ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА Российский патент 2002 года по МПК H01J61/00 H01J61/04 H01J61/54 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует газоразрядную лампу для целей общего и специального освещения.

Известна газоразрядная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными спиральными электродами из тугоплавкого металла [1].

Электроды описываемой лампы представляют собой стержень из тугоплавкого металла (чаще всего из вольфрама) с закрепленной на нем спиралью опять же из тугоплавкого металла.

Недостатком лампы-аналога являются высокая себестоимость (из-за дороговизны спиральных электродов) и недостаточный срок службы из-за распыления электродов в процессе работы лампы.

Наиболее близкой по технической сущности является газоразрядная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными спеченными электродами, имеющими стержень из тугоплавкого металла с закрепленной на нем спеченной активированной массой [2].

Используемый в этой лампе спеченный электрод дешевле традиционного спирального из тугоплавкого металла, меньше распыляется в процессе срока службы.

Недостатком газоразрядной лампы-прототипа является тем не менее низкий срок службы вследствие неоптимального расположения спеченной массы электрода от зоны герметизации стержня в горелке и неоптимальных габаритов спеченной массы, что приводит либо к перегреву горелки в зоне герметизации, либо к понижению температуры рабочей части электрода. В обоих случаях срок службы лампы уменьшается.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение срока службы газоразрядной лампы за счет оптимального расположения спеченной активированной массы на стержне спеченного электрода.

Поставленная задача достигается тем, что в газоразрядной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными спеченными электродами, имеющими стержень из тугоплавкого металла с закрепленной на нем спеченной активированной массой, диаметр и длина спеченной активированной массы, диаметр стержня и длина его от зоны герметизации в горелке до спеченной активированной массы, номинальный ток лампы выбраны так, чтобы выполнялись следующие соотношения:


где I - номинальный ток лампы, А;
D - диаметр спеченной активированной массы, мм;
d - диаметр стержня спеченного электрода, мм;
L - длина спеченной активированной массы, мм;
L₁ - длина стержня от зоны герметизации до спеченной массы, мм.

Существенным отличительным признаком предложенного технического решения является оптимальное расположение спеченной активированной массы на электроде в горелке, определяемое вышеуказанными соотношениями, что позволяет в конечном итоге повысить срок службы на 10%.

Предложенное техническое решение иллюстрируется чертежами фиг.1-2.

На фиг. 1 изображена газоразрядная лампа, общий вид; на фиг.2 показана конструкция одного из концов горелки газоразрядной лампы.

Газоразрядная лампа (фиг.1) содержит внешнюю колбу 1, горелку 2, выполненную из оптически прозрачного материала с герметично установленными спеченными электродами 3. Спеченный электрод 3 (фиг.1) имеет стержень 4 из тугоплавкого материала с закрепленной на нем спеченной активированной массой 5. Диаметр D и длина L спеченной массы 5, диаметр d стержня 4 и его длина L₁ от зоны герметизации в горелке 2 до спеченной массы 5, номинальный ток лампы I выбраны так, чтобы выполнялись следующие соотношения:


где I - номинальный ток лампы, А;
D - диаметр спеченной активированной массы, мм;
d - диаметр стержня спеченного электрода, мм;
L - длина спеченной активированной массы, мм;
L₁ - длина стержня от зоны герметизации до спеченной массы, мм.

Указанные соотношения определены экспериментально.

Невыполнение соотношений приводит к перегреву заэлектродной зоны горелки 2 и к кристаллизации кварца вблизи этой зоны, а также ведет к избыточному распылению спеченной активированной массы.

Недостаточный нагрев электрода 3 приводит к повышенному напряжению зажигания лампы из-за недостаточной эмиссии электронов из спеченной активированной массы.

Спеченная активированная масса электрода представляет собой порошок вольфрама в смеси с добавками эмиттера. Для газоразрядных ламп, в составе наполнения которых используются ртуть и инертный газ (рабочий состав), в качестве эмиттера применяются оксиды элементов 2-й группы Периодической системы, таких как, например, барий и стронций и др. Для металлогалогенных ламп используются в основном оксиды редкоземельных металлов - иттрия, диспрозия, церия и др.

Принцип работы лампы заключается в следующем.

Лампа включается в сеть питающего напряжения последовательно с балластным сопротивлением: активным, индуктивным, емкостным либо комбинированным. При подаче питающего напряжения на электроды лампы 3 под воздействием высоковольтного импульса или без него происходит пробой газоразрядного промежутка горелки и развитие в нем дугового разряда в среде рабочего состава.

Дуговой разряд генерирует излучение в оптической области спектра: ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной, которое и используется для освещения объектов или в технических целях.

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице.

Внедрение предлагаемого изобретения позволит увеличить срок службы газоразрядных ламп на 10%. В процессе экспериментальной работы срок службы ламп типа ДРЛ 400 был увеличен на 1500 ч, что при плане производства этих ламп до 1,0 млн. шт. дает экономический эффект (при цене лампы - 150 руб.) в размере 15 млн. руб. в год.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 980193 "Газоразрядная трубка", БИ 45, 1982.

2. Патент РФ 2158043 "Газоразрядная лампа", БИ 29, 2000 (прототип).

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует газоразрядную лампу для целей общего и специального освещения. Техническим результатом является увеличение срока службы газоразрядной лампы за счет оптимального расположения спеченной активированной массы на стержне электрода. Технический результат достигается тем, что в газоразрядной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными спеченными электродами, имеющими стержень из тугоплавкого металла с закрепленной на нем спеченной активированной массой, диаметр и длина спеченной активированной массы, диаметр стержня и длина его от зоны герметизации в горелке до спеченной активированной массы, номинальный ток лампы выбраны так, чтобы выполнялись следующие соотношения: где I - номинальный ток лампы, А; D - диаметр спеченной активированной массы, мм; d - диаметр стержня спеченного электрода, мм; L - длина спеченной активированной массы, мм; L₁ - длина стержня от зоны герметизации до спеченной массы, мм. 2 ил., 1 табл.

Газоразрядная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными спеченными электродами, имеющими стержень из тугоплавкого металла с закрепленной на нем спеченной активированной массой, отличающаяся тем, что диаметр и длина спеченной активированной массы, диаметр стержня и длина его от зоны герметизации в горелке до спеченной активированной массы, номинальный ток лампы выбраны так, чтобы выполнялись следующие соотношения:


где I - номинальный ток лампы, А;
D - диаметр спеченной активированной массы, мм;
d - диаметр стержня спеченного электрода, мм;
L - длина спеченной активированной массы, мм;
L₁ - длина стержня от зоны герметизации до спеченной массы, мм.