RU2077093C1 - Metal halide lamp - Google Patents

Metal halide lamp Download PDF

Info

Publication number
RU2077093C1
RU2077093C1 RU95108848/07A RU95108848A RU2077093C1 RU 2077093 C1 RU2077093 C1 RU 2077093C1 RU 95108848/07 A RU95108848/07 A RU 95108848/07A RU 95108848 A RU95108848 A RU 95108848A RU 2077093 C1 RU2077093 C1 RU 2077093C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mercury
halides
lamp
bromides
metal halide
Prior art date
Application number
RU95108848/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95108848A (en
Inventor
И.Ф. Минаев
В.В. Литюшкин
Original Assignee
Правление научно-технического общества энергетиков и электротехников Мордовии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Правление научно-технического общества энергетиков и электротехников Мордовии filed Critical Правление научно-технического общества энергетиков и электротехников Мордовии
Priority to RU95108848/07A priority Critical patent/RU2077093C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2077093C1 publication Critical patent/RU2077093C1/en
Publication of RU95108848A publication Critical patent/RU95108848A/en

Links

Images

Landscapes

  • Discharge Lamp (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering; metal halide lamps of general and special applications. SUBSTANCE: metal halide lamp has envelope made of optically transparent material with electrodes hermetically sealed in envelope filled with inert gases, mercury, alkali metals halides, at least one radiating metal and mercury halides. In designing of lamp the following relationship is observed:
Figure 00000003
, where Il - lamp nominal current, A; del - electrode diameter, cm; lel and lenv - internal length of electrode and envelope, cm; mHgX2 - amount of mercury halides exceeding designed stoichiometric value relative to at least one of radiating metals, mk molle/cm3; K - proportionality factor, equal to 1.0, cm4/A mk moll. Used in mercury halides composition exceeding designed stoichiometric value relative to at least one of radiating metals are mercury iodines and bromides, molar ratio of mercury iodides to mercury bromides being chosen within 0.0 and 2.0. EFFECT: enlarged operating capabilities. 3 cl, 1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует металлогалогенные лампы общего и специального освещения. The invention relates to the electrical industry, in particular, improves metal halide lamps for general and special lighting.

Известна металлогалогенная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью, галогенидами щелочных и редкоземельных металлов (1). Known metal halide lamp containing a quartz burner with hermetically sealed electrodes, filled with inert gas, mercury, alkali and rare earth halides (1).

В описываемой лампе использованы непосредственно галогениды излучающих металлов, что определяет основной недостаток этих ламп низкий срок службы - вследствие попадания внутрь горелки паров воды из-за гигроскопичности галогенидов редкоземельных металлов. In the described lamp, the halides of the emitting metals are used directly, which determines the main disadvantage of these lamps is their low life - due to the ingress of water vapor into the burner due to the hygroscopicity of rare earth halides.

Наиболее близким аналогом является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью, галогенидами щелочных металлов, по меньшей мере одним из излучающих металлов и галогенидами ртути (2). The closest analogue is a metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes filled with an inert gas, mercury, alkali metal halides, at least one of the emitting metals and mercury halides (2).

В составе наполнения лампы-прототипа используются чистые редкоземельные металлы и галогениды ртути. Образование же галогенидов редкоземельных металлов происходит в первые часы работы лампы согласно следующему взаимодействию:
2Me + 3HgX2 2MeX3 + 3Hg (1)
где: Ме один из редкоземельных металлов,
Х галоген.
Pure rare earth metals and mercury halides are used as part of the prototype lamp filling. The formation of rare earth halides occurs in the first hours of operation of the lamp according to the following interaction:
2Me + 3HgX 2 2MeX 3 + 3Hg (1)
where: Me is one of the rare earth metals,
X is halogen.

Галогениды ртути являются малогигроскопичными соединениями, что обеспечивает лучшую вакуумную гигиену в процессе изготовления ламп, что в свою очередь повышает срок службы. Mercury halides are low-hygroscopic compounds, which provides the best vacuum hygiene in the manufacturing process of lamps, which in turn increases the service life.

Недостатком лампы тем не менее является низкий срок службы. Объясняется это тем, что в лампе не созданы условия для оптимального прохождения вольфрамо-галогенного цикла возвращения распыленного вольфрама со стенок горелки на электрод, особенно, как показывает практика, в случаях минимальных и максимальных значений междуэлектродного расстояния. В результате в одних случаях вольфрамо-галогенный цикл не обеспечивает возвращения всего распыленного вольфрама на электрод, из-за чего горелка чернеет и перегревается. В других случаях вольфрамо-галогенный цикл принимает аномальные формы и происходит перенос вольфрама с тыльных частей электрода на его рабочую часть, что в ряде случаев приводит к отвалу электрода и выходу лампы из строя. The disadvantage of the lamp, however, is its low life. This is explained by the fact that the conditions for the optimal passage of the tungsten-halogen cycle of the return of atomized tungsten from the walls of the burner to the electrode are not created in the lamp, especially, as practice shows, in cases of minimum and maximum values of the interelectrode distance. As a result, in some cases, the tungsten-halogen cycle does not ensure the return of all atomized tungsten to the electrode, due to which the burner blackens and overheats. In other cases, the tungsten-halogen cycle takes anomalous forms and tungsten is transferred from the back of the electrode to its working part, which in some cases leads to a dump of the electrode and lamp failure.

Целью изобретения является увеличение срока службы лампы. The aim of the invention is to increase the life 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, по меньшей мере одним из излучающих металлов и галогенидами ртути, для конструкции лампы выполняется следующее соотношение:

Figure 00000004

где: Iн номинальный ток лампы, А;
dэл. диаметр электрода, см;
lэл.вн. внутренняя длина электродов и горелки, см;
lг.вн. количество галогенидов ртути, превышающих расчетно-стехиометрическое по отношению к по меньшей мере одному из излучающих металлов, мк•моль/см3;
К коэффициент пропорциональности, равный 1,0, имеющий размерность, см4/А мк•моль.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 an inert gas, mercury, alkali metal halides, at least one of the emitting metals and mercury halides, the following relation holds for the lamp design:
Figure 00000004

where: I n the rated current of the lamp, A;
d email electrode diameter, cm;
l email internal length of electrodes and burner, cm;
l onwards the amount of mercury halides in excess of the calculated stoichiometric with respect to at least one of the emitting metals, μ • mol / cm 3 ;
To the coefficient of proportionality equal to 1.0, having a dimension, cm 4 / A µ • mol.

В составе галогенидов ртути, превышающих расчетно-стехиометрическое по отношению по меньшей мере к одному из излучающих металлов, использованы йодиды и бромиды ртути, причем молярное отношение йодидов ртути к бромидам ртути выбрано в пределах от 0,0 до 2,0. Mercury halides exceeding the calculated stoichiometric ratio with respect to at least one of the emitting metals used mercury iodides and bromides, and the molar ratio of mercury iodides to mercury bromides was selected in the range from 0.0 to 2.0.

Конструкция лампы изображена на чертеже. Лампа содержит горелку 1 из оптически прозрачного материала. Электроды 2 герметично, посредством фольговых вводов 3 соединены с внешними токовводами 4. Лампа снабжена специальными цоколями 5. Важными для раскрытия сущности изобретения являются диаметр электрода dэл., а также внутренняя длина электродов и горелки, lэл.вн. и lг.вн..The design of the lamp is shown in the drawing. The lamp contains a burner 1 of optically transparent material. The electrodes 2 are hermetically sealed by means of foil inputs 3 and are connected to external current leads 4. The lamp is provided with special sockets 5. The diameter of the electrode d el. as well as the internal length of the electrodes and burner, l el.vn. and l g.vn. .

Принцип работы предлагаемого источника излучения идентичен принципу работы известных металлогалогенных ламп. После подключения лампы с балластным (индуктивным, емкостным, индуктивно-емкостным) сопротивлением осуществляется зажигание лампы путем подачи на электроды высоковольтного электрического импульса. Возникает дуговой разряд в среде инертного газа и паров ртути, по мере развития которого в разряд поступают излучающие добавки. В итоге устанавливается дуговой разряд в среде излучающих добавок с фиксированными параметрами: током, напряжением, световым потоком и т.д. The principle of operation of the proposed radiation source is identical to the principle of operation of known metal halide lamps. After connecting the lamp with ballast (inductive, capacitive, inductive-capacitive) resistance, the lamp is ignited by applying a high-voltage electric pulse to the electrodes. An arc discharge arises in an inert gas and mercury vapor medium, with the development of which emitting additives enter the discharge. As a result, an arc discharge is established in the medium of radiating additives with fixed parameters: current, voltage, light flux, etc.

Сущность изобретения заключается в следующем. Конструкция лампы выполнена таким образом (это определено экспериментально), что в зависимости от удельной токовой нагрузки на электрод и "вылета" электродов (он характеризуется отношением

Figure 00000005
) подбирается по соотношению (2) определенное количество HgX2, превышающее расчетно-стехиометрическое по отношению к по меньшей мере одному из излучающих металлов. В составе этих галогенидов ртути выбираются йодиды и бромиды ртути, причем отношение (молярное) йодидов ртути к бромидам ртути выбрано в пределах от 0,0 до 2,0. Все это позволяет обеспечить эффективное прохождение вольфрамо-галогенного цикла и увеличить срок службы лампы.The invention consists in the following. The design of the lamp is made in such a way (it was determined experimentally) that depending on the specific current load on the electrode and the "outflow" of the electrodes (it is characterized by the ratio
Figure 00000005
) a certain amount of HgX 2 is selected according to relation (2), which exceeds the calculated stoichiometric ratio with respect to at least one of the emitting metals. Mercury iodides and bromides are selected as part of these mercury halides, and the ratio (molar) of mercury iodides to mercury bromides is selected from 0.0 to 2.0. All this allows for the efficient passage of the tungsten-halogen cycle and increases the lamp life.

Величина соотношения (2) определена экспериментально. The value of relation (2) is determined experimentally.

При величине соотношения, превышающем 4.600, количество галогенидов ртути, превышающих расчетно-стехиометрическое по отношению к по меньшей мере одному из излучающих металлов, становится избыточным для конкретного исполнения ламп и без дополнительного положительного эффекта ухудшается зажигание ламп. When the ratio exceeds 4,600, the amount of mercury halides exceeding the calculated stoichiometric ratio with respect to at least one of the emitting metals becomes excessive for a particular lamp design and without additional positive effect, lamp ignition is impaired.

При величине соотношения, меньшем, 0,310, количество галогенидов ртути, превышающих расчетно-стехиометрическое по отношению к по меньшей мере одному из излучающих металлов, становится недостаточным для эффективного прохождения вольфрамо-галогенного цикла и срок службы снижается из-за почернения лампы. When the ratio value is less than 0.310, the amount of mercury halides exceeding the calculated stoichiometric with respect to at least one of the emitting metals becomes insufficient for the effective passage of the tungsten-halogen cycle and the service life is reduced due to the blackening of the lamp.

Состав галогенидов ртути, превышающих расчетно-стехиометрическое по отношению к по меньшей мере одному из излучающих металлов, также определен экспериментально. В лампах с большой удельной нагрузкой на горелку они всецело должны состоять из бромидов ртути, т.е. отношение йодидов ртути к бромидам ртути равно 0.0. Только в этом случае удается достичь эффективного прохождения вольфрамо-галогенного цикла. The composition of mercury halides in excess of the calculated stoichiometric with respect to at least one of the emitting metals is also experimentally determined. In lamps with a high specific load on the burner, they should entirely consist of mercury bromides, i.e. the ratio of mercury iodides to mercury bromides is 0.0. Only in this case is it possible to achieve an effective passage of the tungsten-halogen cycle.

В лампах с меньшей нагрузкой на горелку состав избыточных галогенидов должен, как показали эксперименты, содержать как бромиды ртути, так и йодиды ртути. При этом отношение йодидов ртути к бромидам ртути не должно превышать 2.0, иначе излишнее количество йодидов ртути не позволяет создать оптимальные условия для прохождения вольфрамо-галогенного цикла, или цель изобретения не достигается. In lamps with a lower burner load, the composition of excess halides should, as shown by experiments, contain both mercury bromides and mercury iodides. Moreover, the ratio of mercury iodides to mercury bromides should not exceed 2.0, otherwise an excessive amount of mercury iodides does not allow creating optimal conditions for the tungsten-halogen cycle to pass, or the purpose of the invention is not achieved.

В качестве галогенидов щелочных металлов могут быть использованы галогениды цезия и натрия. В последнем случае необходимо считаться с интенсивным излучением натрия в оранжевой области спектра. As alkali metal halides, cesium and sodium halides can be used. In the latter case, it is necessary to reckon with the intense emission of sodium in the orange region of the spectrum.

В качестве излучающих металлов используются такие металлы, как диспрозий, гельмий, тулий, эрбий, лютеций эти металлы, покрываясь стойкой пленкой оксидов, весьма устойчивы на воздухе. При необходимости обеспечения излучения в ультрафиолетовой области спектра используются железо, никель, кобальт, теллур и другие излучатели. В лампе могут также использоваться индий, кадмий, скандий и др. элементы. As emitting metals, such metals as dysprosium, helium, thulium, erbium, lutetium are used. These metals, covered by a stable oxide film, are very stable in air. If it is necessary to ensure radiation in the ultraviolet region of the spectrum, iron, nickel, cobalt, tellurium and other emitters are used. Indium, cadmium, scandium and other elements can also be used in the lamp.

Как и в большинстве металлогалогенных ламп, в предлагаемой лампе в качестве инертного газа применены аргон, ксенон, криптон. As in most metal halide lamps, argon, xenon, krypton are used as an inert gas in the proposed lamp.

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

Использование изобретения позволит при практически неизменной себестоимости увеличить срок службы ламп. The use of the invention will allow for almost constant cost to increase the life of the lamps.

Claims (3)

1. Металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью, галогенидами щелочных металлов, по меньшей мере, одним из излучающих металлов и галогенидами ртути, отличающаяся тем, что галогениды ртути введены в количестве, превышающем расчетно-стехиометрическое по отношению к, поменьшей мере, одному из излучающих металлов, а параметры лампы выбраны так, что выполняется следующее соотношение:
Figure 00000006

где Iл номинальный ток лампы, А;
dэл диаметр электрода, см;
lэл.вн, lг.вн внутренняя длина электродов и горелки, см;
mHgХ2 количество галогенидов ртути, превышающее расчетно-стехиометрическое по отношению к по меньшей мере одному из излучающих металлов, мкмоль/см3;
К=1 коэффициент пропорциональности см4/А • мкмоль.
1. Metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas, mercury, alkali metal halides, at least one of the emitting metals and mercury halides, characterized in that the mercury halides are introduced in an amount exceeding calculated - stoichiometric with respect to at least one of the emitting metals, and the lamp parameters are selected so that the following relation is satisfied:
Figure 00000006

where I l is the rated lamp current, A;
d el electrode diameter, cm;
l el.vn , l gvn internal length of electrodes and burner, cm;
m Hg X 2 the amount of mercury halides in excess of the calculated stoichiometric in relation to at least one of the emitting metals, µmol / cm 3 ;
K = 1 coefficient of proportionality cm 4 / A • µmol.
2. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что в качестве галогенидов ртути использованы бромиды ртути. 2. The lamp according to claim 1, characterized in that mercury bromides are used as mercury halides. 3. Лампа по п. 2, отличающаяся тем, что в горелку лампы дополнительно введены иодиды ртути, причем молярное отношение иодидов ртути к бромидам ртути не превышает 2. 3. The lamp according to claim 2, characterized in that mercury iodides are additionally introduced into the lamp burner, the molar ratio of mercury iodides to mercury bromides not exceeding 2.
RU95108848/07A 1995-05-30 1995-05-30 Metal halide lamp RU2077093C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95108848/07A RU2077093C1 (en) 1995-05-30 1995-05-30 Metal halide lamp

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95108848/07A RU2077093C1 (en) 1995-05-30 1995-05-30 Metal halide lamp

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2077093C1 true RU2077093C1 (en) 1997-04-10
RU95108848A RU95108848A (en) 1997-05-27

Family

ID=20168327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95108848/07A RU2077093C1 (en) 1995-05-30 1995-05-30 Metal halide lamp

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2077093C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 694919, кл. H 01 J 61/18, 1980. Авторское свидетельство СССР N 851550, кл. H 01 J 61/18, 1992. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU95108848A (en) 1997-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU662889B2 (en) High power lamp
JPH0565976B2 (en)
JP2003168391A (en) Mercury-free arc tube for discharge lamp device
JP4065789B2 (en) Metal halide lamps and lighting systems
JP4203418B2 (en) High pressure discharge lamp, high pressure discharge lamp lighting device, and automotive headlamp device
JPH10283993A (en) Metal halide lamp
US7786674B2 (en) Quartz metal halide lamp with improved lumen maintenance
JP2007042621A (en) Metal-halide lamp and illuminator using the same
JP2004349242A (en) High-pressure discharge lamp and lighting system
RU2077093C1 (en) Metal halide lamp
EP0444590B1 (en) Metal vapor discharge lamp
JP3267153B2 (en) Metal vapor discharge lamp
US20030025455A1 (en) Ceramic HID lamp with special frame for stabilizing the arc
JP4488856B2 (en) Mercury-free metal halide lamp
US7417377B2 (en) Blended light lamp
JPH08315782A (en) Electrodeless discharge lamp and arc discharge lamp
JP2982198B2 (en) Mercury-free metal halide lamp
JP4756878B2 (en) Ceramic discharge lamp lighting device
JP2005534139A (en) Metal halide lamp
JP2005032448A (en) Metal-halide lamp and illumination device
JP2000243348A (en) No-mercury metal halide lamp
KR20070069218A (en) High-pressure gas discharge lamp
JP2005093354A (en) Metal halide lamp and illumination device
JP2007087833A (en) High-pressure discharge lamp device, high-pressure discharge lamp lighting device, and lighting system
JPS6324545A (en) Instant lighting property improving method for small-sized high-pressure metallic vapor discharge lamp

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040531