим 10⁸, так как за этим пределом потенциальный конкурент уже из чисто экономических соображений не будет работать.

Кроме указанного технического результата при практической реализации предлагаемого изобретения в оптимальных вариантах его выполнения достигаются экономия электрической энергии, расширение функциональных возможностей тампы за счет управления световым потоком, например, путем задаваемого включения автономных светящихся областей лампы и др.

Использование: изготовление компактных газоразрядных, преимущественно люминесцентных ламп. Сущность изобретения: лампа содержит патрон с установленным на нем через контактные соединения пуско-регулирующим аппаратам и герметично стеклооболочкой с люминоформным покрытием и введенными в нее электродами. Стеклооболочка наполнена парами и газами для поддержания разряда и выполнена из большого количества элементарных участков, сгруппированных в автономные области, в каждой из которых элементарные участки жестко соединены между собой. Поверхность и размеры каждого участка могут выбираться в широких пределах; на их поверхности могут быть выполнены выступы произвольной формы или поверхность части участков может быть матирована. Внутренняя поверхность части участков может быть покрыта люминофором и/или дополнительным отражающим покрытием. В часть участков могут быть введены дополнительные электроды для поддержания автономного разряда между ними, соединенные с коммутатором их задаваемого включения. Совокупность элементарных участков и пуско-регулирующий аппарат произвольным образом могут быть размещены в ограниченном объеме и соединены между собой и патроном разъемами, выполненными из ряда контактирующих пластин и/или стрежней. 2 ил., 1 табл.

Компактная газоразрядная лампа, содержащая патрон с установленными на нем через контактные соединения пускорегулирующим аппаратом (ПРА) и герметичной стеклооболочкой с люминофорным покрытием и введенными в нее электродами для поддержания разряда, отличающаяся тем, что стеклооболочка выполнена из n1 образующих стеклооболочку участков, где 1 ≅ n1 ≅ 100000, автономных и/или жестко соединенных между собой поверхностями производной формы, аппроксимируемой простейшими поверхностями, минимальный r1 и максимальный r2 радиусы которых выбраны в пределах 1 ≅ (r1 + r2) / r2 ≅ 2, соотношении между минимальными L10 и максимальными L2 расстояниями между геометрическими центрами соседних участков выбраны в пределах 1 ≅ (L1 + L2) / L2 ≅ 2, а суммарная длина L3 всех отрезков, соединяющих геометрические центры участков, в пределах 1 ≅ (n1 + n2) / n1 ≅ 2 покрыта люминофором, при этом величина объема V1 всей совокупности образующих стеклооболочку участков производным образом размещенных в некотором замкнутом объеме V2, ограниченном системой плоскостей, касательных к максимально удаленным от геометрического центра лампы точкам, и величина объема V2 взаимосвязаны соотношением 0,1 ≅ V1 / V2 ≅ 1, а объем V3 ПРА, расположенного внутри или вне объема V2, выбран в пределах 0,01 ≅ V3 / V2 ≅ 0,7.