Газовая смесь для наполнения ламп накаливания Советский патент 1992 года по МПК H01K1/50 

Изобретение относится к электроламповой промышленности, а именно к наполнению газополных ламп накаливания, в частности, ЛОН (ламп общего назначения) типа БК (биспиральных криптоновых),

В табл. 1 приведены известные составы газовых смесей (1)-(3), предназначенные для наполнения ЛОН типа БК.

Широко используемая в производстве ЛОН наполняющая бинарная смесь состава (1) позволяет обеспечить достаточно высокие эксплуатационные параметры ламп: световую отдачу Н, средний срок службы г и гарантированный (минимальный) срок службы TQ, или надежность ламп, характеристикой которой служит потенциал ионизации смеси. Недостатком смеси (1) является ее высокая стоимость вследствие большого содержания дорогостоящего криптона.

Смесь №-Аг-Кг состава (2) используется с целью снижения стоимости газового наполнения ламп за счет добавки дешевого Аг 1. Состав (2) выбран таким образом, чтобы потери тепла от тела накала ламп через смесь N2 Ar-Kr не превышали потерь тепла в лампах при наполнении их смесью (1), т. е. чтобы световая отдача ламп Н не ухудшилась. Однако уменьшение молекулярной

массы смеси (2) до значений М 68-72 кг кмоль 1 по сравнению с молекулярной массой М0 75-78 кг.кмоль 1 смеси (1) приводит к увеличению скорости переноса испаряющихся с тела накала атомов вольфрама на стенки колбы и к уменьшению тем самым срока службы ламп, наполненных смесью № Аг-Кг. Кроме того, снижение концентрации азота до 8-12% приводит к уменьшению потенциала ионизации смеси (2) по сравнению с базовой смесью (1), содержащей 10-16% азота.

Смесь N2 Kr-Xe состава (3) также позволяет снизить стоимость газового наполнения ламп по сравнению с базовой смесью(1) благодаря применению в качестве составляющих чистого азота и криптоноксеноновой смеси, предшествующей промышленному получению чистых криптона и ксенона и имеющей поэтому более низкую стоимость, чем чистый Кг.

Использование в наполняющей смеси тяжелого и чизкотеплопроводного ксенона, с одной стороны, приводит к уменьшению потерь тепла и скорости переноса материала тела накала, т. е к увеличению эксплуатационных параметров ламп чо. с другой стороны, снижает потенцп л ионизации

со

С

VI

VI

%

Ь

смеси, в результате чего ухудшается надежность ламп. Для того, чтобы избежать заметного уменьшения электрической прочности наполняющей смеси ограничили концентрацию Хе в смеси (3) величиной 4,2-6,3%, соответствующей содержанию Хе в крипто- ноксеноновой смеси на уровне 5-7%. Это ограничение не позволяет в полной мере использовать преимущества исходной смеси Кг-Хе.

Целью изобретения является поиск наполняющей газовой смеси, использование которой позволит снизить себестоимость изготовления ламп накаливания по сравнению с известными смесями (1НЗ) и повысить световую отдачу и срок службы ламп без снижения их надежности.

Предложенная газовая смесь образована смешиванием чистого азота с криптонок- сеноновой смесью и отличается введением в полученную смесь Na-Kr-Xe добавки аргона в таком количестве, что содержание азота в образовавшейся четырехкомпонентной смеси Na-Ar-Kr-Xe равно содержанию его в базовой смеси (1). а концентрации аргона и ксенона одинаковы (см. состав (4) в табл. 1).

Оптимальный состав четырехкомпонентной смеси Na-Ar-Kr-Xe определен на основе анализа зависимостей удельных потерь тепла Рг в ЛОН от концентрации компонентов наполняющих смесей (Хм2, Хдг. ХХЕ. Хкг, об,%). Расчет величин Рг был проведен по методике, базирующейся на строгой кинетической теории газов, для ЛОН БК 230- 240-60 при стандартных значениях концентрации азота (10-16%) и малых концентрациях Аг и Хе(0-12%}. Результаты расчета Рг представлены на фиг. 1 для наполняющих газовых смесей Na-Kr (точка, соответствующая значению Pro). Na-Ar-Кги N2 Kr-Xe (линии), N2 Ar-Kr-Xe (сетка). Как видно из фиг. 1, при определенных концентрациях ингредиентов смесь N2 Ar-Kr-Xe обеспечивает меньшие потери тепла, чем базовая смесь (узлы сетки, расположенные ниже горизонтальных прямых, соответствующих величинам Pro для смеси Na-Kr) и, следовательно, более высокую световую отдачу ламп. При этом эффективными с точки зрения срока службы ламп являются

лишь те составы четырехкомпонентной смеси, которые имеют молекулярную массу М. не меньшую, чем молекулярная масса М0 базовой смеси Na-Kr,

Одновременное выполнение условий и , где в качестве нулевого варианта подразумевается смесь (1), обеспечивают те составы смеси N2-Ar-Kr-Xe, которые показаны на фиг. Гзаштрихован0 ной областью (см. состав (4) в табл, 1). Концентрация ксенона в предложенной смеси Ххе-4-10% соответствует его содержанию в пределах от5 до 12% в исходной криптонок- сеноновойсмеси. Приболев высокомсодер5 жакии Хе в исходной смеси Кг-Хе количество аргона в наполняющей смеси Na-Ar-Kr-Хе должно быть пропорционально увеличено.

Присутствие Аг в наполняющей смеси

0 обеспечивает два положительных эффекта: во-первых, благодаря низкой стоимости аргона, состав (4) является экономически наиболее выгодным по сравнению с известными составами (1) - (3). Во-вторых, совме5 стное присутствие одинаковых количеств аргона и ксенона практически не изменяет потенциал ионизации смеси №-Аг Кг-Хе по сравнению со смесью N2-Kr при одинаковом содержании в них азота.

0 Изобретение иллюстрируется следующими примерами. На ПО Белэлектросвет была изготовлена партия ламп общего назначения БК 230-240-60 с наполнением предложенной смесью (4) м базовой смесью

5 (1) и проведены испытания эксплуатационных параметров ламп. Средние значения параметров ламп БК 230-240-60 с различным наполнением указаны в табл. 2. Формула изобретения

0 Газовая смесь для наполнения ламп накаливания, содержащая азот и криптон, отличающаяся тем, что, с целью повышения световой отдачи и срока службы ламп, она дополнительно содержит аргон и

5 ксенон при следующем соотношении компонентов. об.%:

азот10-16

аргон 4-10

ксенон4-1

0 криптон82-64.

Таблица 1

Таблица 2

Использование: в производстве ламп накаливания для установок общего освещения. Сущность изобретения: для наполнения ламп накаливания используют 4-х компонентную смесь газов следующего состава, об.%: азот 10-16, аргон 4-10, ксенон 4-10, криптон 64-82. Это позволяет увеличить световую отдачу и срок службы 2 табл.