Металлогалогенная лампа

 

Назначение: металлогалогенные лампы. Сущность изобретения: в горелке металлогалогенной лампы дополнительно использовано олово, при этом литий и олово введены в горелку в виде сплава с молярным содержанием лития от 20 до 80%, компоненты взяты в следующем количестве, мк. моль/см³: сплав "литий-олово" от 0,05 до 8,0, галогениды неактивного металла от 0,015 до 2,0, а давление инертного газа составляет от 1,33 до 2000 кПа. В горелку лампы дополнительно введены ртуть в количестве от 0,5 до 45,0 мк. моль/см³ и добавки для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов в количестве от 0,03 до 24,0 м· моль/см³. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует металлогалогенные лампы общего и специального освещений.

Известна металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью и добавками для обеспечения горелки галогенидами натрия и скандия [1] Описываемая лампа обладает высокой световой отдачей (до 100 лм/Вт) и высоким (до 10000) сроком службы.

Недостатком лампы является дефицит излучения в красной области спектра (600 800 нм), что не позволяет обеспечить цветопередачу, которая в настоящее время требуется на телевидении и кино, а также при художественном освещении (освещение памятников культуры, архитектуры, музеев и т.д.).

Наиболее близкой по технической сущности является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную, по меньшей мере, инертным газом, литием и галогенидами неактивного металла [2] В лампе-прототипе в составе наполнения присутствуют добавки для обеспечения горелки галогенидами лития, что дает излучение в красной части спектра (основные линии излучения 610 и 671 нм), устраняя таким образом недостатки лампы- аналога.

Недостатком лампы-прототипа является низкий срок службы.

Это является следствием химической активности лития, в результате чего вместе с литием в горелку лампы попадают загрязнения в виде следов воды и кислорода (в виде оксида лития). Указанные загрязнения и уменьшают срок службы лампы.

Техническим результатом изобретения является увеличен5ие срока службы лампы.

Технический результат достигается тем, что в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, по меньшей мере, литием и галогенидами неактивного металла, в горелке лампы дополнительно использовано олово, при этом литий и олово введены в горелку в виде сплава с молярным содержанием лития от 20 до 80% компоненты взяты в следующем количестве, мк·моль/см³: сплав "литий-олово" от 0,05 до 8,0 галогениды неактивного металла от 0,15 до 2,0 а давление инертного газа составляет от 1,33 до 200,0 кПа.

В горелке может быть использована ртуть, а также добавки для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов в количестве от 0,5 до 45,0 и от 0,03 до 24,0 мк·моль/см³ соответственно.

Конструкция лампы идентична с конструкцией известных МГЛ. Лампа может быть выполнена софитной [3] или иметь один цоколь [4] иметь внешний баллон [5] Принцип работы лампы также аналогичен соответствующему для известных МГЛ.

После подключения лампы в питающую сеть последовательно с балластным сопротивлением (индуктивным, емкостным, комбинированным или электронным) осуществляется зажигание лампы путем подачи на электроды высоковольтного импульса. Возникает дуговой разряд в среде инертного газа и/или ртути, по мере разгорания которого в разряд поступают галогенидные добавки. В результате формируется дуговой разряд в среде галогенидов излучающих металлов с фиксированными током, напряжением, мощностью и световым потоком лампы.

В лампе по предполагаемому изобретению экспериментально подобранный состав наполнения позволяет обеспечить беспримесное введение лития в горелку лампы, что позволяет увеличить срок службы.

Литий и олова вводятся в лампу в виде сплава. Это позволяет получить соединение, которое является наиболее оптимальным для введения в лампу. Известно, что чистый литий интенсивно окисляется на воздухе.

Количество лития в составе сплава определено экспериментально и составляет от 20 до 80 молярных процентов.

При содержании лития в сплаве больше, чем 80 молярных сплав становится неустойчивым на воздухе (окисляется и гидролизуется).

При содержании лития в количестве, меньшем 20 молярных процентов, для введения нужного количества лития в лампу приходится вводить большое количество олова, что отрицательно сказывается на эффективности лампы. Это связано с низким излучением линий олова в видимой области спектра.

Количество вводимого в горелку сплава "литий-олово" и добавок для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов также определено экспериментально.

При количествах этих добавок, меньших 0,05 и 0,03 мк·моль/см³, их недостает для нормальной работы лампы в течение всего срока службы, т.к. компоненты наполнения теряются в течение срока службы в процессах взаимодействия, абсорбции, адсорбции, хемисорбции и т.д.

При количествах, больших 8 и 24 мк·моль/см³, дополнительного положительного эффекта получить не удается, а затрат на приобретение компонентов наполнения, их обработку и хранение увеличиваются.

Количество галогенидов неактивного металла определено экспериментально с использованием металлов, не имеющих ярковыраженных линий излучения в видимой области спектра. В качестве таких галогенидов могут быть использованы галогениды олова, свинца, титана и др.

Количество галогенидов металлов определено из условий полного расходования лития согласно реакции: Li+Me_nX_m_→ LiX+Me (1) где Me неактивный металл; X галоген.

Присутствие чистого лития в лампе после стабилизирующего отжига недопустимо, т.к. атомы литья имеют крайне малый размер и, внедряясь в кристаллическую решетку кварца, интенсивно разрушают его.

Вместе с тем галогенидов неактивного металла не должно быть больше, чем 2 мк·моль/см³, т.к. в этом случае в лампу вводится большое количество самого неактивного металла, что может экранировать излучение.

Количество ртути, вводимой в горелку лампы, определено экспериментально и составляет от 0,5 до 45,0 мк·моль/см³.

При меньшем количестве ртути не удается достичь нужного напряжения на лампе.

При большом количестве ртути напряжение на лампе становится излишне высоким и лампа работает нестабильно.

Давление инертного газа выбрано из условий обеспечения зажигания и разгорания лампы и составляет от 1,33 до 200,0 Кпа.

При меньшем давлении инертного газа происходит распыление вольфрама электродов лампы в период разгорания и срок службы лампы уменьшается.

При давлении инертного газа, превышающем 200^x КПа, кроме ухудшения зажигания лампы, она становится взрывоопасной даже в неработающем состоянии.

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице.

Применение предполагаемого изобретения позволит увеличить срок службы лампы. Так, экспериментальные лампы мощностью 1000 Вт, изготовленные с использованием технического решения по предлагаемому изобретению, имели срок службы 3000, что на 500 и выше срока службы обычных ламп. При цене лампы 10
12 тыс. рублей это дает экономический эффект (при ориентировочной потребности 1000 шт. в год) в размере 2,0 2,4 млн. руб.

Источники информации
1. Пат. США N 3914636.

2. Патент РФ N 1758707.

3. Рохлин Г.Н. Разрядные источники света. М. Энергоатомиздат, 1991, с. 585.

4. Там же с. 595.

5. Каталог Ф. "Филипс", 1992, с. 111.

Формула изобретения

1. Металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом по меньшей мере литием и галогенидами неактивного металла, отличающаяся тем, что в горелке лампы дополнительно использовано олово, при этом литий и олово введены в горелку в виде сплава с молярным содержанием лития от 20,0 до 80% компоненты взяты в следующем количестве, мк · моль/см³:
Сплав литий-олово 0,05 8,0
Галогениды неактивного металла 0,015 2,0
а давление инертного газа составляет от 1,33 до 200,0 кПа.

2. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что в горелку лампы дополнительно введена ртуть в количестве от 0,5 до 45,0 мк · моль/см³.

3. Лампа по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в горелку лампы дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов в количестве от 0,03 до 24,0 мк · моль/см³.

РИСУНКИ

Рисунок 1