Металлогалогенная лампа

 

Использование: в металлогалогенных лампах общего и специального назначения. Сущность изобретения: металлогалогенная лампа содержит горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами. Горелка наполнена инертным газом, ртутью, галогенидами щелочных металлов и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов. Для конструкции горелки выполняется соотношение, представленное в формуле изобретения. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электрохимической промышленности, в частности усовершенствует металлогалогенные лампы общего и специального назначения.

Известна газоразрядная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и ртутью [1] В составе наполнения указанной лампы использованы инертный газ и ртуть, что представляет собой пеннинговую смесь. Поэтому зажигание ламп стабильно осуществляется от питающего напряжения без каких-либо зажигающихся устройств.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, заполненную инертным газом, ртутью, галогенидами щелочных металлов и добавками для обеспечения горелки галогенидами изучающих металлов [2] В лампе-прототипе кроме инертных газов и ртути в составе наполнения использованы галогениды цезия и галогениды редкоземельных металлов.

Недостатком лампы-прототипа является низкая световая отдача вследствие недостаточного давления ртути в номинальном режиме работы лампы. Последнее и приводит к снижению светового потока лампы.

Целью изобретения является увеличение световой отдачи лампы.

Цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью, галогенидами щелочных металлов и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, для конструкции горелки выполняется следующее соотношение: 3·10^-4 ≥ · · ≥ 0,55·10^-4 (1) где d_в внутренний диаметр горелки, мм; i номинальный ток лампы, А; l_мэ межэлектродное расстояние, мм; μ граммоль ртути, ед.

V объем горелки, мм³; R универсальная газовая постоянная, 8,31 Дж/кмоль; Т_пл.min температура плавления наименее тугоплавкого галогенида щелочных металлов состава наполнения горелки, К;
U_с напряжение питающей сети, В.

В лампе по изобретению при выполнении указанного соотношения создаются условия, при которых достигается наиболее возможное при нормальной работе лампы давление ртути в рабочем режиме работы лампы. При этом достигается увеличение световой отдачи.

Конструкция лампы идентична известным металлогалогенным лампам и приведена на чертеже. Лампа содержит горелку 1 из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами 2. С помощью элементов 3 монтажа горелка 1 установлена во внешнем стеклянном баллоне 4. Лампа снабжена резьбовым цоколем 5.

Принцип работы лампы следующий. После подключения лампы в схеме последовательно с балластным сопротивлением осуществляют ее зажигание путем подачи высоковольтного импульса на электроды. Возникает дуговой разряд в среде инертного газа. Затем по мере нагревания горелки в разряд поступают пары ртути, которые резко увеличивают напряжение на лампе. В лампе по изобретению конструкция выбрана такой, что увеличение напряжения на лампе при поступлении ртути является предельно допустимым (при дальнейшем повышении напряжения следует погасание лампы в процессе разгорания). В следующей стадии разгорания в разряд поступают галогениды щелочных металлов, и это снижает напряжение на лампе до номинального уровня. Наряду с поступлением галогенидов щелочных металлов при дальнейшем нагревании горелки в разряд поступают добавки для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов. В результате устанавливается дуговой разряд с фиксированными параметрами: током, напряжением на лампе, мощностью, световым потоком и т.д.

Соотношение (1) получено путем математической обработки большого количества экспериментальных данных и выбрано в пределах 3˙10^-4 0,55˙10^-4. При значениях соотношения, больших 3˙10^-4, количество и давление ртути становятся для конкретной конструкции горелки настолько большими, что лампа гаснет при разгорании еще до поступления в разряд электроположительных галогенидов щелочных металлов. Погасание происходит из-за чрезмерного повышения напряжения на лампе, в результате чего лампа не перезажигается при переходе тока лампы через нулевое значение.

При значениях соотношения, меньших 0,55˙10^-4, давление ртути понижается, что приводит к уменьшению светового потока.

В качестве галогенидов щелочных металлов наиболее часто используются йодид и бромид цезия, йодид и бромид натрия. Температуры плавления этих галогенидов следующие: CsI 621, CsBr 632, NaI 661, NaBr 740^оС.

Чем ниже температура плавления галогенидов щелочных металлов, тем на более ранней стадии разгорания они попадают в разряд. Это влияет на количество допустимого вводимой ртути в горелку.

В качестве галогенидов излучающих металлов могут использоваться ZnX, TlX, ScX₃, DyX₃, HoX₃, GaX₃ и другие галогениды, где Х галоген.

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице.

Использование изобретения позволит на 3-5% увеличить световой поток металлогалогенных ламп, что позволит получить соответствующий рост прибыли от реализации ламп.

Формула изобретения

МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью, галогенидами щелочных металлов и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, отличающаяся тем, что параметры горелки выбраны, исходя из соотношения


где d_в внутренний диаметр горелки, мм;
i номинальный ток лампы, А;
l_мэ межэлектродное расстояние, мм;
μ граммоль ртути, ед.

V объем горелки, мм³;
R универсальная газовая постоянная, 8,310 Дж/К · моль;
T_nл.min температура плавления тугоплавкого галогена щелочных металлов состава наполнения горелки, К;
U_с напряжение питающей сети, В.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2