ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА Российский патент 2008 года по МПК H01J61/18 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует газоразрядные лампы высокого давления общего и специального освещений.

Известна газоразрядная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала, наполненную инертным газом и ртутью, в каждом из концов которой герметично установлен основной и вспомогательный электрод, электрически соединенный через ограничительный резистор с противоположным основным электродом. (Пат. РФ. №2201009 от 31.08.2000 г.).

Описываемая газоразрядная лампа содержит два ограничительных сопротивления, что обуславливает возникновение тлеющих разрядов между основным и вспомогательным электродами одновременно с двух концов горелки, в результате чего лампа стабильно зажигается до температуры минус 40°С.

Недостатком лампы-прототипа является относительно высокая себестоимость изготовления лампы вследствие использования в ней двух ограничительных резисторов и относительно больших габаритов горелки.

Известна газоразрядная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала, наполненную инертным газом и ртутью, в каждом из концов которой герметично установлен основной и вспомогательный электрод, электрически соединенный через один ограничительный резистор с противоположным основным электродом. (Пол. решение по заявке №2003133077/09 (035420) от 11.11.03 г.).

Недостатком описываемой лампы является нестабильное зажигание при температурах ниже минус 40°С, интенсивное распыление эммитера с основных электродов на стенку горелки и повышенный спад светового потока.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности зажигания ламп до минус 60°С, уменьшение расхода материала горелки при сохранении световых параметров ламп.

Поставленная цель достигается тем, что в газоразрядной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала, наполненную инертным газом и ртутью, в каждом из концов которой герметично установлен основной и вспомогательный электрод, электрически соединенный через один ограничительный резистор с противоположным основным электродом, основные электроды выполнены спеченным, причем температура максимально нагретого участка спеченной части электрода в номинальном режиме работы лампы, давление инертного газа в горелке, внутренний диаметр и межэлектродное расстояние горелки связаны соотношением

где Р_г - давление инертного газа в горелке, Па;

Lм.э. - межэлектродное расстояние между спеченными электродами в горелке, мм;

T_max- температура максимально нагретого участка спеченной части электрода в номинальном режиме работы лампы, К;

D_вн. - внутренний диаметр горелки, мм;

К - коэффициент пропорциональности, равный 1,0 и имеющий размерность - К/Па.

В газоразрядной лампе по предлагаемому изобретению экспериментально подобранная конструкция позволяет обеспечить надежное зажигание даже с использованием одного ограничителя тока.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Лампа включается в электрическую схему последовательно с индуктивным дросселем. На основной и вспомогательный электроды горелки подается напряжение питания и между ними возникает тлеющий разряд. Тлеющий разряд, являясь источником носителей тока, инициирует возникновение дугового разряда между основными электродами в парах ртути, который и генерирует излучение линий ртути.

Конструкция лампы приведена на чертеже. Лампа содержит горелку (1) из оптически прозрачного материала, в каждом из концов которой герметично установлены основной (2) и вспомогательный (3) электроды. Один из вспомогательных электродов (3), а именно тот, который имеет наименьший зазор, электрически соединен с противоположным основным электродом (2) через резистор (4), что позволяет подать на упомянутый зазор между основным (2) и вспомогательным (3) электродами напряжение питания. Газоразрядная лампа содержит внешний стеклянный баллон (5) и цоколь (6).

Важным в предлагаемом изобретении является значение соотношения

Оно определено экспериментально и должно находиться, в пределах от 4,8 до 6,2.

При значениях этого соотношения, больших, чем 6,2, нет перехода тлеющего разряда между основным и зажигающим электродом в дуговой разряд между основными электродами с одним резистором при температурах ниже - 40°С. Кроме того, в ряде случаев тлеющий разряд между основным и вспомогательным электродами может вообще не зажечься (например, при избыточном давлении инертного газа)

При значениях соотношения, меньших, чем 4,8, снижения напряжения зажигания ламп не наблюдается, а температура максимально нагретого участка спеченной части электрода существенно повышается. Происходит интенсивное распыление эммитера с основного электрода, который садится на внутреннюю стенку горелки и снижает световой поток лампы.

Обычно в качестве эммитера в спеченных электродах используется окись бария, для которой оптимальной рабочей температурой является 1480-1720 К

Использование спеченных электродов в газоразрядных лампах за счет меньшей температуры электродов на 200-300 К, по сравнению с традиционными спиральными электродами, в номинальном режиме работы ламп, позволяет без снижения срока службы ужесточить тепловой режим работы ламп. То есть появляется возможность уменьшения размеров горелки. Уменьшение межэлектродного расстояния горелки снизит напряжение зажигания лампы при сохранении световых параметров даже без использования одного из двух ограничительных резисторов.

Экспериментально доказано, что оптимальным расстоянием для возникновения тлеющего разряда между основным и зажигающим электродом является до 3 мм. При монтаже горелки на ножку ограничительное сопротивление электрически соединяют с тем вспомогательным электродом, у которого данное расстояние является наименьшим.

В качестве инертного газа могут использоваться аргон и криптон.

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице.

№Мощность лампыLм.э., ммР_г., ПаT_max, КD_вн., мм1125262926148010,15,082250442660159014,15,223400652660169016,76,124700802660172024,75,0

Применение предлагаемого изобретения позволит без снижения надежности зажигания ламп уменьшить затраты на изготовление за счет исключения одного из двух дорогостоящих резисторов и снижения расхода кварца за счет уменьшения межэлектродного расстояния и внутреннего диаметра кварца.

В лампах ДРЛ 400 исключение одного из двух резисторов и снижение расхода кварца за счет уменьшения межэлектродного расстояния с 70 мм до 65 мм и внутреннего диаметра кварца с 18 до 16,7 мм при годовом плане производства на уровне 1,5 млн. шт. и при цене одного резистора 0,5 руб. дает ежегодный экономический эффект в размере 2,7 млн. руб.

Изобретение относится к электротехнической промышленности. Техническим результатом является уменьшение себестоимости изготовления лампы. Газоразрядная лампа содержит горелку из оптически прозрачного материала, наполненную инертным газом и ртутью, в каждом из концов которой герметично установлен основной и вспомогательный электрод, электрически соединенный через один ограничительный резистор с противоположным основным электродом. Основные электроды выполнены спеченным, причем температура максимально нагретого участка спеченной части электрода в номинальном режиме работы, давление инертного газа в горелке, внутренний диаметр горелки и межэлектродное расстояние связаны соотношением

где Р_г - давление инертного газа в горелке, Па;

Lм.э. - межэлектродное расстояние между спеченными электродами в горелке, мм;

T_max - температура максимально нагретого участка спеченной части электрода, К;

D_вн. - внутренний диаметр горелки, мм;

К - коэффициент пропорциональности, равный 1,0 и имеющий размерность -К/Па. 1 ил., 1 табл.

Газоразрядная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала, наполненную инертным газом и ртутью, в каждом из концов которой герметично установлен основной электрод и вспомогательный электрод, электрически соединенный через один ограничительный резистор с противоположным основным электродом, основные электроды выполнены спеченным, причем температура максимально нагретого участка спеченной части электрода в номинальном режиме работы лампы, давление инертного газа в горелке, внутренний диаметр и межэлектродное расстояние горелки связаны соотношением

где Р_г - давление инертного газа в горелке, Па;

L_м.э. - межэлектродное расстояние между спеченными электродами в горелке, мм;

Т_max - температура максимально нагретого участка спеченной части электрода в номинальном режиме работы лампы, К;

D_вн - внутренний диаметр горелки, мм;

К - коэффициент пропорциональности, равный 1,0 и имеющий размерность К/Па.