ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЗЕРКАЛЬНАЯ ЛАМПА Российский патент 2013 года по МПК H01J61/34 

Предполагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности, усовершенствует конструкцию газоразрядных зеркальных ламп для целей общего и специального освещения.

Известна газоразрядная зеркальная лампа, содержащая горелку, смонтированную на токовводах в круглосимметричную колбу, не менее половины внутренней поверхности которой покрыто зеркальным слоем, так, что плоскость, проходящая через его продольные края, параллельна оси горелки, которая находится на продольной плоскости симметрии и смещена от оси колбы к зеркальному слою (пат. РФ №2280913 от 28.02.05).

Недостатком технического решения, взятого за аналог, является снижение освещенности в местах экранирования отраженных лучей от зеркального слоя лампы горелкой и токовводами.

Наиболее близкой по технической сущности является газоразрядная зеркальная лампа, содержащая горелку и зеркальный отражатель, смонтированные на токовводах в круглосимметричную колбу, не менее половины внутренней поверхности которой покрыто зеркальным слоем, так, что плоскость, проходящая через его продольные края, параллельна оси горелки, которая смещена от оси колбы к зеркальному слою (пат. РФ №2371805 от 05.09.08).

Данное техническое решение, взятое за прототип, позволяет снизить экранирование отраженных лучей горелкой и токовводами.

Недостатком технического решения, взятого за прототип, является недостаточный уровень освещенности и ее равномерность от лампы в углах 0°÷40° из-за попадания части отраженных лучей от колбы обратно на горелку.

Задачей изобретения является повышение равномерности и уровня освещенности от газоразрядных зеркальных ламп.

Поставленная задача достигается тем, что в газоразрядной зеркальной лампе, содержащей горелку и зеркальный отражатель, смонтированные на токовводах в круглосимметричную колбу, не менее половины внутренней поверхности которой покрыто зеркальным слоем, так, что плоскость, проходящая через его продольные края, параллельна оси горелки, которая смещена от оси колбы к зеркальному слою, отличающаяся тем, что ось горелки размещена на плоскости, проходящей через ось колбы, которая пересекает плоскость, проходящую через продольные края зеркального слоя под углом α, лежащем в пределах 10°÷25°, ось горелки размещена от оси колбы на расстоянии H, лежащем в пределах 1,5÷3,2 диаметра горелки d, а плоский зеркальный отражатель в виде полосы размещен между плоскостью, проходящей через продольные края зеркального слоя, и плоскостью, параллельной ей, проходящей через ось горелки, ближайший продольный край отражателя размещен от оси колбы на расстоянии h, лежащем в пределах 2,4÷4,0 d, причем горелка и отражатель размещены относительно оси колбы к противоположным продольным краям зеркального слоя.

На фиг.1 изображен общий вид газоразрядной зеркальной лампы в продольной плоскости. Горелка 1 в колбе 2 смонтирована на токовводе 3, а отражатель 6 на токовводе 4. На колбе 2 нанесен зеркальный слой 5 обозначенный штриховкой.

На фиг.2 изображено поперечное сечение лампы А-А, проходящее через максимальный диаметр колбы. На колбе 2 нанесен зеркальный слой 5. Ось горелки 1 размещена на плоскости 10, проходящей через ось колбы, которая пересекает плоскость 9, проходящую через продольные края зеркального слоя 7 и 8 под углом α. Ось горелки размещена от оси колбы на расстоянии Н. Отражатель 6 смонтирован на токовводе 4 и размещен между двумя параллельными плоскостями 9 и 11. Ос горелки лежит на плоскости 11. Ближайший продольный край отражателя размещен от оси колбы на расстоянии h. Горелка 1 смонтирована со смещением относительно оси колбы в сторону края 7 зеркального слоя 5, а отражатель 6 смонтирован со смещением относительно оси колбы в сторону края 8 зеркального слоя.

На фиг.3 приведен поперечный разрез колбы с нанесенным зеркальным покрытием на внутреннюю поверхность колбы, размещением горелки и зеркального отражателя в колбе. Стрелками обозначены падающие от горелки и отраженные лучи от зеркального слоя колбы и зеркального отражателя. Ниже для наглядности приведена кривая силы света лампы ДНаЗ 600 в относительных единицах.

Лампа работает следующим образом. Лампа включается в электрическую схему последовательно с индуктивным дросселем или иным дросселем. На электроды горелки подается напряжение питания и между ними, под воздействием генерирующего импульса, возникает дуговой разряд, являющийся источником излучающих линий ртути и других излучающих металлов.

Внешняя колба лампы может быть, как цилиндрической, так и эллипсоидной. Горелка лампы может быть выполнена из кварца, полиоксида алюминия и других оптических материалов. Горелка лампы может быть ртутной, натриевой и металлогалогенной высокого давления.

Отражатель может быть выполнен из алюминированного железа, нержавеющей стали или других электровакуумных материалов с зеркальной поверхностью и коэффициентом отражения не ниже 0,85.

При размещении оси горелки на плоскости, проходящей через ось колбы, которая пересекает плоскость, проходящую через продольные края зеркального слоя под углом α менее 10°, существенная часть лучей от лампы выходит под углом более 70°, вместо необходимых 40°÷70°, что снижает ее эффективность.

При размещении оси горелки на плоскости, проходящей через ось колбы, которая пересекает плоскость, проходящую через продольные края зеркального слоя под углом α более 25°, снижается освещенность от лампы под углом 40°-70° из-за попадания части отраженных лучей на горелку.

При размещении оси горелки от оси колбы на расстоянии H менее 1,4 диаметра горелки d большая часть отраженных лучей падает на горелку, перегревая ее и снижая срок службы лампы.

При размещении оси горелки от оси колбы на расстоянии Н более 3,2 диаметра горелки d наблюдается нессиметричность освещения от лампы.

При размещении отражателя от оси колбы на расстоянии h менее 2,4 d и размещение отражателя за пределами 2-х параллельных плоскостей существенная часть лучей отражается от отражателя с коэффициентом отражения меньше, чем зеркальная поверхность колбы и снижается световой поток лампы.

При размещении отражателя от оси колбы на расстоянии h более 4,0 d и при размещении горелки и отражателя от оси колбы к одному из краев зеркального слоя наблюдается нессиметричность светораспределения от лампы.

Размещение горелки и отражателя к разным краям зеркального слоя позволяет получить лампу с симметричной кривой светораспределения.

Неизбежное попадание части отраженных лучей на горелку не снижает освещенности от лампы т.к. данное размещение горелки и отражателя снижает выход излучения от угла более 70°, который для освещенности объектов является неэффективным.

Повышение равномерности и уровня освещенности от газоразрядных зеркальных ламп достигается с помощью простого устройства, которое позволяет изготавливать лампу с относительно низкой себестоимостью.

Приведенное размещение горелки и отражателя получено экспериментальным путем.

Сборка ламп происходит следующим образом. На колбу в вакууме наносится зеркальный слой, с помощью экранов, закрывающих участки колбы, ограничивающие зеркальный слой. Токовводы ножки формуют и присоединяют к ним горелку. Изготавливают отражатель и прикрепляют к токовводу в необходимом месте от горелки. Ножку с токовводами заваривают в колбу, затем к лампе присоединяют цоколь, позволяющий вращать колбу вокруг оси после вворачивания лампы в патрон для создания определенного направления излучения.

Лампа работает следующим образом. Часть лучей света от горелки падает на зеркальный слой колбы, отражается от него и выходит из колбы. Незначительная часть лучей света падает на отражатель, отражается от него и выходит из колбы. Лучи света направленные от горелки в направлении поверхности колбы без зеркального слоя, выходят из лампы без отражения.

Предлагаемая лампа с горелкой от лампы ДНаЗ мощностью 600 выполнена в эллипсоидной колбе с максимальным внутренним диаметром 118 мм. Ось горелки, размещена на расстоянии 15 мм от оси колбы. Ось горелки размещена на плоскости проходящей через ось колбы и пересекает плоскость проходящую через продольные края зеркального слоя под углом α=20°. Ширина полосы отражателя равна 10 мм. Отражатели изготовлены из зеркальной нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т толщиной 0,2 мм. с коэффициентом отражения 0,85. Алюминиевое зеркальное покрытие колбы имеет коэффициент отражения 0,95.

Лампа имеет световую отдачу 120 лм/Вт. Кривая силы света данной лампы в поперечном направлении аналогична кривой силы света серийно выпускаемого светильника ЖСП55-600-015.У5 для тепличного освещения.

Предлагаемая лампа позволяет использовать ее в серийных светильниках (без применения в них отражателей) для освещения теплиц, дорог и т.д., позволяя увеличить освещенностью в 1,5÷1,8 раза или с прежней освещенностью снизить установленную мощность и расход электроэнергии в 1,5÷1,8 раза, за счет меньшего спада светового потока. В зеркальной лампе отражающий слой находится внутри лампы в вакуумной среде и его оптические свойства постоянны, независимо от состояния внешней поверхности колбы. В результате отраженный световой поток остается практически неизменным в течение всего срока службы.

Применение предполагаемого изобретения в производстве зеркальных натриевых ламп позволит выпускать качественные лампы с низкой себестоимостью, с повышенной освещенностью, что позволит при цене ламп 940 руб./шт. и годовом производстве 100 тыс. шт. получить экономический эффект в размере 2 млн. 200 тыс. руб.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует конструкцию газоразрядных зеркальных ламп для целей общего и специального освещения. Технический результат - повышение равномерности и уровня освещенности от газоразрядных зеркальных ламп. В газоразрядной зеркальной лампе, содержащей горелку и зеркальный отражатель, смонтированные на токовводах в круглосимметричную колбу, не менее половины внутренней поверхности которой покрыто зеркальным слоем, так что плоскость, проходящая через его продольные края, параллельна оси горелки, которая смещена от оси колбы к зеркальному слою. Ось горелки размещена на плоскости, проходящей через ось колбы, которая пересекает плоскость, проходящую через продольные края зеркального слоя под углом α, в пределах 10°÷25°, ось горелки размещена от оси колбы на расстоянии Н, составляющем 1,5÷3,2 диаметра горелки d, а плоский зеркальный отражатель в виде полосы размещен между плоскостью, проходящей через продольные края зеркального слоя, и плоскостью, параллельной ей, проходящей через ось горелки, ближайший продольный край отражателя размещен от оси колбы на расстоянии h, равном 2,4÷4,0 d, причем горелка и отражатель размещены относительно оси колбы к противоположным продольным краям зеркального слоя. 3 ил.

Газоразрядная зеркальная лампа, содержащая горелку и зеркальный отражатель, смонтированные на токовводах в круглосимметричную колбу, не менее половины внутренней поверхности которой покрыто зеркальным слоем, так, что плоскость, проходящая через его продольные края, параллельна оси горелки, которая смещена от оси колбы к зеркальному слою, отличающаяся тем, что ось горелки размещена на плоскости, проходящей через ось колбы, которая пересекает плоскость, проходящую через продольные края зеркального слоя под углом α, лежащим в пределах 10°÷25°, ось горелки размещена от оси колбы на расстоянии Н, лежащем в пределах 1,5÷3,2 диаметра горелки d, а плоский зеркальный отражатель в виде полосы размещен между плоскостью, проходящей через продольные края зеркального слоя и плоскостью, параллельной ей, проходящей через ось горелки, ближайший продольный край отражателя размещен от оси колбы на расстоянии h, лежащем в пределах 2,4÷4,0 d, причем горелка и отражатель размещены относительно оси колбы к противоположным продольным краям зеркального слоя.