RU1772841C

RU1772841C - No-mercury metal halogen lamp

Info

Publication number: RU1772841C
Application number: SU914916807A
Authority: RU
Inventors: Иван Федорович Минаев
Original assignee: Саранское производственное объединение "Лисма"
Priority date: 1991-01-24
Filing date: 1991-01-24
Publication date: 1992-10-30

Abstract

Использование: в электротехнический промышленности, в частности в производстве металлогалогенных ламп общего применени . Сущность изобретени : в безртутной металлогалогенной лампе, содержащей инертный газ, галогениды инди , талли и натри . Соотношение количеств галогенида талли к галогенидам натри и инди выбрано в пределах от 0,133 до 0,4 и от 0.75 до 3,33 соответственно. Указанные компоненты вз ты в следующих количествах, нмоль/см3: галогениды талли - 0,25-2,0. галогениды натри - 1,5-12.0. галогениды инди - 0,2-0,8, а давление инертного газа составл ет 66,5-266 кПа. 1 ил.. 1 табл.Usage: in the electrical industry, in particular in the production of metal halide lamps for general use. SUMMARY OF THE INVENTION: in a mercury-free metal halide lamp containing inert gas, indium, thallium and sodium halides. The ratio of the amounts of thallium halide to sodium and indium halides is selected from 0.133 to 0.4 and from 0.75 to 3.33, respectively. The indicated components were taken in the following amounts, nmol / cm3: thallium halides 0.25-2.0. sodium halides 1.5-12.0. indium halides are 0.2-0.8 and the inert gas pressure is 66.5-266 kPa. 1 il .. 1 tab.

Description

Изобретение относитс к электротехнической промышленности, в частности, усовершенствует металлогалогенные лампы дл общего освещени .The invention relates to the electrical industry, in particular, to improve metal halide lamps for general lighting.

Известна металлогалогенна лзмла, содержаща кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью и металлогало- генным составом, обеспечивающим горелку галогенидами сканди и натри .Known metal halide resin containing a quartz burner with hermetically sealed electrodes filled with an inert gas, mercury and a metal halide composition providing the burner with scandium and sodium halides.

Натриево-скандиевое наполнение лампы обеспечивает высокий уровень-световой отдачи (90-100 Лм/Вт) и приемлемые цветовые характеристики (Тца 4500 К, Ra - 50- 55 ед.) излучени .The sodium-scandium filling of the lamp provides a high level of light output (90-100 Lm / W) and acceptable color characteristics (Tca 4500 K, Ra - 50-55 units) of radiation.

Недостатком описываемой лампы вл етс низка экологичность ее конструкции вследствие использовани в составе наполнени чрезвычайно токсичной ртути.A disadvantage of the described lamp is its low environmental friendliness due to the use of extremely toxic mercury in the filling composition.

Наиболее близкой по технической сущности вл етс металлогалогенна лампа, содержаща горелку из оптически прозрачного материала с герметично установлении-The closest in technical essence is a metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with a hermetically sealed

ми электродами, наполненную инертным газом и добавками дл обеспечени горелки галогенидами излучающих металлов.electrodes filled with an inert gas and additives to provide the burner with halides of emitting metals.

В лампе-прототипе не используетс ртуть, поэтому в экологическом аспекте она гораздо благополучнее лампы-аналога.The prototype lamp does not use mercury, therefore, in the environmental aspect, it is much safer than the analog lamp.

Недостатком описываемой лампы вл етс крайне усложненное зажигание, вследствие использовани в составе наполнени Хе при высоком давлении (80000 Па) и галоген и до в сканди . Электроотрицательное воздействие галогенидов сканди на электроды и газоразр дное пространство в МГЛ превышает подобное воздействие галогенидов редкоземельных металлов, электроотрицательность которых тоже хорошо известна. По этой причине зажигание лампы весьма осложнено.A disadvantage of the described lamp is the extremely complicated ignition due to the use of Xe at high pressure (80,000 Pa) and halogen up to scandium in the filling composition. The electronegative effect of scandium halides on electrodes and gas discharge space in the MGL exceeds the similar effect of rare earth metal halides, the electronegativity of which is also well known. For this reason, the ignition of the lamp is very complicated.

Кроме того, с повышением требований к качеству освещени , недостаточным вл етс и индекс цветопередачи излучени лампы (как уже приводилось 50 55 ед.)In addition, with increasing requirements for lighting quality, the color rendering index of the lamp radiation is also insufficient (as already mentioned, 50 55 units)

VI VIVI VI

РR

Целью изобретени вл етс улучше- ие зажигани и повышение качества цве- юпередачи излучени лампы.The aim of the invention is to improve ignition and improve the color reproduction of lamp radiation.

Поставленна цель достигаетс тем, что. в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками дл обеспечени горелки галогенидами излучающих металлов, в качестве указанных добавок использованы гало- гениды инди , натри и талли , при этом мол рное отношение количества галогени- дов талли к количеству галогенидов натри и инди выбрано в пределах 0,133-0,4 и 0,75-3,33 соответственно компоненты вз ты в следующих количествах, нмоль/см :The goal is achieved in that. in a metal halide lamp containing a burner made of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas and additives to provide the burner with emitting metal halides, indium, sodium and thallium halides were used as these additives, while the molar ratio of the amount of halides tally, the amount of sodium and indium halides was chosen in the range of 0.133-0.4 and 0.75-3.33, respectively; the components were taken in the following amounts, nmol / cm:

Галогениды талли 0,25 - 2,0Thallium halides 0.25 - 2.0

Галогениды натри 1,5- 12,0Sodium halides 1.5-12.0

Галогениды инди 0,2- 0,8а давление инертного газа составл ет 66,5- 266 кПа.Indy halides 0.2--0.8a; inert gas pressure is 66.5-266 kPa.

Состав наполнени , подобранный экспериментально , позвол ет улучшить зажигание лампы и обеспечить излучение с индексом цветопередачи 60-65 ед.The experimentally selected filling composition improves the lamp ignition and provides radiation with a color rendering index of 60-65 units.

По конструкции предлагаема лампа ничем не отличаетс от известных металло- галогенных ламп, Лампа может быть выполнена как в софитном, так и водноцокольном исполнении.By design, the proposed lamp does not differ from the known metal-halide lamps. The lamp can be made in both spotlight and water-base designs.

Принцип работы лампы тоже не отличаетс от работы существующих МГЛ. Лампа включаетс в питающую сеть последовательно с балластным сопротивлением. Путем подачи на электроды лампы высоковольтного импульса зажигающего устройства в лампе возникает разр д вереде инертного газа; ксеноне, криптоне и реже в аргоне. Дуговой разр д нагревает горелку и это приводит к испарению галогенидов излучающих металлов со стенок горелки. Постепенно лампа переходит в режим дугового разр да с установившимис параметрами: током лампы, напр жением на лампе, уровнем светового потока и т. д.The principle of operation of the lamp also does not differ from the operation of existing MGL. The lamp is connected in series with the ballast. By supplying to the lamp electrodes a high voltage pulse of the ignition device, a discharge of inert gas occurs in the lamp; xenon, krypton and less often in argon. An arc discharge heats the burner and this leads to the evaporation of the halides of the emitting metals from the walls of the burner. Gradually, the lamp switches to the arc discharge mode with the following parameters: lamp current, lamp voltage, light output level, etc.

Состав наполнени лампы по изобретению не содержит суперэлектроотрицательных галогенидов сканди и как показали экспериментальные проверки при мол рном соотношении галогенидов талли к количеству галогенидов натри и инди в пределах 1,33-0,04 и 0,75-3,33 зажигание ламп происходит стабильно уже при амплитуде электрического импульса 15 кВ (при давлении Хе - 66,5 - 100,0 кПа). Дл сравнени с иатриевоскандиевым наполнением при этом же давлении Хе зажигаютс лишь при приложении к лампе высоковольтного импульса с амплитудой 20-25 кВ. ЭтомуThe filling composition of the lamp according to the invention does not contain scandi superelectronegative halides, and as shown by experimental tests at a molar ratio of thallium halides to the amount of sodium and indium halides in the range 1.33-0.04 and 0.75-3.33, the lamps ignite stably even the amplitude of the electric pulse is 15 kV (at a pressure of Xe - 66.5 - 100.0 kPa). For comparison with iatrium-scandium filling at the same pressure, Xe is ignited only when a high-voltage pulse with an amplitude of 20-25 kV is applied to the lamp. To this

способствует то, что в составе наполнени используютс моногалогениды талли и инди . Таким образом при диссоциации молекул галогенидов талли и инди образуетс it is facilitated that thallium and indium monohalides are used in the filling composition. Thus, upon dissociation of thallium and indium halide molecules,

лишь по одному атому электроотрицательного галогена (при диссоциации галогенида сканди - три атома галогена). В сочетании с отсутствием галогенидов сканди это позвол ет улучшить зажигание лампы.only one atom of electronegative halogen (during dissociation of scandi halide - three halogen atoms). Combined with the absence of scandium halides, this improves lamp ignition.

Спектр лампы изображен ла чертеже. На фоне непрерывного излучени инертного газа (в данном случае ксенона) отчетливо про вл ютс линии инди 410 и 451 нм, талли - 535 нм, натри - 589 нм. КоличествоThe spectrum of the lamp is shown in the drawing. Against the background of continuous emission of an inert gas (in this case xenon), indie lines of 410 and 451 nm, tally - 535 nm, sodium - 589 nm are clearly visible. amount

используемых галогенидов достаточно велико и линии, ушир сь, обеспечивают не только хорошие значени цветовой температуры излучени лампы - 4500-5000 К, но и улучшенную цветопередачу. Общий индеке цветопередачи излучени лампы составл ет 60-65 ед, что удовлетвор ет растущим требовани м к лампам дл общего освещени .the halides used are quite large and the lines broadening provide not only good values for the color temperature of the lamp radiation - 4500-5000 K, but also improved color reproduction. The total lamp color rendering index is 60-65 units, which meets the growing requirements for lamps for general lighting.

Важным вл етс определенное экспериментально мол рное отношение количества галогенидов талли к количеству галогенидов натри и инди 0,133-0,4 и 0,75-3,33 соответственно.Important is the experimentally determined molar ratio of the amount of thallium halides to the amount of sodium and indium halides 0.133-0.4 and 0.75-3.33, respectively.

При мол рном отношении галогенидовWith a molar ratio of halides

талли к галогенидам натри меньшем, чем 0,133 в результате уменьшени зеленой составл ющей спектра излучени падает световой поток и индекс цветопередачи.thallium to sodium halides less than 0.133 as a result of a decrease in the green component of the radiation spectrum, the luminous flux and color rendering index fall.

При отношении галогенидов большем,With a greater ratio of halides,

чем 0,4 лампы начинают зеленить из-за избыточного излучени талли ,than 0.4 lamps start to turn green due to the excess radiation of the tally,

Мол рное отношение количества галогенидов талли к количеству галогенидов инди должно находитьс а пределах 0,753 ,33.The molar ratio of the amount of thallium halides to the amount of indium halides should be within 0.753, 33.

При превышении s этом соотношении уровн 3,33 из-за недостаточного излучени инди снижаетс цветова температура излучени лампы, а также ухудшаетс цветопередача .When s exceeds this ratio of 3.33 due to insufficient indi radiation, the color temperature of the radiation of the lamp decreases and the color rendering deteriorates.

При отношении меньшем, чем0,75 из-за избыточного высвечивани инди (410 и 451 нм) увеличиваетс цветова температура излучени лампы и снижаетс индексWith a ratio of less than 0.75 due to excessive indium emission (410 and 451 nm), the color temperature of the lamp radiation increases and the index decreases

цветопередачи.color rendition.

В качестве галогенидов инди , талли и натри используютс , как правило, йодиды и бромиды указанных металлов. Использо- вание хлоридов нецелесообразно из-за еще большего электроотрицательного воздействи их на электроды и материал оболочки ламп.As indium, thallium and sodium halides, iodides and bromides of said metals are generally used. The use of chlorides is impractical due to their even greater electronegative effect on the electrodes and lamp shell material.

В качестве материала дл горелок ламп используетс кварц и поликор.Quartz and polycor are used as material for lamp burners.

Используемые инертные газы - ксенон, криптон и аргон.The inert gases used are xenon, krypton and argon.

При этом дл обеспечени одинакового напр жени на лампе давление инертных газов увеличиваетс от ксенона до аргона.At the same time, to ensure the same voltage across the lamp, the inert gas pressure increases from xenon to argon.

Давление инертного газа выбрано в пределах 66,5-266 кПа,The inert gas pressure is selected in the range of 66.5-266 kPa,

При меньшем давлении, как показали эксперименты, уменьшаетс напр жение на лампе и габариты лампы увеличиваютс , что ведет к излишней материалоемкости.At lower pressures, experiments have shown that the voltage on the lamp decreases and the dimensions of the lamp increase, which leads to excessive material consumption.

При давлении инертного газа большем, чем 266 кПа лампа становитс взрывоопасной .At an inert gas pressure greater than 266 kPa, the lamp becomes explosive.

В таблице даны примеры конкретного исполнени . The table gives examples of specific performance.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION

Mercury-free metal halide lamp containing burner made of optically transparent 0

5

material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas and additives to provide the burner with halides of emitting metals, which means that. in order to improve ignition and improve the color rendering quality, indium, sodium, and thallium halides were used as the indicated additives; the molar ratio of the amount of thallium halides to the amount of sodium and indium halides was in the range 0.133-0.4 and 0.75-3. 33, respectively, the components were taken in the following amounts, in nmol / cm:

thallium halides 0.25-2.0;

sodium halides 1.5-12.0;

indium halides 0.2-0.8,

and the inert gas pressure is between 66.5 and 266 kPa.

twenty

h

I

8

-tc.

sz

;

"I

"G" 5U

R

to,

I

P

And b

I

§

3J. "

sous

&