Безртутная металлогалогенная лампа Советский патент 1992 года по МПК H01J61/18 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности, усовершенствует металлогалогенные лампы для общего освещения.

Известна металлогалогенная лзмла, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью и металлогало- генным составом, обеспечивающим горелку галогенидами скандия и натрия.

Натриево-скандиевое наполнение лампы обеспечивает высокий уровень-световой отдачи (90-100 Лм/Вт) и приемлемые цветовые характеристики (Тца 4500 К, Ra - 50- 55 ед.) излучения.

Недостатком описываемой лампы является низкая экологичность ее конструкции вследствие использования в составе наполнения чрезвычайно токсичной ртути.

Наиболее близкой по технической сущности является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установлении-

ми электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов.

В лампе-прототипе не используется ртуть, поэтому в экологическом аспекте она гораздо благополучнее лампы-аналога.

Недостатком описываемой лампы является крайне усложненное зажигание, вследствие использования в составе наполнения Хе при высоком давлении (80000 Па) и галоген и до в скандия. Электроотрицательное воздействие галогенидов скандия на электроды и газоразрядное пространство в МГЛ превышает подобное воздействие галогенидов редкоземельных металлов, электроотрицательность которых тоже хорошо известна. По этой причине зажигание лампы весьма осложнено.

Кроме того, с повышением требований к качеству освещения, недостаточным является и индекс цветопередачи излучения лампы (как уже приводилось 50 55 ед.)

VI VI

Р

Целью изобретения является улучше- ие зажигания и повышение качества цве- юпередачи излучения лампы.

Поставленная цель достигается тем, что. в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, в качестве указанных добавок использованы гало- гениды индия, натрия и таллия, при этом молярное отношение количества галогени- дов таллия к количеству галогенидов натрия и индия выбрано в пределах 0,133-0,4 и 0,75-3,33 соответственно компоненты взяты в следующих количествах, нмоль/см :

Галогениды таллия0,25 - 2,0

Галогениды натрия1,5- 12,0

Галогениды индия0,2- 0,8а давление инертного газа составляет 66,5- 266 кПа.

Состав наполнения, подобранный экспериментально, позволяет улучшить зажигание лампы и обеспечить излучение с индексом цветопередачи 60-65 ед.

По конструкции предлагаемая лампа ничем не отличается от известных металло- галогенных ламп, Лампа может быть выполнена как в софитном, так и водноцокольном исполнении.

Принцип работы лампы тоже не отличается от работы существующих МГЛ. Лампа включается в питающую сеть последовательно с балластным сопротивлением. Путем подачи на электроды лампы высоковольтного импульса зажигающего устройства в лампе возникает разряд вереде инертного газа; ксеноне, криптоне и реже в аргоне. Дуговой разряд нагревает горелку и это приводит к испарению галогенидов излучающих металлов со стенок горелки. Постепенно лампа переходит в режим дугового разряда с установившимися параметрами: током лампы, напряжением на лампе, уровнем светового потока и т. д.

Состав наполнения лампы по изобретению не содержит суперэлектроотрицательных галогенидов скандия и как показали экспериментальные проверки при молярном соотношении галогенидов таллия к количеству галогенидов натрия и индия в пределах 1,33-0,04 и 0,75-3,33 зажигание ламп происходит стабильно уже при амплитуде электрического импульса 15 кВ (при давлении Хе - 66,5 - 100,0 кПа). Для сравнения с иатриевоскандиевым наполнением при этом же давлении Хе зажигаются лишь при приложении к лампе высоковольтного импульса с амплитудой 20-25 кВ. Этому

способствует то, что в составе наполнения используются моногалогениды таллия и индия. Таким образом при диссоциации молекул галогенидов таллия и индия образуется

лишь по одному атому электроотрицательного галогена (при диссоциации галогенида скандия - три атома галогена). В сочетании с отсутствием галогенидов скандия это позволяет улучшить зажигание лампы.

Спектр лампы изображен ла чертеже. На фоне непрерывного излучения инертного газа (в данном случае ксенона) отчетливо проявляются линии индия 410 и 451 нм, таллия - 535 нм, натрия - 589 нм. Количество

используемых галогенидов достаточно велико и линии, уширяясь, обеспечивают не только хорошие значения цветовой температуры излучения лампы - 4500-5000 К, но и улучшенную цветопередачу. Общий индеке цветопередачи излучения лампы составляет 60-65 ед, что удовлетворяет растущим требованиям к лампам для общего освещения.

Важным является определенное экспериментально молярное отношение количества галогенидов таллия к количеству галогенидов натрия и индия 0,133-0,4 и 0,75-3,33 соответственно.

При молярном отношении галогенидов

таллия к галогенидам натрия меньшем, чем 0,133 в результате уменьшения зеленой составляющей спектра излучения падает световой поток и индекс цветопередачи.

При отношении галогенидов большем,

чем 0,4 лампы начинают зеленить из-за избыточного излучения таллия,

Молярное отношение количества галогенидов таллия к количеству галогенидов индия должно находиться а пределах 0,753,33.

При превышении s этом соотношении уровня 3,33 из-за недостаточного излучения индия снижается цветовая температура излучения лампы, а также ухудшается цветопередача.

При отношении меньшем, чем0,75 из-за избыточного высвечивания индия (410 и 451 нм) увеличивается цветовая температура излучения лампы и снижается индекс

цветопередачи.

В качестве галогенидов индия, таллия и натрия используются, как правило, йодиды и бромиды указанных металлов. Использо- вание хлоридов нецелесообразно из-за еще большего электроотрицательного воздействия их на электроды и материал оболочки ламп.

В качестве материала для горелок ламп используется кварц и поликор.

Используемые инертные газы - ксенон, криптон и аргон.

При этом для обеспечения одинакового напряжения на лампе давление инертных газов увеличивается от ксенона до аргона.

Давление инертного газа выбрано в пределах 66,5-266 кПа,

При меньшем давлении, как показали эксперименты, уменьшается напряжение на лампе и габариты лампы увеличиваются, что ведет к излишней материалоемкости.

При давлении инертного газа большем, чем 266 кПа лампа становится взрывоопасной.

В таблице даны примеры конкретного исполнения.

Формула изобретения.

Безртутная металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачно0

5

го материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным га-- зом и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, о т - личающаяся тем, что. с целью улучшения зажигания и повышения качества цветопередачи, в качестве указанных добавок использованы галогениды индия, натрия, таллия, молярное отношение количества га- логенидов таллия к количеству галогенидов натрия и индия находится в пределах 0,133- 0,4 и 0,75-3,33 соответственно, компоненты взяты в следующих количествах, в нмоль/см :

галогениды таллия0,25-2,0;

галогениды натрия 1,5-12,0;

галогениды индия0,2-0,8,

а давление инертного газа составляет 66,5 - 266 кПа.

20

ч

I

8

Использование: в электротехнический промышленности, в частности в производстве металлогалогенных ламп общего применения. Сущность изобретения: в безртутной металлогалогенной лампе, содержащей инертный газ, галогениды индия, таллия и натрия. Соотношение количеств галогенида таллия к галогенидам натрия и индия выбрано в пределах от 0,133 до 0,4 и от 0.75 до 3,33 соответственно. Указанные компоненты взяты в следующих количествах, нмоль/см3: галогениды таллия - 0,25-2,0. галогениды натрия - 1,5-12.0. галогениды индия - 0,2-0,8, а давление инертного газа составляет 66,5-266 кПа. 1 ил.. 1 табл.

-tc.

сз

;

«i

« Г«5У

Г

к,

I

п

И Ъ

I

§

3J«.

су

&