МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА Российский патент 2000 года по МПК H01J61/18 H01J17/20 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует металлогалогенные лампы для целей общего и специального освещений.

Известна металлогалогенная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью, добавками для обеспечения горелки галогенидами редкоземельных металлов.

В лампе-аналоге излучение редкоземельных металлов обеспечивает отличные начальные параметры ламп: цветовая температура - 6000±500 K, световая отдача - 80 лм/Вт.

Недостатком описываемой лампы является уменьшение значений цветовой температуры в процессе срока службы, в результате чего цветопередающие свойства излучения лампы ухудшаются, сокращая полезный срок службы.

Наиболее близкой по технической сущности является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными вольфрамовыми электродами и молибденовыми фольговыми токовводами, наполненную инертным газом, добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, включающими по меньшей мере никель [1].

В лампе-прототипе для стабилизации цветовой температуры излучения, кроме излучающих редкоземельных добавок, используется по меньшей мере никель, что обеспечивает реальное увеличение срока службы лампы.

Недостатком описываемой лампы является ненадежная конструкция токового ввода вследствие плохой свариваемости вольфрамовых электродов с молибденовыми фольговыми вводами, в результате чего большое электрическое сопротивление приводит к перегреву места контакта и механическому разрешению, т.е. к выходу лампы из строя.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение срока службы и снижение себестоимости лампы.

Поставленная цель достигается тем, что в металлогалогенный лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными вольфрамовыми электродами и молибденовыми фольговыми вводами, наполненную инертным газом, добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, содержащими по меньшей мере никель, который вводится в горелку лампы путем использования в качестве токоведущих прокладок между электродами и фольговыми вводами, при этом количество никеля, m, мк•моль, в прокладках должно быть не меньше определяемого из следующего соотношения

где V - объем горелки, м³;
P_эф - давление насыщенных паров никеля при эффективной температуре горелки в номинальном режиме работы лампы, Па;
R - универсальная газовая постоянная 8,31•10^-6 Дж/мк•моль(Ni)•град.;
T_эф - эффективная температуры горелки в номинальном режиме работы лампы, K,
а давление инертного газа составляет от 1,33 до 80,0 кПа.

В лампе по предлагаемому изобретению использование никеля в качестве токоведущей прокладки между электродом и фольговым вводом позволяет, с одной стороны, обеспечивать надежный механический и электрический контакт, с другой стороны - эффективно обеспечивать состав наполнения необходимым количеством никеля, что и позволяет достичь целей изобретения.

Сущность изобретения пояснена чертежом. Металлогалогенная лампа содержит горелку (1) из оптически прозрачного материала с герметично установленными вольфрамовыми электродами (2) и молибденовыми плоскофольговыми вводами (3). Горелка (1) содержит добавки (4) для обеспечения галогенидами излучающих металлов. Между электродом (2) и фольговыми вводами (3) использована никелевая прокладка (5), обеспечивающая надежный механический и электрический контакт.

Принцип работы металлогалогенной лампы заключается в следующем. После подключения лампы в схеме с балластным сопротивлением (индуктивным, емкостным, комбинированным, электронным) осуществляется зажигание путем подачи на электроды высоковольтного электрического импульса. Возникает дуговой разряд в среде инертного газа, по мере развития которого в разряд поступают галогенидные добавки. Во время работы лампы горелка нагревается до некоторой эффективной (усредненной) температуры и пары никеля поступают из места контакта электрода и фольгового ввода, обеспечивая требуемые параметры лампы.

Количество никеля, мк•моль, содержащееся в прокладках между электродами и фольговыми вводами, должно быть не меньше определенного из следующего соотношения

где P_эф - давление насыщенных паров никеля при эффективной температуре горелки в номинальном режиме работы, Па;
V - объем горелки, м³;
R - универсальная газовая постоянная, 8,31•10^-6 Дж/мк•моль(Ni)•град.;
T_эф -эффективная температура горелки в номинальном режиме работы лампы, К.

Это определено экспериментально. При меньшем количестве, как показывают опытные проверки, никеля не достаточно для нормальной работы лампы в составе наполнения и для обеспечения надежного механического и электрического контакта электродов с фольговыми вводами, что не позволяет достичь целей изобретения.

Как уже отмечалось, вольфрам плохо сваривается с молибденом, и именно использование никелевой прокладки между вольфрамовым электродом и молибденовым фольговым вводом позволяет обеспечивать надежный механический и электрический контакт. В ряде случаев для обеспечения хорошего контакта в этих случаях используют платину, однако это сопряжено со значительно большими расходами в связи с тем, что платина намного дороже никеля. Никель очень хорошо сваривается как с вольфрамом, так и с молибденом, что и позволяет достичь целей изобретения.

В качестве излучающих элементов в составе галогенидного наполнителя используются редкоземельные металлы - диспрозий, гольмий, тулий, индий, натрий, таллий, скандий и др.

Давление инертного газа определено экспериментально из условий обеспечения стабильного зажигания лампы и предотвращения распыления электродов в период загорания лампы и составляет от 1,33 до 80,0 кПа.

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице.

Применение предлагаемого изобретения позволит при гарантированном сохранении себестоимости увеличить срок службы лампы. Так, при экспериментальной проверке удалось увеличить срок службы ламп типа ДРИШВ со 100 до 150 ч, что при цене ламп (конец 1996 г.) 200 тыс. руб. и годовом плане производства 0,5 тыс. шт. дает экономический эффект в размере 50 млн. руб.

Источники информации
1. Патент Германии N 4030202 от 24.09.90 г.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует металлогалогенные лампы для целей общего и специального освещений. Техническим результатом является увеличение срока службы и снижение себестоимости ламп. Металлогалогенная лампа содержит горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными вольфрамовыми электродами и молибденовыми фольговыми токовводами, наполненную инертным газом, добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, включающими по меньшей мере никель. Новым в лампе является то, что никель вводится в горелку лампы путем использования в качестве токоведущих прокладок между электродами и фольговыми вводами, при этом количество никеля, m, мк•моль, в прокладках должно быть не меньше определяемого из следующего соотношения

где V - объем горелки, м³; P_эф - давление насыщенных паров никеля при эффективной температуре горелки в номинальном режиме работы, Па; R - эффективная газовая постоянная 8,31•10^-6 Дж/мк•моль/град.; T_эф - эффективная температура горелки в номинальном режиме работы, К, а давление инертного газа составляет от 1,33 до 80,0 кПа. 1 табл., 1 ил.

Металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными вольфрамовыми электродами и молибденовыми фольговыми токовводами, наполненную инертным газом, добавками для обеспечения горелки галогенидами, излучающих металлов, включающими по меньшей мере никель, отличающаяся тем, что никель вводится в горелку лампы путем использования в качестве токоведущих прокладок между электродами и фольговыми вводами, при этом количество никеля, m, мк•моль, в прокладках должно быть не меньше определяемого из следующего соотношения

где V - объем горелки, м³;
Рэф - давление ненасыщенных паров никеля при эффективной температуре горелки в номинальном режиме работы, Па;
R - универсальная газовая постоянная 8,31 • 10^-6 Дж/мк•моль(Ni)град.;
Тэф - эффективная температура горелки в номинальном режиме работы, К,
а давление газа составляет от 1,33 до 80,0 кПа.