RU181452U1

RU181452U1 - Electric lamp

Info

Publication number: RU181452U1
Application number: RU2017108652U
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Силкин
Original assignee: Евгений Михайлович Силкин
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2018-07-16

Abstract

Полезная модель расширяет область применения устройства за счет повышения светоотдачи и силы света в направлении оптической оси лампы, увеличения светового потока, излучаемого в нижнюю зону, и снижения слепящего эффекта или действия (показателей ослепленности и дискомфорта), а также улучшения технологичности конструкции. Указанный технический результат достигается тем, что в электрической лампе, содержащей герметичную колбу 1 с цоколем 2 для подключения к внешнему источнику питания, заполненную изолирующим оптически прозрачным и химически инертным газообразным веществом, изготовленную из оптически прозрачного материала, со светоизлучающим телом 3 в виде светодиода или нескольких светодиодов, или одной, или нескольких светодиодной матриц, или одной, или нескольких светодиодных линеек, электрически соединенных последовательно или параллельно, или последовательно и параллельно, и опорной ножкой внутри, имеющей корпусную тарелку 4 с разверткой, пустотелый штенгель 5 для откачки, штабик 6 и электроды 7 для электрического соединения внутренних и наружных частей, драйвер 8, устанавливаемый внутри цоколя или внутри колбы, или разделенный на две части, устанавливаемые внутри цоколя и колбы, входные выводы драйвера соединены с контактами цоколя, а выходные выводы подключены к контактам светоизлучающего тела, колба выполнена грибообразной, а отношение диаметра колбы к диаметру тарелки составляет от 4 до 6. Как вариант исполнения электрической лампы, часть поверхности 9 колбы выполнена светоотражающей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model extends the scope of the device by increasing light output and light intensity in the direction of the optical axis of the lamp, increasing the light flux emitted to the lower zone, and reducing the glare effect or action (indicators of blindness and discomfort), as well as improving the manufacturability of the design. The specified technical result is achieved in that in an electric lamp containing a sealed bulb 1 with a cap 2 for connection to an external power source, filled with an insulating optically transparent and chemically inert gaseous substance, made of an optically transparent material, with a light-emitting body 3 in the form of an LED or several LEDs, or one or more LED arrays, or one, or several LED arrays, electrically connected in series or in parallel, or after in parallel and with a support leg inside, having a body plate 4 with a reamer, a hollow plug 5 for evacuation, a staff 6 and electrodes 7 for electrical connection of internal and external parts, a driver 8 installed inside the base or inside the bulb, or divided into two parts installed inside the base and the bulb, the driver input terminals are connected to the base contacts, and the output terminals are connected to the contacts of the light-emitting body, the bulb is mushroom-shaped, and the ratio of the bulb diameter to the plate diameter is from 4 to 6. As an embodiment of the electric lamp, part of the surface 9 of the bulb is made reflective. 1 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к светотехнике и может быть использована при проектировании новых энергоэффективных и надежных источников оптического излучения (электрических ламп) с повышенным сроком службы. Полезная модель направлена на расширение области применения электрической (светодиодной) лампы за счет повышения светоотдачи и силы света в направлении оптической оси, увеличения светового потока, излучаемого в нижнюю зону, и снижения слепящего эффекта или действия (показателей ослепленности и дискомфорта), а также улучшения технологичности конструкции.The utility model relates to lighting engineering and can be used in the design of new energy-efficient and reliable sources of optical radiation (electric lamps) with an increased service life. The utility model is aimed at expanding the scope of application of the electric (LED) lamp by increasing light output and light intensity in the direction of the optical axis, increasing the light flux emitted to the lower zone, and reducing the glare effect or action (indicators of blindness and discomfort), as well as improving manufacturability designs.

Известна электрическая лампа, содержащая герметичную колбу с цоколем для подключения к внешнему источнику питания, заполненную изолирующим оптически прозрачным газообразным веществом, изготовленную из оптически прозрачного материала, со светоизлучающим телом в виде вольфрамовой нити и опорной ножкой внутри, имеющей корпусную тарелку с разверткой, пустотелый штенгель для откачки, штабик и два проволочных электрода для электрического соединения внутренних и наружных частей, электроды соединены с контактами цоколя и контактами светоизлучающего тела (Характеристики ламп накаливания. Каталог/ «ГУП РМ Лисма», 2011, С. 32).Known electric lamp containing a sealed flask with a cap for connection to an external power source, filled with an insulating optically transparent gaseous substance, made of an optically transparent material, with a light-emitting body in the form of a tungsten filament and a support leg inside, which has a plate plate with a scan, a hollow plug for pumping stations, a staff and two wire electrodes for electrical connection of internal and external parts, the electrodes are connected to the base contacts and light contacts a radiating body (Characteristics of incandescent lamps. Catalog / “GUP RM Lisma”, 2011, P. 32).

В качестве изолирующего газообразного вещества (наполнение колбы) используют смесь аргона с азотом (88 на 12%), имеющую абсолютное давление от 0,6 до 0,8 бар при температуре окружающей среды 273 К.A mixture of argon and nitrogen (88 to 12%) having an absolute pressure of 0.6 to 0.8 bar at an ambient temperature of 273 K is used as an insulating gaseous substance (flask filling).

Исполнения известной электрической лампы включают и изделия с грибообразной колбой типа К 50 или К 55 (зарубежные аналоги, в частности, Е 50, Е 60), применяющиеся для общего и местного освещения и характеризующиеся относительно компактными размерами. В обозначении колбы цифра (50, 55, 60) определяет внешний диаметр колбы в расширенной части (нижняя зона) в соответствии со стандартом (элемент классификации изделия). Лампы с указанными колбами могут также изготавливаться с наполнением из смеси криптона с азотом (86 на 14%), что повышает светоотдачу. Грибообразные колбы первоначально были предназначены именно для криптоновых ламп.The versions of the known electric lamp include products with a mushroom bulb type K 50 or K 55 (foreign analogues, in particular, E 50, E 60), used for general and local lighting and characterized by relatively compact dimensions. In the bulb designation, the number (50, 55, 60) determines the outer diameter of the bulb in the expanded part (lower zone) in accordance with the standard (product classification element). Lamps with the indicated flasks can also be made with filling from a mixture of krypton and nitrogen (86 by 14%), which increases light output. Mushroom-shaped bulbs were originally designed specifically for krypton lamps.

Все серийно выпускаемые лампы такого типа (грибообразная форма колбы) с различными видами наполнения имеют стандартный цоколь типа Е27.All commercially available lamps of this type (mushroom-shaped bulb) with different types of filling have a standard base type E27.

В качестве внешнего источника питания электрической лампы, относящейся к лампам накаливания, используется электрическая сеть переменного тока. Питание лампы накаливания может осуществляться и от иного источника постоянного или переменного тока.As an external power source of an electric lamp related to incandescent lamps, an alternating current electric network is used. The incandescent lamp can be powered from another source of direct or alternating current.

Недостатком электрической лампы накаливания является сравнительно узкая область применения, что обусловлено, в том числе, невысокой светоотдачей, низкой надежностью работы и малым сроком службы (из-за испарения материала нити накала при высокой рабочей температуре с последующим обрывом нити). Средний срок службы лампы накаливания обычно не превышает 1000 час. Светоотдача известной электрической лампы накаливания составляет около 10 лм/Вт. Таким образом, лампа накаливания не является достаточно энергоэффективным электротехническим устройством, что, в основном, и ограничивает область ее применения.The disadvantage of an electric incandescent lamp is the relatively narrow scope, which is due, inter alia, to low light output, low reliability and short service life (due to evaporation of the filament material at a high operating temperature with subsequent breakage of the filament). The average life of an incandescent lamp usually does not exceed 1000 hours. The light output of a known electric incandescent lamp is about 10 lm / W. Thus, an incandescent lamp is not a sufficiently energy-efficient electrical device, which mainly limits its scope.

Известна электрическая лампа, содержащая герметичную колбу с цоколем для подключения к внешнему источнику питания, заполненную изолирующим оптически прозрачным газообразным веществом, изготовленную из оптически прозрачного материала, со светоизлучающим телом в виде одной или нескольких светодиодных линеек на прозрачной подложке, электрически соединенных последовательно или последовательно и параллельно, и опорной ножкой внутри, имеющей корпусную тарелку с разверткой, пустотелый штенгель для откачки, и два или более проволочных электрода для электрического соединения внутренних и наружных частей, драйвер, устанавливаемый внутри цоколя, входные выводы драйвера соединены с контактами цоколя, а выходные выводы подключены к контактам светоизлучающего тела (З. RU 2013114922/12. Светодиодная лампа (варианты)/ Чжэцзян Ледисон Оптоэлектроникс Ко., ЛТД (CN) // Опубл. 20.10.2014, Бюл. №37).Known is an electric lamp containing a sealed bulb with a cap for connection to an external power source, filled with an insulating optically transparent gaseous substance, made of an optically transparent material, with a light-emitting body in the form of one or more LED lines on a transparent substrate, electrically connected in series or in series and in parallel , and a support leg inside, having a housing plate with a reamer, a hollow plug for pumping, and two or more wire ele ctrode for electrical connection of internal and external parts, the driver installed inside the base, the input terminals of the driver are connected to the contacts of the base, and the output terminals are connected to the contacts of the light-emitting body (Z. RU 2013114922/12. LED lamp (options) / Zhejiang Ladison Optoelectronics Co. , LTD (CN) // Publish. 20.10.2014, Bull. No. 37).

В качестве изолирующего газообразного вещества используют водород или гелий, или смесь водорода с гелием, имеющую давление от 0,1 до 2,0 бар при температуре окружающей среды около 293 К.Hydrogen or helium, or a mixture of hydrogen with helium, having a pressure of 0.1 to 2.0 bar at an ambient temperature of about 293 K, is used as an insulating gaseous substance.

Известная лампа относится к типу светодиодных. Исполнения светодиодной лампы включают изделия с различными видами колб (шарообразные, свечеобразные, зеркализованные, в том числе, декоративные, например, А 45) и цоколей (Е14, Е27, В22). Грибообразные колбы типа К 50 или К 55 (Е 50, Е 60) для известной лампы не используются.Known lamp refers to the type of LED. LED lamp designs include products with different types of flasks (spherical, candle-shaped, mirrored, including decorative, for example, A 45) and socles (E14, E27, B22). Mushroom-shaped flasks of type K 50 or K 55 (E 50, E 60) are not used for the known lamp.

Недостатком электрической (светодиодной) лампы является сравнительно узкая область применения, что обусловлено ограниченностью возможной и технически обоснованной номенклатуры, низкой светоотдачей, в первую очередь, для ламп с колбами малых геометрических размеров, возможным слепящим действием, недостатками конструкции и используемого наполнения (изолирующее газообразное вещество) колбы, а также высокой ценой. Конструкция светоизлучающего тела ограничена применением только светодиодных линеек на прозрачных подложках, что не позволяет обеспечить высокие световые потоки, в том числе, в направлении оптической оси лампы (в нижнюю зону) и ограничивает диапазон возможных мощностей. Использование стандартных колб с зеркализацией, предназначенных для другого типа ламп, не является в достаточной степени эффективным. Коэффициент полезного действия зеркальных светодиодных ламп известной конструкции является низким из-за большей распределенности светоизлучающего тела на светодиодных линейках в пространстве и больших потерь на отражение. Конструкция лампы ограничена установкой драйвера только внутри цоколя, что снижает степень защиты, не позволяет обеспечить качественные технические характеристики из-за ограниченности объема, сужает диапазон возможных мощностей и световых потоков. «Чистый» водород фактически не является химически инертным газом для используемых материалов колб, взрыво- и пожароопасен. Чистый водород в таких лампах применять не достаточно эффективно и надежно. Его содержание в колбе должно, по возможности, быть ограниченным. Кроме того, технология применения чистого водорода является сравнительно дорогостоящей. Гелий имеет высокую цену и обладает значительной проникающей способностью через технические стекла. Последнее может приводить к снижению надежности работы лампы и к нестабильности (и не повторяемости) технических характеристик. Гелий и его смеси с водородом и, в некоторой степени, чистый водород обладают также сравнительно низкой электрической прочностью (что сужает возможную номенклатуру ламп и, соответственно, область применения). Гелий - инертный газ. Однако, являясь самым «легким» из инертных газов, он практически не препятствует диффузии водорода в применяемые материалы колбы (если используется смесь водорода с гелием) и ходу возможных химических реакций. Реакции с водородом, например, имеют место в стеклах при повышенной температуре герметизации (заварки) колб. При применении смесей с гелием и водородом необходимо введение в ее состав третьей компоненты (трехкомпонентная смесь, например, с добавкой азота). Использование более «тяжелых» инертных газов (неон, аргон и другие) эту проблему снимает. Диапазон давлений газообразного вещества в известной лампе технически ограничен. Низкое давление (0,1 бар) может приводить к интенсивному испарению материалов, используемых при изготовлении светодиодных линеек, в диапазоне рабочих температур для элементов ламп. Испаряющиеся материалы, осаждаясь на поверхности колб, снижают их прозрачность и уменьшают световой поток. При снижении давления эффективность отвода тепла от светодиодов снижается. Срок службы лампы сокращается, а ее технические характеристики ухудшаются. Таким образом, наполнение колбы в известной конструкции, в целом, не является оптимальным. Использование большого числа проволочных электродов (и вакуумплотных впаев, соответственно) снижает надежность, повышает вероятность ухода из колбы используемого газообразного вещества и делает конструкцию ламп нетехнологичной и более трудоемкой и дорогостоящей.The disadvantage of an electric (LED) lamp is the relatively narrow scope, due to the limited possible and technically sound nomenclature, low light output, primarily for lamps with small geometric bulbs, possible glare, design flaws and used filling (insulating gaseous substance) flasks as well as high price. The design of the light-emitting body is limited to the use of LED lines on transparent substrates, which does not allow for high light fluxes, including in the direction of the optical axis of the lamp (in the lower zone) and limits the range of possible powers. The use of standard mirror flasks designed for a different type of lamp is not sufficiently effective. The efficiency of mirrored LED lamps of known design is low due to the greater distribution of the light-emitting body on the LED arrays in space and large reflection losses. The lamp design is limited to installing the driver only inside the base, which reduces the degree of protection, does not allow to provide high-quality technical specifications due to limited volume, narrows the range of possible powers and light fluxes. “Pure” hydrogen is not actually a chemically inert gas for the used flask materials, it is explosive and fire hazard. Pure hydrogen in such lamps is not effective and reliable enough. Its content in the flask should, as far as possible, be limited. In addition, the technology of using pure hydrogen is relatively expensive. Helium has a high price and significant penetration through technical glasses. The latter can lead to a decrease in the reliability of the lamp and to the instability (and not repeatability) of the technical characteristics. Helium and its mixtures with hydrogen and, to some extent, pure hydrogen also have relatively low electric strength (which narrows the possible range of lamps and, accordingly, the scope). Helium is an inert gas. However, being the “lightest” of inert gases, it practically does not prevent the diffusion of hydrogen into the used flask materials (if a mixture of hydrogen with helium is used) and the course of possible chemical reactions. Reactions with hydrogen, for example, take place in glasses at elevated temperature sealing (welding) flasks. When using mixtures with helium and hydrogen, it is necessary to introduce a third component into its composition (a three-component mixture, for example, with the addition of nitrogen). The use of more "heavy" inert gases (neon, argon and others) removes this problem. The pressure range of a gaseous substance in a known lamp is technically limited. Low pressure (0.1 bar) can lead to intense evaporation of materials used in the manufacture of LED lines in the operating temperature range for lamp elements. Evaporating materials, deposited on the surface of the flasks, reduce their transparency and reduce the luminous flux. With a decrease in pressure, the efficiency of heat removal from the LEDs decreases. The lamp life is reduced and its technical characteristics deteriorated. Thus, the filling of the flask in a known design, in General, is not optimal. The use of a large number of wire electrodes (and vacuum tight solders, respectively) reduces reliability, increases the likelihood of the used gaseous substance leaving the bulb and makes the lamp design non-technological and more time-consuming and expensive.

Слепящий эффект или слепящее действие источника света (светового прибора, осветительной установки) характеризуется показателями ослепленности или дискомфорта. Указанные показатели устанавливаются соответствующими стандартами. Для осветительных установок промышленных предприятий нормируется показатель ослепленности, зависящий от нормируемого отношения пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения. По показателю ослепленности можно судить о степени ухудшения видимости при действии блеских источников света. Показатель ослепленности рассчитывается по специальной формуле через коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения. При этом под пороговой разностью яркости понимается наименьшее заметное отличие яркости объекта и фона. Для жилых и общественных зданий, административно-бытовых помещений вместо показателя ослепленности нормируется показатель дискомфорта. Показатель дискомфорта характеризует степень неудобства или напряженности при наличии в поле зрения источников повышенной яркости. Более точно, он определяет степень дополнительной напряженности зрительной работы, вызванной наличием значительной разницы яркостей в освещенном помещении. То есть, показатель дискомфорта (аналог показателя ослепленности) представляет собой критерий оценки дискомфортной блескости, вызывающей неприятные ощущения у наблюдателя при неравномерном распределении яркостей в поле зрения. В европейских нормах качества света используется также обобщенный показатель дискомфорта (UGR). Блескостью называется свойство ярких объектов вызывать у наблюдателя неприятные ощущения (в частности, чувство ослепленности). Для расчетов показателей ослепленности и дискомфорта (обобщенного показателя дискомфорта) разработаны специальные инженерные методики.The blinding effect or blinding effect of a light source (light fixture, lighting system) is characterized by indicators of blindness or discomfort. Indicated indicators are established by relevant standards. For lighting installations of industrial enterprises, the glare index is normalized, depending on the normalized ratio of threshold brightness differences in the presence and absence of glare sources in the field of view. By the blindness index, one can judge the degree of deterioration of visibility under the action of brilliant light sources. The blindness index is calculated according to a special formula through the blindness coefficient, equal to the ratio of threshold brightness differences in the presence and absence of glare sources in the field of view. In this case, the threshold brightness difference is understood as the smallest noticeable difference in the brightness of the object and background. For residential and public buildings, office buildings, instead of a glare indicator, the indicator of discomfort is normalized. An indicator of discomfort characterizes the degree of inconvenience or tension when there are sources of increased brightness in the field of view. More precisely, it determines the degree of additional tension in visual work caused by the presence of a significant difference in brightness in a lighted room. That is, the indicator of discomfort (an analogue of the blindness indicator) is a criterion for evaluating discomfort brilliance, which causes an unpleasant sensation in the observer with an uneven distribution of brightness in the field of view. European Light Quality Standards also use the Generalized Discomfort Indicator (UGR). Glossiness is the property of bright objects to cause an unpleasant sensation in the observer (in particular, a feeling of blindness). To calculate the indicators of blindness and discomfort (a general indicator of discomfort), special engineering techniques have been developed.

Известна электрическая лампа, содержащая герметичную колбу с цоколем для подключения к внешнему источнику питания, заполненную изолирующим оптически прозрачным и химически инертным газообразным веществом, изготовленную из оптически прозрачного материала, со светоизлучающим телом в виде светодиода или нескольких светодиодов, или одной, или нескольких светодиодной матриц, соединенными в соответствии с требуемой электрической схемой, и опорной ножкой внутри, имеющей корпусную тарелку с разверткой, пустотелый штенгель для откачки и два проволочных электрода для электрического соединения внутренних и наружных частей, драйвер, устанавливаемый внутри колбы, входные выводы драйвера соединены с контактами цоколя, а выходные выводы подключены к контактам светоизлучающего тела (П. RU 153191. Светодиодная лампа /Е.М. Силкин// Опубл. 10.07.2015, Бюл. №19).A known electric lamp containing a sealed flask with a cap for connection to an external power source, filled with an insulating optically transparent and chemically inert gaseous substance, made of optically transparent material, with a light-emitting body in the form of an LED or several LEDs, or one or more LED arrays, connected in accordance with the required electrical circuit, and a support leg inside, having a housing plate with a reamer, a hollow plug for pumping and two wire electrodes for electrical connection of internal and external parts, the driver installed inside the bulb, the driver input terminals are connected to the base contacts, and the output terminals are connected to the contacts of the light-emitting body (P. RU 153191. LED lamp / E.M. Silkin // Publ. 07/10/2015, Bull. No. 19).

Недостатком электрической светодиодной лампы является сравнительно узкая область применения, что обусловлено ограниченностью возможной номенклатуры изделий и определенными недостатками конструкции, снижающими надежность работы и сокращающими срок службы. Установка драйвера только внутри колбы (в известной конструкции) сужает диапазон мощностей и предельных световых потоков ламп. В известной лампе ограничено и число вариантов конструкций светоизлучающего тела. Имеет место значительное непроизводительное рассеяние световой энергии. Лампа характеризуется сравнительно низкой силой света в направлении оптической (и геометрической) оси, малым световым потоком, излучаемым в нижнюю зону, возможным высоким слепящим действием.The disadvantage of an electric LED lamp is a relatively narrow scope, due to the limited range of products and certain design flaws that reduce reliability and reduce service life. Installing the driver only inside the bulb (in a known design) narrows the range of powers and the maximum luminous flux of the lamps. In the known lamp, the number of design options of the light-emitting body is also limited. Significant unproductive dissipation of light energy takes place. The lamp is characterized by a relatively low luminous intensity in the direction of the optical (and geometric) axis, a small luminous flux emitted into the lower zone, and a possible high glare effect.

Известна электрическая лампа, содержащая герметичную колбу с цоколем для подключения к внешнему источнику питания, заполненную изолирующим оптически прозрачным и химически инертным газообразным веществом, изготовленную из оптически прозрачного материала, со светоизлучающим телом в виде четного числа светодиодной матриц, электрически соединенных парами последовательно, и опорной ножкой внутри, имеющей корпусную тарелку с разверткой, пустотелый штенгель для откачки, штабик с проволочным держателем и два проволочных электрода для электрического соединения внутренних и наружных частей, драйвер, устанавливаемый внутри цоколя, входные выводы драйвера соединены с контактами цоколя, а выходные выводы подключены к контактам светоизлучающего тела (П. RU152823. Электрическая осветительная лампа / Е.М. Силкин // Опубл. 20.06.2015, Бюл. №17).Known electric lamp containing a sealed bulb with a cap for connection to an external power source, filled with an insulating optically transparent and chemically inert gaseous substance, made of optically transparent material, with a light-emitting body in the form of an even number of LED arrays, electrically connected in pairs in series, and a support leg inside, with a housing plate with a reamer, a hollow plug for pumping, a staff with a wire holder and two wire electrodes for ele ktricheskogo connection of internal and external parts, the driver installed inside the base, the input terminals of the driver are connected to the contacts of the base, and the output terminals are connected to the contacts of the light-emitting body (P. RU152823. Electric lighting lamp / EM Silkin // Publish. 06/20/2015 Bull. No. 17).

В качестве изолирующего газообразного вещества используют азот или смесь азота с неоном от 4 до 96%, имеющую давление от 0,3 до 3,3 бар при температуре окружающей среды 273 К.As an insulating gaseous substance, nitrogen or a mixture of nitrogen with neon from 4 to 96%, having a pressure of from 0.3 to 3.3 bar at an ambient temperature of 273 K., is used.

Подобную конструкцию имеют в настоящее время большинство электрических ламп со светодиодами, светодиодными матрицами и светодиодными линейками (в частности, филаментные лампы). Такая лампа не является полностью герметичной для всех ответственных частей. Степень защиты ее не выше IP21. Драйвер в известной лампе не изолирован от внешней среды и подвержен ее влиянию. Некоторые ответственные элементы (части) лампы, таким образом, находятся в среде окружающего воздуха, который может содержать пары воды, агрессивные вещества в недопустимых концентрациях, механические примеси и пыль. Все это снижает надежность работы известной электрической (светодиодной) лампы и может значительно уменьшить средний срок ее службы. Возможные конструкции светоизлучающего тела не позволяют обеспечить высокую силу света в направлении оптической оси лампы и высокий световой поток, излучаемый в нижнюю зону, из-за значительного непроизводительного рассеяния световой энергии.A majority of electric lamps with LEDs, LED arrays, and LED arrays (in particular filament lamps) have a similar design at present. Such a lamp is not completely sealed for all critical parts. Its degree of protection is not higher than IP21. The driver in the known lamp is not isolated from the external environment and is subject to its influence. Some critical elements (parts) of the lamp, therefore, are in the environment of ambient air, which may contain water vapor, aggressive substances in unacceptable concentrations, mechanical impurities and dust. All this reduces the reliability of the known electric (LED) lamp and can significantly reduce its average life. Possible designs of the light-emitting body do not allow for a high luminous intensity in the direction of the optical axis of the lamp and a high luminous flux emitted to the lower zone due to the significant unproductive scattering of light energy.

В известной электрической лампе применяются различные типы колб, кроме грибообразных К 50 или К 55 (Е 50, Е 60), что обусловлено особенностями конструкции опорной ножки, не позволяющей оптимально разместить и обеспечить требуемый режим работы светоизлучающего тела в существующих конструкциях колб грибообразной формы.In the known electric lamp, various types of flasks are used, except for mushroom-shaped K 50 or K 55 (E 50, E 60), which is due to the design features of the support leg, which does not allow optimal placement and provision of the required mode of operation of the light-emitting body in existing designs of mushroom-shaped flasks.

Рассмотренные недостатки известной электрической (светодиодной) лампы сужают область ее применения.The considered disadvantages of the known electric (LED) lamps narrow the scope of its application.

Известна электрическая лампа, содержащая герметичную колбу с цоколем для подключения к внешнему источнику питания, заполненную изолирующим оптически прозрачным и химически инертным газообразным веществом, изготовленную из оптически прозрачного материала, со светоизлучающим телом в виде светодиода или нескольких светодиодов, или одной, или нескольких светодиодной матриц, или одной, или нескольких светодиодных линеек, электрически соединенных последовательно или параллельно, или последовательно и параллельно, и опорной ножкой внутри, имеющей корпусную тарелку с разверткой, пустотелый штенгель для откачки, штабик и два проволочных электрода для электрического соединения внутренних и наружных частей, драйвер, устанавливаемый внутри цоколя или внутри колбы, или разделенный на две части, устанавливаемые внутри цоколя и колбы, входные выводы драйвера соединены с контактами цоколя, а выходные выводы подключены к контактам светоизлучающего тела (П. RU 159154. Электрическая лампа / Е.М. Силкин / Опубл. 10.02.2016, Бюл. №4).Known electric lamp containing a sealed bulb with a cap for connection to an external power source, filled with an insulating optically transparent and chemically inert gaseous substance, made of optically transparent material, with a light-emitting body in the form of an LED or several LEDs, or one or more LED matrices, or one or more LED lines, electrically connected in series or in parallel, or in series and in parallel, and a support leg inside having a housing plate with a reamer, a hollow plug for pumping, a staff and two wire electrodes for electrical connection of the internal and external parts, a driver installed inside the base or inside the bulb, or divided into two parts installed inside the base and the bulb, the driver input terminals are connected with the contacts of the base, and the output terminals are connected to the contacts of the light-emitting body (P. RU 159154. Electric lamp / EM Silkin / Publ. 02/10/2016, Bull. No. 4).

В качестве изолирующего газообразного вещества в рассматриваемой электрической (светодиодной) лампе используют смесь водорода с инертным газом или смесь водорода с азотом, или смесь водорода, инертного газа и азота (трехкомпонентная смесь), имеющую абсолютное давление от 0,3 до 2,5 бар при температуре окружающей среды 273 К.As an insulating gaseous substance in the electric (LED) lamp under consideration, a mixture of hydrogen with an inert gas or a mixture of hydrogen with nitrogen, or a mixture of hydrogen, inert gas and nitrogen (a three-component mixture) having an absolute pressure of 0.3 to 2.5 bar at ambient temperature 273 K.

Возможность установки драйвера (или его частей) внутри колбы и цоколя позволяет оптимизировать конструкцию изделия для каждого применения.The ability to install the driver (or its parts) inside the bulb and base allows you to optimize the design of the product for each application.

Известная электрическая (светодиодная филаментная, осветительная) лампа является наиболее близкой по технической сущности к полезной модели и выбрана в качестве прототипа.Known electric (LED filament, lighting) lamp is the closest in technical essence to a utility model and is selected as a prototype.

Недостатком прототипа является сравнительно узкая область применения, что обусловлено ограниченностью возможной номенклатуры изделий, недостаточной светоотдачей, сравнительно низкой силой света в направлении оптической оси лампы, малым световым потоком, излучаемым в нижнюю зону (полусферу), возможным повышенным слепящим действием (эффектом), некоторыми особенностями (нетехнологичностью) конструкции. В известной лампе ограничено число вариантов конструкции светоизлучающего тела, а также колбы, цоколя и драйвера. Недостатком электрической (светодиодной) лампы рассмотренного типа является и сравнительно малый срок службы, что обусловлено повышенным нагревом светодиодов и электронных элементов и узлов устройства (из-за малого полезного внутреннего объема, заполняемого изолирующим газообразным веществом, особенно в лампах с малыми габаритными размерами), что затрудняет применение изделия в закрытых световых приборах, относительной технической и технологической сложностью, снижающей надежность работы и сужающей область применения. Увеличен расход материала на опорную ножку. Отмеченные факторы существенно снижают срок службы известной светодиодной лампы и, соответственно, сужают область ее применения.The disadvantage of the prototype is the relatively narrow scope, due to the limited possible product range, insufficient light output, relatively low light intensity in the direction of the optical axis of the lamp, low light flux emitted into the lower zone (hemisphere), possible increased glare (effect), some features (non-technological) design. The known lamp has a limited number of design options for the light-emitting body, as well as the bulb, cap and driver. The disadvantage of the electric (LED) lamp of the type under consideration is its relatively short service life, which is due to the increased heating of the LEDs and electronic elements and components of the device (due to the small useful internal volume filled with an insulating gaseous substance, especially in lamps with small overall dimensions), which complicates the use of the product in indoor lighting fixtures, relative technical and technological complexity, which reduces the reliability of the work and narrows the scope. Increased material consumption on the support leg. The noted factors significantly reduce the life of the known LED lamp and, accordingly, narrow its scope.

В известной электрической лампе применяются различные типы колб, кроме грибообразных К 50 или К 55 (Е 50, Е 60), что обусловлено особенностями конструкции опорной ножки, не позволяющей оптимально разместить и обеспечить режим работы светоизлучающего тела в существующих конструкциях колб грибообразной формы, предназначенных для ламп накаливания.In the known electric lamp, various types of flasks are used, except for mushroom-shaped K 50 or K 55 (E 50, E 60), which is due to the design features of the support leg, which does not allow optimal placement and operation of the light-emitting body in existing designs of mushroom-shaped flasks designed for incandescent lamps.

Полезная модель направлена на решение задачи расширения области применения электрической лампы за счет повышения светоотдачи и силы света в направлении оптической оси, увеличения светового потока, излучаемого в нижнюю зону, и снижения слепящего эффекта или действия (показателей ослепленности и дискомфорта), что является целью полезной модели и техническим результатом. Кроме того, достигается существенное улучшение технологичности конструкции. Повышение светоотдачи и силы света в направлении оптической оси, увеличение светового потока, излучаемого в нижнюю зону, и снижение слепящего эффекта или действия (показателей ослепленности и дискомфорта) представляет собой полученный технический результат (связанные причинно-следственной связью технические результаты). Улучшение технологичности конструкции - положительный технический эффект от использования полезной модели.The utility model is aimed at solving the problem of expanding the field of application of an electric lamp by increasing light output and light intensity in the direction of the optical axis, increasing the light flux emitted to the lower zone, and reducing the glare effect or action (indicators of blindness and discomfort), which is the purpose of the utility model and technical result. In addition, a significant improvement in the manufacturability of the structure is achieved. An increase in light output and light intensity in the direction of the optical axis, an increase in the luminous flux emitted to the lower zone, and a decrease in the glare effect or action (indicators of blindness and discomfort) represent the obtained technical result (technical results associated with a causal relationship). Improving the manufacturability of the design is a positive technical effect from the use of a utility model.

Указанные цель и технический результат достигается тем, что в:The specified goal and technical result is achieved by the fact that:

1. Электрической лампе, содержащей герметичную колбу с цоколем для подключения к внешнему источнику питания, заполненную изолирующим оптически прозрачным и химически инертным газообразным веществом, изготовленную из оптически прозрачного материала, со светодиодным светоизлучающим телом и опорной ножкой внутри, имеющей корпусную тарелку с разверткой, пустотелый штенгель для откачки, штабик и электроды для электрического соединения внутренних и наружных частей, драйвер, входные выводы драйвера соединены с контактами цоколя, а выходные выводы подключены к контактам светоизлучающего тела, колба выполнена грибообразной, а отношение диаметра колбы к диаметру тарелки составляет от 4 до 6;1. An electric lamp containing a sealed flask with a base for connection to an external power source, filled with an insulating optically transparent and chemically inert gaseous substance, made of optically transparent material, with an LED light-emitting body and a support leg inside, which has a plate plate with a scan, a hollow plug for pumping, a stand and electrodes for electrical connection of internal and external parts, the driver, the driver input terminals are connected to the base contacts, and the output the conclusions are connected to the contacts of the light-emitting body, the bulb is made mushroom-shaped, and the ratio of the diameter of the bulb to the diameter of the plate is from 4 to 6;

2. Электрической лампе по п. 1, часть поверхности колбы выполнена светоотражающей, драйвер установлен внутри цоколя или внутри колбы, или разделен на две части, устанавливаемые внутри цоколя и колбы.2. The electric lamp according to claim 1, part of the surface of the bulb is made reflective, the driver is installed inside the base or inside the bulb, or is divided into two parts installed inside the base and bulb.

Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является расширение области применения электрической (светодиодной) лампы с наполнением и герметичной колбой за счет улучшения конструкции и существенного расширения возможной номенклатуры изделий. Грибообразная конструкция колбы (К 50, К 55 или Е 50, Е 60) обеспечивает меньшее непроизводительное рассеяние световой энергии, лучший вывод излучения, оптимальное перераспределение светового потока, в том числе, за счет выполнения части колбы светоотражающей. Такая (стандартная) форма является наиболее оптимальной для электрических светодиодных ламп благодаря своим геометрическим и конструктивным параметрам, в частности соотношения диаметра колбы к диаметру ее горловины. Установленное отношение диаметра колбы к диаметру тарелки обеспечивает наибольший полезный внутренний обьем колбы и технологически обосновано. Обьем увеличивается на 3 … 6% (для ламп с малыми габаритными размерами), что улучшает охлаждение светодиодов и элементов драйвера (части драйвера, размещаемой в колбе) и повышает светоотдачу. Коэффициент усиления светового потока, изучаемого в нижнюю зону (и силы света в направлении оптической оси лампы), может лежать в пределах от 2 до 10. В новой лампе также возможно эффективное изолирование ответственных элементов и узлов от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды (влаги, пыли, агрессивных веществ и т.д.), улучшение условий работы светодиодов и элементов драйвера (в частности, эффективный отвод тепла), улучшение условий охлаждения элементов и узлов, качественная электрической изоляция драйвера, выполнение драйвера и его частей с более высокими техническими характеристиками. В новой лампе можно обеспечить и значительное снижение слепящего действия. Таким образом, возможно улучшение светотехнических характеристик, повышение степени защиты, надежности работы и среднего срока службы лампы.A significant difference that characterizes the utility model is the expansion of the scope of the electric (LED) lamp with filling and a sealed bulb due to improved design and a significant expansion of the possible product range. The mushroom-shaped design of the bulb (K 50, K 55 or E 50, E 60) provides less unproductive light energy dissipation, better radiation output, optimal redistribution of the light flux, including due to the implementation of the reflective part of the bulb. This (standard) shape is the most optimal for electric LED lamps due to its geometric and structural parameters, in particular the ratio of the diameter of the bulb to the diameter of its neck. The established ratio of the diameter of the flask to the diameter of the plate provides the largest useful internal volume of the flask and is technologically justified. The volume increases by 3 ... 6% (for lamps with small overall dimensions), which improves the cooling of LEDs and driver elements (part of the driver placed in the bulb) and increases light output. The gain of the light flux studied in the lower zone (and the light intensity in the direction of the optical axis of the lamp) can range from 2 to 10. In a new lamp, it is also possible to effectively isolate critical elements and assemblies from the effects of adverse environmental factors (moisture, dust , aggressive substances, etc.), improving the working conditions of LEDs and driver elements (in particular, effective heat dissipation), improving the cooling conditions of elements and components, high-quality electrical isolation of the driver, performing drive pa and the parts with higher specifications. A new lamp can also provide a significant reduction in glare. Thus, it is possible to improve lighting performance, increase the degree of protection, reliability and average lamp life.

Расширение области применения электрической лампы за счет повышения светоотдачи и силы света в направлении оптической оси, увеличения светового потока, излучаемого в нижнюю зону, и снижения слепящего эффекта или действия (показателей ослепленности и дискомфорта), а также улучшения технологичности конструкции, возможного повышения степени защиты, надежности работы и среднего срока службы достигается всей совокупностью признаков, в том числе, новыми элементами и связями, новыми вариантами конструкции, геометрическими и конструктивными параметрами, то есть, за счет отличительных признаков полезной модели. Таким образом, отличительные признаки заявляемой электрической лампы являются существенными.Expanding the scope of the electric lamp by increasing light output and light intensity in the direction of the optical axis, increasing the light flux emitted to the lower zone, and reducing the glare effect or action (indicators of blindness and discomfort), as well as improving the manufacturability of the structure, possibly increasing the degree of protection, reliability of work and average life is achieved by a whole set of features, including new elements and connections, new design options, geometric and constructive parameters, that is, due to the distinguishing features of the utility model. Thus, the distinguishing features of the claimed electric lamp are essential.

На рисунке приведена типовая конструкция заявляемой электрической (одноцокольной) лампы со стандартным элементом внешнего токоподвода (сетевым цоколем класса Е27 или Е14, или Е40). Изображен вариант реализации электрической (светодиодной лампы) с драйвером, разделенным на две части (устанавливаемые внутри цоколя и внутри колбы), и светоизлучающим телом на основе светодиодных линеек (филаментов).The figure shows a typical design of the inventive electric (single-ended) lamp with a standard element of an external current supply (network socket class E27 or E14, or E40). An embodiment of an electric (LED lamp) is shown with a driver divided into two parts (installed inside the base and inside the bulb), and a light-emitting body based on LED rulers (filaments).

Электрическая лампа, содержит герметичную колбу 1 с цоколем 2 для подключения к внешнему источнику питания, заполненную изолирующим оптически прозрачным и химически инертным газообразным веществом, изготовленную из оптически прозрачного материала, со светоизлучающим телом 3 в виде светодиода или нескольких светодиодов, или одной, или нескольких светодиодной матриц, или одной, или нескольких светодиодных линеек, электрически соединенных последовательно или параллельно, или последовательно и параллельно, и опорной ножкой внутри, имеющей корпусную тарелку 4 с разверткой, пустотелый штенгель 5 для откачки, штабик 6 и электроды 7 для электрического соединения внутренних и наружных частей, драйвер 8, устанавливаемый внутри цоколя или внутри колбы, или разделенный на две части, устанавливаемые внутри цоколя и колбы, входные выводы драйвера соединены с контактами цоколя, а выходные выводы подключены к контактам светоизлучающего тела, колба выполнена грибообразной, а отношение диаметра колбы к диаметру тарелки составляет от 4 до 6. Как вариант исполнения электрической лампы, часть поверхности 9 колбы может быть выполнена светоотражающей.The electric lamp contains a sealed bulb 1 with a cap 2 for connection to an external power source, filled with an insulating optically transparent and chemically inert gaseous substance, made of optically transparent material, with a light-emitting body 3 in the form of an LED or several LEDs, or one or more LEDs matrices, or one or more LED lines, electrically connected in series or in parallel, or in series and in parallel, and a support leg inside, having case plate 4 with a reamer, hollow plug 5 for pumping out, staff 6 and electrodes 7 for electrical connection of internal and external parts, driver 8 installed inside the base or inside the bulb, or divided into two parts installed inside the base and the bulb, driver input terminals connected to the contacts of the base, and the output terminals are connected to the contacts of the light-emitting body, the bulb is mushroom-shaped, and the ratio of the diameter of the bulb to the diameter of the plate is from 4 to 6. As an embodiment of the electric lamp, frequent l surface 9 of the flask can be made reflective.

Электрическая лампа в установившемся режиме работает следующим образом. Через цоколь 2 стандартного вида (Е14, Е27, Е40, В15, BY15, В22) электрическая лампа подключается к обычной питающей сети переменного тока (внешнему источнику питания) непосредственно или к специальной сети (источнику) постоянного или переменного тока. Колба 1 из оптически прозрачного материала является основной частью конструкции электрической светодиодной лампы, выполняющей несущую, защитную, светорассеивающую функции и функцию герметизации рабочего пространства. Колба 1 жестко механически соединена (сопряжена) с цоколем 2. Контакты цоколя 2 через электроды 7, впаянные в ножку, соединены с входными выводами платы драйвера 8 (или части драйвера 8 через вторую часть драйвера 8, либо через драйвер 8, при размещении его внутри цоколя 2, соединены с контактами светоизлучающего тела 3). Светодиодная матрица (светодиод или несколько светодиодов, или светодиодные матрицы, светодиодная линейка или линейки) светоизлучающего тела 3 электрически соединена с выходными выводами платы драйвера 8 (части драйвера 8). Ножка имеет корпусную тарелку 4 с разверткой заданного размера в основании. Геометрические и конструктивные параметры ножки и тарелки 4 должны быть (по требованиям технологии) оптимально согласованы с параметрами колбы 1 и светоизлучающего тела 3. Диаметр колбы 1 определяет диаметр ее горловины и, следовательно, габаритные размеры светоизлучающего тела 3 и драйвера 8 (части драйвера 8, размещаемой внутри колбы 1). Неправильное согласование геометрических и конструктивных параметров приводит, в частности, к браку при герметизации (заварке) колбы 1. Вся конструкция (ножка, светоизлучающее тело 3, драйвер 8 или его часть) размещается внутри колбы 1 и изолирована от окружающей среды. Драйвер 8 преобразует напряжение (энергию) внешнего источника питания в напряжение (ток) заданного уровня и частоты, необходимое для электропитания светодиодов светоизлучающего тела 3. Питание светодиодов (3) может осуществляться от драйвера 8 как на постоянном, так и на переменном токе. В случае питания на переменном токе электрическая схема соединения светодиодов светоизлучающего тела 3 отличается от схемы на постоянном токе. При прохождении электрического тока через светодиоды матриц (3) они излучают световые волны, в том числе, видимый свет. Возможно также, например, излучение в ультрафиолетовой (или инфракрасной) области спектра, что обеспечивается типом применяемых в лампах светодиодов (3). Питание на переменном токе может быть энергетически выгоднее. Число ступеней преобразования энергии в этом случае уменьшается, что, в целом, повышает надежность работы драйвера 8 и снижает потери в нем. Увеличивается средний срок службы электрической (светодиодной) лампы, и улучшаются ее энергетические характеристики. Светоизлучающее тело 3 центрируется и поддерживается (закрепляется или фиксируется) во внутреннем пространстве колбы 1 с помощью штабика 6. Для этого штабик 6 может быть снабжен линзой и одним (или несколькими) проволочным (или иным) держателем из токопроводящего или диэлектрического материала, или иметь отформованный специальным образом конец, например, с необходимыми плоскостями для прижима светодиодов или светодиодных матриц (линеек) светоизлучающего тела 3. Штабик 6 также может иметь и конструктивные элементы для установки и фиксации драйвера 8 (части драйвера 8). Штабик 6 не является строго обязательным элементом ножки и может отсутствовать. Наличие и отсутствие штабика 6 в конструкции зависит от исполнения светоизлучающего тела 3. Принцип функционирования электрической (светодиодной) лампы при этом не изменяется. Колба 1 заполнена изолирующим (буферным) газом (изолирующим оптически прозрачным газообразным веществом). Откачка и заполнение внутреннего объема колбы 1 осуществляется через откачной (пустотелый) штенгель 5 опорной ножки. После заполнения колбы 1 изолирующим газом штенгель 5 отпаивается. В качестве буферного газа используют, например, смесь, содержащую более 15% азота, 20% гелия и менее 65% водорода при давлении от 0,3 до 2,5 бар (при температуре окружающей среды 273 К). Состав изолирующего газа и его давление должны обеспечивать наилучший теплоотвод от элементов и узлов светодиодной лампы, установленных внутри колбы 1, и достаточную электрическую прочность. Добавки азота препятствуют диффузии водорода и гелия внутрь материала и через стенки колбы 1, а также через вакуумплотные впаи (7) и повышают электрическую прочность газовой смеси. Для лучшего теплоотвода необходимо использовать изолирующий газ, обладающий повышенной теплопроводностью, и увеличивать его давление в колбе 1. Поэтому устанавливать в колбе 1 давление изолирующего газа ниже 0,3 бар неэффективно, а выше 2,5 бар технически трудно реализуемо (для заявляемой конструкции электрической лампы с наполнением и герметичной). Практически, оптимальное абсолютное давление для большинства модификаций светодиодных ламп заявляемой конструкции должно находится именно в пределах от 0,3 до 2,5 бар (что наиболее технологично и обеспечивает требуемые характеристики наполнения и теплоотвод). Водород и гелий имеют хорошую теплопроводность. Добавки гелия ограничивают содержание водорода в смеси, не увеличивая существенно цену, и не снижая в больших пределах ее теплопроводности. Азот, как отмечено, повышает электрическую прочность смеси. Обьем колбы 1 и ее форма в лампе должны быть также оптимизированы с целью улучшения теплоотвода. Близкой к оптимальной является стандартная грибообразная форма и существующие размеры колб (1) типа К 50 или К 55 (Е 50, Е 60), применяемых для серийных ламп накаливания. При этом светодиоды и (или) матрицы (линейки) светоизлучающего тела 3 должны размещаться (по возможности) на минимальном расстоянии от стенок колбы (1). Диаметр тарелки 4 должен быть минимальным, но удовлетворяющим технологическим требованиям, что обеспечивает наибольший (при заданных размерах колбы 1) полезный внутренний обьем колбы 1, заполненный изолирующим газом. Увеличение объема улучшает условия охлаждения светодиодов (3), а также элементов драйвера 8 (части драйвера 8) при размещении последнего в колбе 1. Грибообразная форма колбы 1 (за счет размера горловины) позволяет выполнить светоизлучающее тело 3 с наиболее эффективной конфигурацией элементов, обеспечивающей необходимую кривую силы света. Принятое отношение диаметра грибообразной колбы 1 (К 50, К 55 или Е 50, Е 60) к диаметру тарелки 4 (от 4 до 6) технологически достижимое и оптимальное. За счет предложенного отношения возможно выполнить лампы с разными типами цоколей (Е14, Е27, Е40, В15, BY15, В22) и с использованием всего одной универсальной конструкции ножки (диаметр тарелки 4, развертка). Повышается светоотдача лампы, сила света в направлении оптической (и геометрической) оси, увеличивается световой поток в нижнюю зону, улучшается технологичность изделия, в том числе, за счет унификации. Грибообразная форма колбы 1 обеспечивает снижение непроизводительного рассеяния световой энергии. Дополнительно, за счет выполнения части поверхности (внутренней или внешней) 9 колбы 1 светоотражающей (зеркализация, покрытие светлым отражающим составом) повышается сила света в направлении оптической оси лампы, увеличивается световой поток, излучаемый в нижнюю зону, и снижается слепящее действие источника света.The electric lamp in steady state operates as follows. Through the base 2 of a standard type (E14, E27, E40, B15, BY15, B22), the electric lamp is connected directly to a conventional AC mains supply (external power supply) or to a special AC or DC network (source). The bulb 1 made of an optically transparent material is the main part of the design of the electric LED lamp, which carries out the protective, light-scattering and sealing functions of the working space. The bulb 1 is rigidly mechanically connected (mated) to the base 2. The contacts of the base 2 through the electrodes 7 soldered into the leg are connected to the input terminals of the driver board 8 (or part of the driver 8 through the second part of the driver 8, or through the driver 8, when placed inside cap 2, connected to the contacts of the light-emitting body 3). The LED matrix (LED or several LEDs, or LED matrix, LED ruler or rulers) of the light-emitting body 3 is electrically connected to the output terminals of the driver board 8 (driver part 8). The foot has a body plate 4 with a scan of a given size at the base. The geometric and design parameters of the legs and plates 4 should be (according to technology requirements) optimally consistent with the parameters of the bulb 1 and the light-emitting body 3. The diameter of the bulb 1 determines the diameter of its neck and, therefore, the overall dimensions of the light-emitting body 3 and driver 8 (driver parts 8, placed inside the flask 1). Incorrect coordination of geometric and structural parameters leads, in particular, to marriage during the sealing (welding) of bulb 1. The entire structure (leg, light-emitting body 3, driver 8 or part thereof) is placed inside the bulb 1 and isolated from the environment. Driver 8 converts the voltage (energy) of an external power source into a voltage (current) of a given level and frequency, which is necessary for powering the LEDs of the light-emitting body 3. The LEDs (3) can be powered from driver 8 both on direct and alternating current. In the case of AC power, the electrical connection circuit of the LEDs of the light-emitting body 3 is different from the DC circuit. When an electric current passes through the LEDs of the matrices (3), they emit light waves, including visible light. It is also possible, for example, radiation in the ultraviolet (or infrared) region of the spectrum, which is provided by the type of LEDs used in lamps (3). AC power can be more energy efficient. The number of stages of energy conversion in this case is reduced, which, in General, increases the reliability of the driver 8 and reduces losses in it. The average life of the electric (LED) lamp is increased, and its energy characteristics are improved. The light-emitting body 3 is centered and supported (fixed or fixed) in the inner space of the bulb 1 by means of a stand 6. For this purpose, the stand 6 can be equipped with a lens and one (or several) wire (or other) holder of conductive or dielectric material, or have a molded in a special way, the end, for example, with the necessary planes for clamping the LEDs or LED matrices (rulers) of the light-emitting body 3. The stand 6 may also have structural elements for mounting and fixing for river 8 (driver parts 8). Pillar 6 is not a strictly required element of the foot and may be absent. The presence and absence of the staff 6 in the design depends on the design of the light emitting body 3. The principle of operation of the electric (LED) lamp does not change. The flask 1 is filled with an insulating (buffer) gas (an insulating optically transparent gaseous substance). Pumping and filling of the internal volume of the flask 1 is carried out through the pumping (hollow) plug 5 of the support leg. After filling the flask 1 with insulating gas, the plug 5 is sealed off. As a buffer gas, for example, a mixture containing more than 15% nitrogen, 20% helium and less than 65% hydrogen is used at a pressure of 0.3 to 2.5 bar (at an ambient temperature of 273 K). The composition of the insulating gas and its pressure should provide the best heat dissipation from the elements and components of the LED lamp installed inside the bulb 1, and sufficient electrical strength. Additives of nitrogen interfere with the diffusion of hydrogen and helium into the material and through the walls of flask 1, as well as through vacuum-tight junctions (7) and increase the electric strength of the gas mixture. For better heat dissipation, it is necessary to use an insulating gas with increased thermal conductivity and increase its pressure in flask 1. Therefore, to set the pressure of insulating gas in flask 1 below 0.3 bar is inefficient, and above 2.5 bar it is technically difficult to implement (for the claimed design of an electric lamp with filling and airtight). In practice, the optimal absolute pressure for most modifications of LED lamps of the claimed design should be in the range from 0.3 to 2.5 bar (which is the most technologically advanced and provides the required filling characteristics and heat dissipation). Hydrogen and helium have good thermal conductivity. Helium additives limit the hydrogen content in the mixture without significantly increasing the price and without reducing its thermal conductivity to a large extent. Nitrogen, as noted, increases the dielectric strength of the mixture. The volume of bulb 1 and its shape in the lamp should also be optimized in order to improve heat dissipation. Close to optimal is the standard mushroom shape and the existing sizes of flasks (1) of type K 50 or K 55 (E 50, E 60) used for serial incandescent lamps. In this case, the LEDs and (or) the matrix (line) of the light-emitting body 3 should be placed (if possible) at a minimum distance from the walls of the bulb (1). The diameter of the plate 4 should be minimal, but satisfying the technological requirements, which provides the largest (for the given size of the flask 1) useful internal volume of the flask 1 filled with insulating gas. The increase in volume improves the cooling conditions of the LEDs (3), as well as the elements of the driver 8 (driver parts 8) when the latter is placed in the bulb 1. The mushroom-shaped shape of the bulb 1 (due to the size of the neck) allows the light-emitting body 3 to be made with the most efficient configuration of the elements providing the necessary light intensity curve. The accepted ratio of the diameter of the mushroom-shaped flask 1 (K 50, K 55 or E 50, E 60) to the diameter of the plate 4 (from 4 to 6) is technologically achievable and optimal. Due to the proposed relationship, it is possible to make lamps with different types of socles (E14, E27, E40, B15, BY15, B22) and using only one universal design of the leg (plate diameter 4, reamer). The light output of the lamp increases, the light intensity in the direction of the optical (and geometric) axis, the luminous flux to the lower zone increases, the manufacturability of the product improves, including through unification. The mushroom-shaped shape of the bulb 1 reduces the unproductive dissipation of light energy. Additionally, due to the implementation of part of the surface (internal or external) 9 of the bulb 1 reflective (mirroring, coating with a light reflective composition), the light intensity increases in the direction of the optical axis of the lamp, the light flux emitted to the lower zone increases, and the glare effect of the light source is reduced.

В таблице представлены значения коэффициентов теплопроводности изолирующих (буферных) газов при температуре близкой к нулю градусов (кроме элегаза) по Цельсию (273 К), которые принципиально могут быть применены в новых электрических (светодиодных) лампах. С повышением температуры теплопроводность буферных газов возрастает (для рабочих температур элементов лампы, приблизительно, на 30%). Из таблицы следует, что из инертных газов лучшей теплопроводностью обладает гелий, а из молекулярных - водород. Однако в качестве оптически прозрачного материала колб, обеспечивающего требуемую их герметичность (а также из-за технических, технологических и экономических ограничений), в электрических (светодиодных) лампах следует использовать технические стекла, аналогичные

The table shows the values of the thermal conductivity of insulating (buffer) gases at a temperature close to zero degrees (except for SF6) in Celsius (273 K), which in principle can be used in new electric (LED) lamps. With increasing temperature, the thermal conductivity of the buffer gases increases (for the operating temperatures of the lamp elements, by approximately 30%). It follows from the table that helium has the best thermal conductivity of inert gases, and hydrogen of the molecular ones. However, as an optically transparent material of the flasks, ensuring their required tightness (and also due to technical, technological and economic restrictions), technical glasses similar to those used in electric (LED) lamps should be used

*Справочно.* For reference.

применяемым для ламп накаливания. Для таких стекол значение имеет их проницаемость по водороду и гелию (проницаемость других газов ничтожно мала и ей обычно пренебрегают). Проницаемость гелия через технические стекла примерно в 10 раз больше, чем водорода, несмотря на то, что атомный радиус гелия практически в 1,5 раза больше молекулярного радиуса водорода. Это объясняется тем, что при проникновении химически активного при повышенных температурах водорода через стекла могут образовываться гидроксильные группы, препятствующие потоку водорода. Наибольшей газопроницаемостью по водороду и гелию обладает, в частности, кварцевое стекло, а наименьшей - алюмосиликатное.used for incandescent lamps. For such glasses, their permeability to hydrogen and helium is of importance (the permeability of other gases is negligible and is usually neglected). Helium permeability through technical glasses is approximately 10 times greater than hydrogen, despite the fact that the atomic radius of helium is almost 1.5 times larger than the molecular radius of hydrogen. This is explained by the fact that when hydrogen is reacted at elevated temperatures through glass, hydroxyl groups can form that impede the flow of hydrogen. The greatest gas permeability to hydrogen and helium is, in particular, quartz glass, and the smallest - aluminosilicate.

Использовать технически чистый гелий в качестве изолирующего газа для новых светодиодных ламп затруднительно (из-за возможного ухода через стенки колбы 1 и вакуумплотные впаи электродов 7, а также низкой электрической прочности) и не целесообразно (из-за относительно высокой цены и сложной технологии получения и очистки).It is difficult to use technically pure helium as an insulating gas for new LED lamps (because of the possible escape through the walls of bulb 1 and vacuum-tight junctions of electrodes 7, as well as low dielectric strength) and not advisable (because of the relatively high price and complicated manufacturing technology and cleaning).

Водород, как отмечено, горючий (пожароопасный) и взрывоопасный газ. Его применение (по сравнению с гелием) не дает заметного выигрыша и по теплопроводности. Водород имеет низкую вязкость и также сравнительно высокую проникающую способность через технические стекла. Чистый водород для используемых материалов колб 1 и рабочих температур может быть и химически активным. Поэтому заполнять им (или двухкомпонентными смесями водорода с гелием) колбы 1 в электрических (светодиодных) лампах предлагаемой конструкции хотя и возможно, но также не рекомендуется. Однако диффузии водорода в материал и через стенки колбы 1 (и через вакуумплотные впаи) и химическим реакциям может препятствовать «тяжелый» инертный газ или азот. Применение дополнительных газовых компонентов ограничивает предельное содержание водорода в смеси и, в значительной мере, нивелирует его недостатки. При этом водород имеет более низкую цену, чем, например, гелий. Многокомпонентные смеси водорода с азотом, а также с инертными газами и азотом наиболее эффективны, безопасны и дешевы. Поэтому заявляемые составы наполнения колб 1 рекомендуются к использованию в новых электрических светодиодных лампах с повышенными техническими характеристиками, высокой надежностью работы и низкой ценой.Hydrogen, as noted, is combustible (flammable) and explosive gas. Its use (in comparison with helium) does not give a noticeable gain in thermal conductivity either. Hydrogen has a low viscosity and also a relatively high penetration through technical glasses. Pure hydrogen for the used materials of flasks 1 and operating temperatures can be chemically active. Therefore, to fill them (or with two-component mixtures of hydrogen with helium) in bulb 1 in electric (LED) lamps of the proposed design, although possible, is also not recommended. However, the diffusion of hydrogen into the material and through the walls of the flask 1 (and through vacuum-tight junctions) and chemical reactions can be hindered by a "heavy" inert gas or nitrogen. The use of additional gas components limits the maximum hydrogen content in the mixture and, to a large extent, eliminates its disadvantages. In this case, hydrogen has a lower price than, for example, helium. Multicomponent mixtures of hydrogen with nitrogen, as well as with inert gases and nitrogen, are most effective, safe and cheap. Therefore, the claimed composition of the filling of the flasks 1 are recommended for use in new electric LED lamps with high technical characteristics, high reliability and low price.

Элегаз является наиболее «тяжелым» из всех известных газов (приблизительно в 5 раз тяжелее воздуха). А значение коэффициента теплопроводности элегаза в таблице соответствует высокой температуре (около 1000 градусов по Цельсию). При рабочих температурах новой электрической светодиодной лампы теплопроводность элегаза ниже теплопроводности воздуха и азота. То есть, он менее эффективен (и очень дорог). Однако этот газ обладает хорошими электроизоляционными свойствами. В принципе, элегаз можно использовать в качестве компонента теплоотводящей смеси в электрической лампе.SF6 gas is the most “heavy” of all known gases (approximately 5 times heavier than air). And the value of the SF6 thermal conductivity coefficient in the table corresponds to a high temperature (about 1000 degrees Celsius). At the operating temperatures of the new electric LED lamp, the thermal conductivity of the SF6 gas is lower than the thermal conductivity of air and nitrogen. That is, it is less effective (and very expensive). However, this gas has good electrical insulating properties. In principle, SF6 gas can be used as a component of the heat sink mixture in an electric lamp.

Криптон и ксенон имеют сравнительно малую теплопроводность. Кроме того, криптон и, в еще большей степени, ксенон являются «дорогими» газами. В отличие от ламп накаливания, применение указанных газов в новых электрических (светодиодных) лампах возможно, но не очень оправдано (не эффективно и не рентабельно).Krypton and xenon have a relatively low thermal conductivity. In addition, krypton and, to an even greater extent, xenon are “expensive” gases. Unlike incandescent lamps, the use of these gases in new electric (LED) lamps is possible, but not very justified (not efficient and not cost-effective).

Необходимость в применении заявляемых смесей газов (водород с азотом, водород с инертным газом и азотом), продиктована требованиями по электрической прочности изолирующего наполнения, достаточной теплопроводности, ограничения диффузии гелия (при его использовании в составе смеси) через стенки и внутрь материала колбы 1, через вакуумноплотные впаи, а также, в ряде случаев, экономическими причинами. Электрическая прочность смесей возрастает с ростом давления. Цена используемых газов и газовых смесей имеет важное значение, так как влияет на конечную цену изделия при серийном (массовом) производстве. В этой связи перспективным является применение в заявляемой электрической светодиодной лампе водорода, гелия, неона, азота и аргона (в смесях).The need for the use of the inventive gas mixtures (hydrogen with nitrogen, hydrogen with an inert gas and nitrogen) is dictated by the requirements for the electric strength of the insulating filling, sufficient thermal conductivity, limitation of diffusion of helium (when used in the mixture) through the walls and inside the material of the flask 1, through vacuum tight junctions, as well as, in some cases, economic reasons. The dielectric strength of mixtures increases with increasing pressure. The price of the gases and gas mixtures used is important, since it affects the final price of the product in serial (mass) production. In this regard, the use of hydrogen, helium, neon, nitrogen and argon (in mixtures) in the inventive electric LED lamp is promising.

Неон также обеспечивает относительно хороший отвод тепла от элементов конструкции и достаточную надежность работы электрической (светодиодной) лампы.Neon also provides a relatively good heat dissipation from structural elements and sufficient reliability of the electric (LED) lamp.

Технически чистый воздух (осушенный, без механических примесей и пыли) также возможно применить в качестве изолирующего газа (добавок к смесям) в электрических (светодиодных) лампах (как и азот). Принципиально его можно использовать в смесях вместо азота. Теплопроводность воздуха приблизительно в 2,6 раза выше теплопроводности криптона, что также позволяет снизить температуру внутри колбы 1. Теплопроводность азота близка к теплопроводности воздуха. Азот (воздух) может значительно повысить электрическую прочность газовой смеси наполнения колбы 1.Technically pure air (drained, without mechanical impurities and dust) can also be used as an insulating gas (additives to mixtures) in electric (LED) lamps (like nitrogen). In principle, it can be used in mixtures instead of nitrogen. The thermal conductivity of air is approximately 2.6 times higher than the thermal conductivity of krypton, which also allows to reduce the temperature inside the bulb 1. The thermal conductivity of nitrogen is close to the thermal conductivity of air. Nitrogen (air) can significantly increase the electric strength of the gas mixture filling the flask 1.

Использование оптически прозрачных подложек для светодиодов и светодиодных матриц светоизлучающего тела 3 с повышенными теплопроводящими свойствами позволяет снизить потери энергии оптического излучения и уменьшить нагрев полупроводниковых структур светодиодов, что положительно сказывается на стабильности характеристик ламп и среднем сроке их службы.The use of optically transparent substrates for LEDs and LED matrices of a light-emitting body 3 with enhanced heat-conducting properties can reduce the energy loss of optical radiation and reduce the heating of the semiconductor structures of LEDs, which positively affects the stability of the characteristics of the lamps and their average life.

Разделение драйвера 8 на две части, устанавливаемые внутри цоколя 2 и колбы 1, позволяет выполнить драйвер 8 на большие мощности и с более высокими техническими характеристиками, обеспечить качественную изоляцию и улучшить охлаждение ответственных элементов драйвера 8.The separation of driver 8 into two parts, installed inside the cap 2 and bulb 1, allows the driver 8 to be run at high power and with higher technical characteristics, to provide high-quality insulation and improve cooling of critical elements of driver 8.

По сравнению с прототипом существенно расширяется область применения электрической (светодиодной) лампы.Compared with the prototype, the scope of application of the electric (LED) lamp is significantly expanded.

Действительно, если рассматривать электрическую (светодиодную) лампу как электротехническое изделие, то заявляемая лампа также может характеризоваться наивысшей степенью защиты (IP68). Изоляция ответственных элементов и узлов электрической (светодиодной) лампы от воздействия окружающей среды обеспечивает стабильную и надежную работу всего устройства в любых, в том числе, в жестких условиях эксплуатации. Новая лампа также может эффективно использоваться как для внутреннего, так и для наружного освещения. Однако за счет оптимизации конструкции и грибообразной формы колбы, снижения непроизводительного рассеяния светового потока, улучшения условий охлаждения светодиодов заявляемая электрическая лампа имеет более высокую светоотдачу, чем лампа, выбранная за прототип. Увеличивается сила света в направлении оптической оси лампы, возрастает световой поток, излучаемый в нижнюю зону, может быть снижено слепящее действие источника света (грибообразная форма колбы, выполнение части поверхности светоотражающей). Новая электрическая лампа имеет более технологичную конструкцию, допускающую высокую унификацию комплектующих изделий, обеспечивающую надежность и качество применяемого технологического процесса и выполнение с различными типами цоколей, в том числе, малогабаритных (Е14, В15, BY15), при использовании грибообразных колб К 50 или К 55 (Е 50, Е 60). Для рассмотренного вида колб ранее (из-за технологических ограничений) малогабаритные цоколи не применялись. Предлагаемое отношение диаметра колбы к диаметру тарелки (от 4 до 6) технологически достижимое и наиболее оптимальное. Область применения электрической лампы расширяется.Indeed, if we consider an electric (LED) lamp as an electrical product, then the claimed lamp can also be characterized by the highest degree of protection (IP68). Isolation of critical elements and components of an electric (LED) lamp from environmental influences ensures stable and reliable operation of the entire device in any, including in severe operating conditions. The new lamp can also be used effectively for both indoor and outdoor lighting. However, by optimizing the design and the mushroom-shaped shape of the bulb, reducing unproductive scattering of the light flux, improving the cooling conditions of the LEDs, the claimed electric lamp has a higher light output than the lamp selected for the prototype. The luminous intensity increases in the direction of the optical axis of the lamp, the luminous flux emitted to the lower zone increases, the glare of the light source (mushroom-shaped bulb shape, implementation of a part of the reflective surface) can be reduced. The new electric lamp has a more technological design, allowing high unification of components, ensuring the reliability and quality of the applied process and execution with various types of caps, including small-sized (E14, B15, BY15), when using mushroom-shaped flasks K 50 or K 55 (E 50, E 60). For the considered type of flasks, earlier (due to technological limitations) small-sized socles were not used. The proposed ratio of the diameter of the flask to the diameter of the plate (from 4 to 6) is technologically achievable and the most optimal. The scope of the electric lamp is expanding.

Новая конструкция электрической (светодиодной) лампы позволяет разработать и применить драйверы постоянного или переменного тока с высокими техническими характеристиками и обеспечить, как отмечено выше, качественную электрическую изоляцию драйвера (или его частей). Это повышает надежность работы и увеличивает средний срок службы электрической (светодиодной) лампы. Повышение надежности работы и среднего срока службы лампы (по вышеперечисленным причинам) обеспечивают широкую область ее применения. Новая электрическая лампа может быть использована в специальных и в новых ответственных областях применения.The new design of the electric (LED) lamp allows the development and application of direct or alternating current drivers with high technical characteristics and, as noted above, ensures high-quality electrical isolation of the driver (or its parts). This increases reliability and increases the average life of the electric (LED) lamp. Improving the reliability and average lamp life (for the above reasons) provide a wide area of its application. The new electric lamp can be used in special and new critical applications.

Использование рекомендуемых материалов для подложек светодиодов позволяет улучшить режимы их функционирования, обеспечивает стабильную и надежную работу электрической (светодиодной) лампы.Using the recommended materials for LED substrates allows to improve their functioning modes, provides stable and reliable operation of the electric (LED) lamp.

Новая лампа может быть выполнена на большую мощность и больший световой поток (до 8…10 Вт и до 1000…1200 лм). Лампа, выбранная за прототип, в исполнениях с малогабаритными (декоративными) колбами имеет ограничение на мощность (до 5 Вт) и световой поток (до 550 лм).A new lamp can be made for greater power and greater luminous flux (up to 8 ... 10 W and up to 1000 ... 1200 lm). The lamp selected for the prototype, in versions with small-sized (decorative) flasks, has a limit on power (up to 5 W) and light output (up to 550 lm).

Дополнительно, новая лампа, являясь более технологичной (по сравнению с лампой, выбранной за прототип), может быть и более надежной и иметь при серийном производстве более низкую цену. Снижение цены и увеличение надежности (и, соответственно, срока службы) за счет улучшения конструкции и технологии изготовления расширяют область применения заявляемой электрической (светодиодной) лампы.Additionally, the new lamp, being more technologically advanced (compared to the lamp selected for the prototype), can be more reliable and have a lower price in serial production. Reducing prices and increasing reliability (and, consequently, service life) by improving the design and manufacturing technology expand the scope of the claimed electric (LED) lamp.

Срок службы новой электрической светодиодной лампы (согласно экспертной оценки и результатов анализа отказов) может превышать срок службы лампы, выбранной за прототип, в 1,2…1,5 раза (для ламп повышенной мощности) за счет улучшения условий работы светодиодных матриц (светодиодов) светоизлучающего тела и драйвера, качественного отвода тепла и улучшения электроизоляции. Это также расширяет область применения электрической лампы.The service life of a new electric LED lamp (according to expert assessment and the results of failure analysis) can exceed the lamp life selected for the prototype by 1.2 ... 1.5 times (for high power lamps) due to improved working conditions of LED arrays (LEDs) light-emitting body and driver, high-quality heat dissipation and improved electrical insulation. It also expands the scope of the electric lamp.

В новой лампе используется оптимальный и технически обоснованный диапазон давлений наполнения колбы (от 0,3 до 2,5 бар при температуре окружающей среды 273 К), обеспечивающий стабильность характеристик и надежность работы устройства в целом. Стабильная и надежная работа расширяет область применения новой электрической лампы.The new lamp uses an optimal and technically justified pressure range for filling the flask (from 0.3 to 2.5 bar at an ambient temperature of 273 K), which ensures the stability of the characteristics and the reliability of the device as a whole. Stable and reliable operation expands the scope of the new electric lamp.

Claims

1. An electric lamp containing a sealed flask with a cap for connection to an external power source, filled with an insulating optically transparent and chemically inert gaseous substance, made of optically transparent material, with an LED light-emitting body and a support leg inside, which has a plate plate with a scan, a hollow plug for pumping, a stand and electrodes for electrical connection of internal and external parts, the driver, the driver input terminals are connected to the base contacts, and the output the conclusions are connected to the contacts of the light-emitting body, characterized in that the bulb is mushroom-shaped, and the ratio of the diameter of the bulb to the diameter of the plate is from 4 to 6.

2. An electric lamp according to claim 1, characterized in that a part of the surface of the bulb is made reflective, the driver is installed inside the base or inside the bulb, or is divided into two parts installed inside the base and bulb.