RU2058617C1

RU2058617C1 - Metal-halogen lamp

Info

Publication number: RU2058617C1
Application number: RU93041354A
Authority: RU
Inventors: И.Ф. Минаев
Original assignee: Акционерное общество "Лисма" - завод специальных источников света и электровакуумного стекла
Priority date: 1993-08-17
Filing date: 1993-08-17
Publication date: 1996-04-20

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: metal-halogen lamp includes burner made of optically transparent material and electrodes sealed tight. Burner is filled with inert gas, mercury, halogenides of alkali metals and additives to provide burner with halogenides of radiating metals. In design of this burner relation given in formula of invention is realized. EFFECT: enhanced operational efficiency. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электрохимической промышленности, в частности усовершенствует металлогалогенные лампы общего и специального назначения. The invention relates to the electrochemical industry, in particular, improves metal halide lamps for general and special purposes.

Известна газоразрядная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и ртутью [1]
В составе наполнения указанной лампы использованы инертный газ и ртуть, что представляет собой пеннинговую смесь. Поэтому зажигание ламп стабильно осуществляется от питающего напряжения без каких-либо зажигающихся устройств.Known discharge lamp containing a quartz burner with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas and mercury [1]
Inert gas and mercury, which is a penning mixture, are used in the filling of the indicated lamp. Therefore, the ignition of the lamps is stably carried out from the supply voltage without any igniting devices.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, заполненную инертным газом, ртутью, галогенидами щелочных металлов и добавками для обеспечения горелки галогенидами изучающих металлов [2] В лампе-прототипе кроме инертных газов и ртути в составе наполнения использованы галогениды цезия и галогениды редкоземельных металлов. Closest to the invention in technical essence is a metal halide lamp containing a burner of optically transparent material with hermetically sealed electrodes filled with inert gas, mercury, alkali metal halides and additives to provide the torch with halides of the study metals [2] In the prototype lamp, in addition to inert gases and mercury in the composition of the filling used cesium halides and rare earth halides.

Недостатком лампы-прототипа является низкая световая отдача вследствие недостаточного давления ртути в номинальном режиме работы лампы. Последнее и приводит к снижению светового потока лампы. The disadvantage of the lamp prototype is the low light output due to insufficient pressure of mercury in the nominal mode of operation of the lamp. The latter leads to a decrease in the luminous flux of the lamp.

Целью изобретения является увеличение световой отдачи лампы. The aim of the invention is to increase the light output of the lamp.

Цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью, галогенидами щелочных металлов и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, для конструкции горелки выполняется следующее соотношение:
3•10^-4 ≥

•

≥ 0,55•10^-4
(1)
где d_в внутренний диаметр горелки, мм;
i номинальный ток лампы, А;
l_мэ межэлектродное расстояние, мм;
μ граммоль ртути, ед.The goal is achieved in that in a metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with inert gas, mercury, alkali metal halides and additives to provide the burner with emitting metal halides, the following ratio is fulfilled for the burner design:
3 • 10 ^-4 ≥

•

≥ 0.55 • 10 ^-4
(one)
where d _{in the} inner diameter of the burner, mm;
i rated lamp current, A;
l _me interelectrode distance, mm;
μ grammol of mercury, units

V объем горелки, мм³;
R универсальная газовая постоянная, 8,31 Дж/кмоль;
Т_пл.min температура плавления наименее тугоплавкого галогенида щелочных металлов состава наполнения горелки, К;
U_с напряжение питающей сети, В.V burner volume, mm ³ ;
R universal gas constant, 8.31 J / kmol;
T _{pl.min the} melting point of the least refractory alkali metal halide composition of the burner filling, K;
U _with supply voltage, V.

В лампе по изобретению при выполнении указанного соотношения создаются условия, при которых достигается наиболее возможное при нормальной работе лампы давление ртути в рабочем режиме работы лампы. При этом достигается увеличение световой отдачи. In the lamp according to the invention, when this ratio is fulfilled, the conditions are created under which the mercury pressure that is most possible during normal lamp operation is reached in the lamp operating mode. In this case, an increase in light output is achieved.

Конструкция лампы идентична известным металлогалогенным лампам и приведена на чертеже. Лампа содержит горелку 1 из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами 2. С помощью элементов 3 монтажа горелка 1 установлена во внешнем стеклянном баллоне 4. Лампа снабжена резьбовым цоколем 5. The design of the lamp is identical to the known metal halide lamps and is shown in the drawing. The lamp contains a burner 1 of optically transparent material with hermetically sealed electrodes 2. Using the mounting elements 3, the burner 1 is installed in the outer glass bottle 4. The lamp is equipped with a threaded base 5.

Принцип работы лампы следующий. После подключения лампы в схеме последовательно с балластным сопротивлением осуществляют ее зажигание путем подачи высоковольтного импульса на электроды. Возникает дуговой разряд в среде инертного газа. Затем по мере нагревания горелки в разряд поступают пары ртути, которые резко увеличивают напряжение на лампе. В лампе по изобретению конструкция выбрана такой, что увеличение напряжения на лампе при поступлении ртути является предельно допустимым (при дальнейшем повышении напряжения следует погасание лампы в процессе разгорания). В следующей стадии разгорания в разряд поступают галогениды щелочных металлов, и это снижает напряжение на лампе до номинального уровня. Наряду с поступлением галогенидов щелочных металлов при дальнейшем нагревании горелки в разряд поступают добавки для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов. В результате устанавливается дуговой разряд с фиксированными параметрами: током, напряжением на лампе, мощностью, световым потоком и т.д. The principle of operation of the lamp is as follows. After connecting the lamp in the circuit in series with the ballast, it is ignited by applying a high voltage pulse to the electrodes. An arc discharge arises in an inert gas medium. Then, as the burner heats up, mercury vapor enters the discharge, which sharply increases the voltage on the lamp. In the lamp according to the invention, the design is chosen such that an increase in the voltage on the lamp upon receipt of mercury is extremely permissible (with a further increase in voltage, the lamp goes out during ignition). In the next stage of ignition, alkali metal halides enter the discharge, and this reduces the voltage on the lamp to the nominal level. Along with the entry of alkali metal halides during further heating of the burner, additives are added to the discharge to provide the burner with halides of emitting metals. As a result, an arc discharge is established with fixed parameters: current, lamp voltage, power, light flux, etc.

Соотношение (1) получено путем математической обработки большого количества экспериментальных данных и выбрано в пределах 3·10^-4 0,55·10^-4. При значениях соотношения, больших 3·10^-4, количество и давление ртути становятся для конкретной конструкции горелки настолько большими, что лампа гаснет при разгорании еще до поступления в разряд электроположительных галогенидов щелочных металлов. Погасание происходит из-за чрезмерного повышения напряжения на лампе, в результате чего лампа не перезажигается при переходе тока лампы через нулевое значение.Relation (1) is obtained by mathematical processing of a large amount of experimental data and is selected in the range of 3 · 10 ^-4 0.55 · 10 ^-4 . For ratios greater than 3 · 10 ^-4 , the quantity and pressure of mercury for a particular burner design becomes so large that the lamp goes out when it burns out even before electropositive alkali metal halides enter the discharge. The extinction occurs due to an excessive increase in the voltage on the lamp, as a result of which the lamp does not restart when the lamp current passes through the zero value.

При значениях соотношения, меньших 0,55·10^-4, давление ртути понижается, что приводит к уменьшению светового потока.When the ratio values are less than 0.55 · 10 ^-4 , the mercury pressure decreases, which leads to a decrease in luminous flux.

В качестве галогенидов щелочных металлов наиболее часто используются йодид и бромид цезия, йодид и бромид натрия. Температуры плавления этих галогенидов следующие: CsI 621, CsBr 632, NaI 661, NaBr 740^оС.The most commonly used alkali metal halides are cesium iodide and bromide, sodium iodide and bromide. The melting points of these halides the following: CsI 621, CsBr 632, NaI 661, NaBr 740 ° ^C.

Чем ниже температура плавления галогенидов щелочных металлов, тем на более ранней стадии разгорания они попадают в разряд. Это влияет на количество допустимого вводимой ртути в горелку. The lower the melting point of alkali metal halides, the earlier they start to discharge into the discharge. This affects the amount of admissible mercury introduced into the burner.

В качестве галогенидов излучающих металлов могут использоваться ZnX, TlX, ScX₃, DyX₃, HoX₃, GaX₃ и другие галогениды, где Х галоген.As the halides of the emitting metals, ZnX, TlX, ScX ₃ , DyX ₃ , HoX ₃ , GaX ₃ and other halides, where X is halogen, can be used.

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице. Examples of specific performance are given in the table.

Использование изобретения позволит на 3-5% увеличить световой поток металлогалогенных ламп, что позволит получить соответствующий рост прибыли от реализации ламп. Using the invention will increase by 3-5% the luminous flux of metal halide lamps, which will allow to obtain a corresponding increase in profit from the sale of lamps.

Claims

METAL HALOGEN LAMP, containing a burner made of optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with inert gas, mercury, alkali metal halides and additives to provide the burner with emitting metal halides, characterized in that the burner parameters are selected based on the ratio

where d _{in the} inner diameter of the burner, mm;
i rated lamp current, A;
l _m _e interelectrode distance, mm;
μ grammol of mercury, units

V burner volume, mm ³ ;
R universal gas constant, 8.310 J / K • mol;
T _n _{_L.} _m _i _{n the} melting point of the refractory alkali metal halogen burner filling composition, K;
U _with supply voltage, V.