Источник света Советский патент 1980 года по МПК H01J61/64 

Изобретение относится к области светотехники и может быть использовано в качестве газоразрядного источника для бытового, производствен ного, общественного и уличного осве щения. Известны различные газоразрядные источники света, гд-е источником изл чения является положительный столб, который представляет наибольшую све тящуюся зону тлеющего разряда 1, . В известных устройствах источник .света представляет собой вакуумную камеру из прозрачного материала цилиндрической, шаровой или прямоуголь ной формы и газоразрядным наполнением. В камеру герметично впаиваютс электроды (аноды и катоды). Источни ком света в данных источниках является в основном резонансное Излучение, которое созда.ется за счет возбуждения нейтральных атомов газа под действием быстрых электродов. Известен также источник света, в котором электроды.выполнены штыревыми, аноды расположены по образующим внутреннего цилиндра на равном расстоян ии друг от друга а катоды - соответственно по образующим внешнего цилиндра Расстояние между цилиндрами и между соседними электродами не превышает длину области катодного падения тлеющего разряда, а диаметр разрядной камеры пpeвЫLчaeт диаметр внешнего цилиндра не менее, чем в 2 раза 4. В данном источнике света при зажигании разряда в нормальном и cjia6oаномальном режимах внутренняя полость анодного цилинлра свободна от свечения. Основное свечение сосредоточено за электродами внешнего катодного цилиндра. Однако в сильноаномальном режиме разряда во внутренней полости анодного цилиндра возникает дополнительная светящая зона разряда. Плазма этого излучения имеет значительное излучение. Но это излучение не вносит вклада в излучение источника света, так как оно находится внутри электродной системы. На создание этого излучения непроизвольно расходуется электроэнергия. Это снижает КПД источника в сильноаномальном режиме разряда. Кроме того, наличие . полости внутри анодного цилиндра ограничивает возможность образования плазмы общего свечения с увеличением давления наполняемого газа. С увеличением давления плазмы общего свечения приближается к электродной- систе и заполняет эту полость внутри анодного цилиндра.

Целью изобретения являются устранение указанных недостатков и получение газоразрядного источника света с более высоким КПД и интенсивностью излучения.

Для этого в газоразрядном источнике света, содержащем заполненную рабчим газом до давлений тлеющего разряда цилиндрическую камеру из светопускающего материала и установленные в ней рабочие электроды, образующие коаксиальную разрядную полость из которых катодные электроды выполнены штыревыми и расположены по образующим внешнего цилиндра на равном расстоянии один от другого, причем диаметр разрядной камеры более чем в 2 раза превышает диаметр внешнего ци линдра,- анод выполнен в виде полого цилиндра с закрытыми торцами, а расстояние между поверхностью анода и внешнего цилиндра и между соседними штыревыми электродами не превышает половину длины области катодного падения потенииала тлеющего разряда.

На фиг,1 представлен газоразрядный источник света, продольный разрез; на фиг,2 - то же, поперечный разрез.

В цилиндрической камере 1 на оси устройства расположен цилиндрический анод 2, торцовые концы которого изолированы. Штыревые катоды 3 расположены по образующей внешнего цилиндра вокруг анода 2 и закреплены на концах его с помощью дисковых изоляторов 4. Все штыревые KEITOды 3 соединены внутри камеры 1 и имеют один общий вывод. Пространство 5, расположенное между штыревыми катодами 3 и внутренней стенкой Ксхмеры 1, при зажигании разряда заполняется плазмой общего свечения.

Один из вариантовпредлагаемого устройства,, в котором проводились экспериментальные исследования, представляет собой вакуумную прозрачную цилиндрическую трубку диаметром 9,2-10 м и длиной 0,38 м. Газоразрядный промежуток был образован полым цилиндрическим анодом из молибдена диаметром 1,5-10 м с закрытыми торцами. Катод был выполнен из молибденовых штырей диаметром 1,2-10 м, которые были расположены вокруг анода и создавали второй цилиндр (прозрачный). Оптимальное расстояние между анодом и штырями оказалось таким, при котором рЧ произведение давления наполняемого газа на данное расстояние, соответствует условиям затрудненного разряда. При наполнении аргоном, неоном, водородом и воздухом это расстояние соответствовало половине длины

ти катодного пгадения потенциала нормального тлеющего разряда.

При зажигании разряда в устройстве устанавливался ярко светящийся цилиндр, локализованный в пространстве, такой, что, электронная система почти не просматривается. При слабоаномальном режиме анодное напряжение составляет 350-400 В, а разрядный ток равен 6-8-10 А. При включении одного штыревого катода образуется короткий затрудненный разряд,у которого отрицательное тлеющее свечение располагается с внешней стороны относительно анода по всей длине стержня.Поперечное сечение свечения представляет собой фор элипса. При включении в разряд всех штырей подобные свечения образуются у каждого. Поскольку все отрицательные свечения идентичны и каждое из них располагается между подобными в непосредственном соприкосновении, все они,.сливаясь, создают одно общее свечение в пространстве 5. Это свечение благодаря полому цилиндрическому аноду 2 является единственным во всех режимах разряда. Плазма данного свечения создает интенсивное излучение в радиальЕ ом направлении. Вследствие высокой концентрации зарядоносителей в этой плазме, кроме процессов возбуждения, возникают интенсивные пропессы рекомбинации, которые создают коротковолновое излучение.

Включение в конструкцию источника света полого цилиндрического анода 1 с закрытыми торцами позволяет существование плазмы общего свечения -при более высоких давления наполняемого газа. Вследствие этого интенсивность излучения данного источника возрастает.

Таким образом, в предлагаемом источнике света образование всего общего свечения только за пределами электродной системы во всех режимах разряда и прИ более высоком давлени наполняемого газа увеличивает интенсивность излучения плаз:-ы и КПД источника.

Формула изобретения

Источник света, содержащий наполненную рабочим газом до давлений тлеющего разряда цилиндрическую камеру из светопроводящего материала установленные в ней и образующие коаксиальную разрядную полость.рабочие электроды, из которых катоды выполнены штыревыми и установлены по образующим окружающего анод цилиндра на равном расстоянии один от другого, причем диаметр камеры более чем в два раза превьлиает

диаметр указанного цилиндра, отличающийся тем, что, с целью повьшения интенсивности излучния и КПД, анод выполнен в виде полого цилиндра с закрытыми торцами, а расстояние между анодом и штыревыми электродами и между соседними штыревыми электродами не превышает половины длины катодного падения потенциала тлеющего разряда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз

1.Авторское свидетельство СССР № 415752, кл.Н 01 J 61/80, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 302767, кл.Н 01 J 61/10, 1971.

3.Патент США 3439209, кл. 313-229, 1969.

4.Авторское свидетельство СССР № 599296, кл.Н 01 J 61/64, 1976.

Фиг.