Газоразрядная лампа
Владельцы патента RU 2376671:
Негосударственное научно-образовательное учреждение "Саранский Дом науки и техники Российского союза научных и инженерных общественных организаций" (RU)
Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности, усовершенствует газоразрядные лампы высокого и низкого давлений. Техническим результатом является увеличение срока службы ламп вследствие уменьшения напряжения зажигания ламп. Газоразрядная лампа содержит горелку и/или колбу из оптически прозрачного материала, с нанесенным на колбу люминофорным или рассеивающим покрытием, с герметично присоединенными электродами, наполненную инертным газом и излучающим в оптической области спектра излучения составом наполнения. Технический результат достигается за счет того, что в люминофорном или рассеивающем покрытии использован твердотельный поглотитель водорода, работающий на поглощение водорода в диапазоне температур от температуры нормальных условий до температуры работы лампы в номинальном режиме. В качестве указанного твердотельного поглотителя может быть использован порошок металлического титана. В качестве указанного твердотельного поглотителя может быть использован порошок никелида лантана, в частности LaNi5. В качестве указанного твердотельного поглотителя может быть использован порошок никелида-феррита - титана, в частности, TiFeNi. Твердотельный поглотитель водорода может составить от 0,01 до 0,1 мас.% люминофора или светорассеивающего покрытия. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.
Предлагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует газоразрядные лампы высокого и низкого давлений.
Известна газоразрядная лампа, являющаяся прототипом, содержащая горелку и/или колбу из оптически прозрачного материала, с нанесенной на колбу люминофорным или рассеивающим покрытием, с герметично присоединенными электродами, наполненную инертным газом и излучающим в оптической области спектра излучения составом наполнения (Рохлин Г.Н. Разрядные источники света. М.: Энергоатомиздат, 1991 г.).
Это люминесцентные лампы низкого давления с люминофорным покрытием, лампы типа ДРЛ с люминофорным и рассеивающим покрытием и др.
Недостатком указанных ламп является повышение напряжения зажигания в процессе срока службы, что при значительном количестве случаев является причиной выхода ламп из строя.
Происходит это потому, что в процессе срока службы в колбе ламп увеличивается концентрация ионов водорода, которые являются резко электроотрицательными и повышают напряжение зажигания ламп. В люминесцентных лампах водород, выделяющийся в основном из электродов, в период разгорания лампы попадает непосредственно в канал разряда и увеличивает напряжение последующего за отключением зажигания ламп. В лампах типа ДРЛ водород, выделяющийся из электродов ламп, непосредственно попадает в горелку. Кроме того, водород из внешней колбы (температура на ней достигает 350-450°С) поступает в кварцевую горелку, которая для водорода при указанных температурах является прозрачной. Водород постепенно проникает в горелку разряда и увеличивает напряжение зажигания ламп. Следствием этого является уменьшение срока службы ламп.
Технической задачей предлагаемого технического решения является увеличение срока службы ламп вследствие уменьшения напряжения зажигания ламп.
Поставленная задача достигается тем, что в газоразрядной лампе, содержащей горелку и/или колбу из оптически прозрачного материала, с нанесенным на колбу люминофорным или рассеивающим покрытием, с герметично присоединенными электродами, наполненную инертным газом и излучающим в оптической области спектра излучения составом наполнения, в люминофорном или рассеивающем покрытии использован твердотельный поглотитель водорода, работающий на поглощение водорода в диапазоне температур от температуры нормальных условий до температуры работы лампы в номинальном режиме.
В качестве указанного твердотельного поглотителя может быть использован порошок металлического титана.
В качестве указанного твердотельного поглотителя может быть использован порошок никелида лантана, в частности LaNi5.
В качестве указанного твердотельного поглотителя может быть использован порошок никелида-феррита титана, в частности TiFeNi.
Количество указанных твердотельных поглотителей в составе люминофора и рассеивающем покрытии должно составлять от 0,01 до 0,1 мас.%.
С помощью экспериментально найденных интерметаллидов в газоразрядных лампах по заявке на выдачу патента удается уменьшить концентрацию водорода, уменьшить напряжение зажигания и увеличить срок службы ламп.
Принцип работы лампы по предлагаемому изобретению следующий. В процессе работы лампы выделяющийся в колбе водород поглощается интерметаллидами, содержащимися в люминофорном или отражающем покрытии. Это корректно для люминесцентной лампы, так как при ее рабочей температуре - (+) 40°С - титан и указанные в заявке интерметаллиды поглощают водород. Это корректно и для ламп типа ДРЛ, поскольку, как уже указывалось, что наибольшая температура на колбе составляет 350-450°С (LaNi5 и TiFeNi же поглощают водород до температуры 500°С). Эти процессы приводят к уменьшению напряжения на лампе и позволяют увеличить срок службы ламп.
Конструкция ламп по предлагаемому излучению широко известна. Это лампы типа ДРЛ мощностью 80, 125, 250, 400, 700 и 1000 Вт, а также люминесцентные лампы мощностью 18, 20, 36, 40 и др. Эти конструкции ламп приведены, например, в Рохлин Г.Н. Разрядные источники света. - М.: Энергоатомиздат, 1991 г.).
Важно было экспериментально подобрать твердотельный поглотитель водорода, работающий на поглощение водорода в диапазоне температур от стандартной температуры нормальных условий до температуры работы лампы в номинальном режиме. Указанные твердотельные поглотители водорода с температуры 20-30°С и удерживают водород в значительных количествах (с 1,8 до 3,0 мас.%) до температуры 300-500°С, что удовлетворяет требованиям для дамп ДРЛ и люминесцентных ламп.
Важным является количество твердотельных поглотителей в составе люминофора или рассеивающих смесей, оно определено экспериментально и составляет от 0,01 до 0,1 мас.%.
При количестве твердотельных поглотителей в составе люминофора или рассеивающих смесей, меньших 0,01 мас.%, их становится недостаточно для устранения водорода, появляющегося в лампах в процессе срока службы.
При количестве твердотельных поглотителей в составе люминофора или рассеивающих смесей, больших 0,1 мас.%, дополнительного положительного результата не достигается, а частицы твердотельного поглотителя поглощают уже значительную часть светового потока ламп и, кроме того, увеличиваются затраты на приобретение твердотельных поглотителей водорода (ТПВ).
Примеры конкретного исполнения ламп приведены в таблице.
| Исполнения ламп | Содержание ТП водорода в люминофорах и рассеивающих покрытиях, мас.%. | |||
| Вид покрытия | Ti | LaNi5 | TiFeNi | |
| 1. | Люминофор | 0,01 | - | - |
| 2. | Люминофор | 0,05 | - | - |
| 3. | Светорас. покр. | 0,1 | - | - |
| 4. | Люминофор | - | 0,01 | - |
| 5. | Светорас. покр. | - | 0,05 | - |
| 6. | Люминофор | - | 0,1 | - |
| 7. | Люминофор | - | - | 0,01 |
| 8. | Люминофор | - | - | 0,05 |
| 9. | Люминофор | - | - | 0,1 |
Использование предлагаемого изобретения в лампах ДРЛ и люминесцентных лампах позволяет уменьшить напряжение зажигания и, тем самым, увеличить срок службы.
Так, полученное в эксперименте увеличение срока службы ламп типа ДРЛ 1000 с 12000 до 15000 тыс.час при цене ламп 150 руб/шт. и годовом производстве 300 тыс.шт. дает экономический эффект в размере 561,0 тыс.руб.
1. Газоразрядная лампа, содержащая горелку и/или колбу из оптически прозрачного материала, с нанесенной на колбу люминофорным или рассеивающим покрытием, с герметично присоединенными электродами, наполненную инертным газом и излучающим в оптической области спектра излучения составом наполнения, отличающаяся тем, что в люминофорном или рассеивающем покрытии использован твердотельный поглотитель водорода, работающий на поглощение водорода в диапазоне температур от температуры нормальных условий до температуры работы лампы в номинальном режиме.
2. Газоразрядная лампа по п.1, отличающаяся тем, что в качестве указанного твердотельного поглотителя использован порошок металлического титана.
3. Газоразрядная лампа по п.1, отличающаяся тем, что в качестве указанного твердотельного поглотителя использован порошок никелида лантана, в частности LaNi5.
4. Газоразрядная лампа по п.1, отличающаяся тем, что в качестве указанного твердотельного поглотителя использован порошок никелида-феррита тинана, в, частности TiFeNi.
5. Газоразрядная лампа по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что твердотельный поглотитель водорода составляет от 0,01 до 0,1 мас.% люминофора или светорассеивающего покрытия.
