RU2201008C2

RU2201008C2 - Metal-halide lamp

Info

Publication number: RU2201008C2
Application number: RU98117644/09A
Authority: RU
Inventors: И.Ф. Минаев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Лисма"
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 2003-03-20

Abstract

FIELD: electrical engineering; metal-halide lamps. SUBSTANCE: metal-halide lamp generating rays in wavelengths ranging between 350 and 450 nm has optically transparent torch accommodating hermetically sealed electrodes and filled with at least inert gas, helium, and inactive material halides. Novelty is that additionally introduced in lamp torch is iron, helium and iron being introduced in the form of alloy with helium content of 30 to 80%, ingredients being taken in following proportion, mc-mole/cu. cm: iron- helium alloy, 0.1-2.0 inactive metal halides, 0.15-3.0; inert gas pressure is 1.33 to 80.0 kPa. In addition lamp torch is doped with additives designed to provide lead halides for torch in the amount of 0.05 to 4.0 mc-mole/cu. cm. Mercury is also introduced in lamp torch in the amount of 0.2 to 15.0 mc-mole/cu. cm. EFFECT: enhanced yield of lamps. 3 cl, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует металлогалогенные лампы (МГЛ), генерирующие излучения в диапазоне длин волн 350-450 нм. The present invention relates to the electrical industry, in particular, improves metal halide lamps (MGL), generating radiation in the wavelength range of 350-450 nm.

Известна металлогалогенная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную по меньшей мере добавками для обеспечения горелки галогенидами никеля, кобальта и железа, ртутью и инертным газом (1). Known metal halide lamp containing a quartz burner with hermetically sealed electrodes, filled with at least additives to provide the burner with nickel, cobalt and iron halides, mercury and an inert gas (1).

Описываемая металлогалогенная лампа эффективно генерирует излучение в области длин волн 340-400 нм и используется при изготовлении печатных плат. The described metal halide lamp effectively generates radiation in the wavelength region of 340-400 nm and is used in the manufacture of printed circuit boards.

Недостатком указанной лампы является излучения в диапазоне 400-450 нм, в результате чего лампа является неэффективной при использовании ее в полиграфии, для облучения фотоформ, где необходимо излучение в области длин волн 350-450 нм. The disadvantage of this lamp is radiation in the range of 400-450 nm, as a result of which the lamp is ineffective when used in printing, for irradiating photoforms, where radiation is required in the wavelength range of 350-450 nm.

Наиболее близкой по технической сущности является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную по меньшей мере инертным газом, галлием и галогенидами неактивного металла (2). В качестве галогенида неактивного металла в описываемом решении используется галогенид олова, который необходим для прохождения обменной реакция и образования непосредственно галогенида галлия. Указанная лампа обеспечивает генерацию излучения в области длин волн 350-450 нм и является весьма эффективной для использования в полиграфии. The closest in technical essence is a metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with at least an inert gas, gallium and inactive metal halides (2). As the inactive metal halide in the described solution, tin halide is used, which is necessary for the exchange reaction and the formation of gallium halide directly. The specified lamp provides the generation of radiation in the wavelength region of 350-450 nm and is very effective for use in printing.

Недостатком указанной лампы является низкий выход годных ламп вследствие использования галлия в чистом виде. Галлий является неудобным металлом для введения его в горелки металлогалогенных ламп из-за низкой температуры плавления (T_пл.- 29,7^oС) и высокой пластичности, что затрудняет процесс получения навесок определенного веса, что не позволяет обеспечить приемлемый выход годных при изготовлении ламп.The disadvantage of this lamp is the low yield due to the use of gallium in its pure form. Gallium is an inconvenient metal for introducing it into the burners of metal halide lamps due to the low melting point (T _pl. - 29.7 ^o C) and high ductility, which complicates the process of obtaining hanging a certain weight, which does not allow for an acceptable yield for the manufacture of lamps .

Целью предлагаемого изобретения является повышение выхода годных ламп. The aim of the invention is to increase the yield of lamps.

Поставленная цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную по меньшей мере инертным газом, галлием и галогенидами неактивного металла, в горелку лампы дополнительно введено железо, при этом галлий и железо введены в виде сплава с содержанием галлия от 30 до 80%, причем компоненты взяты в следующих количествах, мк•моль/см³:
сплав "железо + галлий" - от 0,1 до 2,0
галогениды неактивного металла от 0,15 до 3,0,
а давление инертного газа составляет от 1,33 до 80,0 КПа.This goal is achieved by the fact that in a metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes filled with at least an inert gas, gallium and inactive metal halides, iron is additionally introduced into the lamp burner, while gallium and iron are introduced as an alloy with a gallium content of from 30 to 80%, and the components are taken in the following quantities, µ • mol / cm ³ :
alloy "iron + gallium" - from 0.1 to 2.0
inactive metal halides from 0.15 to 3.0,
and the inert gas pressure is from 1.33 to 80.0 kPa.

В горелку лампы дополнительно могут быть введены добавки для обеспечения горелки галогенидами свинца в количестве от 0,05 до 4,0 мк•моль/см³, ртуть в количестве от 0,2 до 15,0 мк•моль/см³.In addition, additives can be added to the lamp burner to provide the burner with lead halides in an amount of from 0.05 to 4.0 μmol / cm ³ , mercury in an amount of from 0.2 to 15.0 μm · mol / cm ³ .

В металлогалогенной лампе по предлагаемому изобретению экспериментально подобран состав наполнения, что обеспечивает увеличенный выход годных при изготовлении ламп и делает рентабельным процесс производства и практически возможным само производство ламп. In the metal halide lamp of the present invention, the filling composition is experimentally selected, which provides an increased yield for the manufacture of lamps and makes the production process cost-effective and the production of lamps itself is practically possible.

Конструкция предлагаемой металлогалогенной лампы идентична конструкции МГЛ, чертежи на которую приведены, например, в (3, 4). The design of the proposed metal halide lamp is identical to the MGL design, the drawings of which are given, for example, in (3, 4).

Принцип работы лампы по предполагаемому изобретению также аналогичен соответствующему для традиционных MГЛ и заключается в следующем. The principle of operation of the lamp according to the alleged invention is also similar to that for traditional MGL and is as follows.

Лампа подключается к питающей сети последовательно с индуктивным, емкостным, комбинированным, балластным сопротивлением или электронным пускорегулирующим аппаратом (ПРА). Посредством подачи высоковольтного электрического напряжены на электроды лампы инициируется дуговой разряд в среде инертного газа, в результате развития которого в разряд поступает ртуть (в том случае, если она содержится в составе наполнения) и галогенидные добавки. Формируется дуговой разряд в среде галогенидных добавок (а в ряде исполнений и ртути) с фиксированными параметрами: световым потоком, мощностью, током и напряжением на лампе и т.д. The lamp is connected to the mains supply in series with inductive, capacitive, combined, ballast or electronic ballast (PRA). By supplying a high-voltage electric voltage to the lamp electrodes, an arc discharge in an inert gas medium is initiated, as a result of the development of which mercury (if it is contained in the filling) and halide additives enter the discharge. An arc discharge is formed in the medium of halide additives (and in a number of versions and mercury) with fixed parameters: light flux, power, current and voltage on the lamp, etc.

Важным является состав сплава "галлий + железо", он определен экспериментально и содержание галлия в нем составляет от 30 до 80%. The composition of the gallium + iron alloy is important, it is determined experimentally and the gallium content in it is from 30 to 80%.

При меньшем содержании галлия его излучение подавляется излучением железа, и энергетический КПД лампы резко снижается. With a lower gallium content, its radiation is suppressed by the radiation of iron, and the energy efficiency of the lamp decreases sharply.

При содержании галлия большем чем 80% превалирует уже излучение галлия и энергетический КПД снова снижается. Кроме того, сплав при этом становится неустойчивым и при нагревании 350-400^oС разлагается на элементарное железо и галлий со всеми ранее описанными недостатками.When the gallium content is more than 80%, gallium radiation already prevails and the energy efficiency decreases again. In addition, the alloy thus becomes unstable and when heated 350-400 ^o With decomposes into elemental iron and gallium with all the previously described disadvantages.

В диапазоне содержания галлия от 30 до 80% сплав устойчив до температуры 370^oС, что позволяет обеспечить эффективное обезгаживание сплава и гарантирует увеличение выхода годных при изготовлении ламп.In the range of gallium content from 30 to 80%, the alloy is stable to a temperature of 370 ^o C, which allows for effective degassing of the alloy and guarantees an increase in the yield of lamps in the manufacture.

Количество сплава "железа + галлий", галогенидов неактивного металла, добавок для обеспечения горелок галогенидами свинца определено экспериментально и составляет от 0,1 до 2,0, от 0,15 до 3,0 и от 0,05 до 4,0 мк•моль/см³, соответственно.The amount of iron + gallium alloy, inactive metal halides, additives to provide burners with lead halides is determined experimentally and ranges from 0.1 to 2.0, from 0.15 to 3.0 and from 0.05 to 4.0 microns • mol / cm ³ , respectively.

При меньшем количестве добавок их недостаточно для обеспечения нормальной работы лампы в течение всего срока, т.к. они жесчатся в процессах адсорбции, абсорбции и хемисорбции. With fewer additives, they are not enough to ensure the normal operation of the lamp throughout the entire term, because they scorch in the processes of adsorption, absorption and chemisorption.

При использовании ртути ее количество по экспериментальным проверкам должно составлять от 0,2 до 15,0 мк•моль/см³.When using mercury, its amount according to experimental tests should be from 0.2 to 15.0 microns • mol / cm ³ .

При меньшем количестве ртути снижается напряжение на лампе, и для конкретной мощности лампы увеличиваются габариты, а значит и материалоемкость. With less mercury, the voltage on the lamp decreases, and for a specific lamp power, the dimensions and, therefore, the material consumption increase.

При большем количестве ртути напряжение на лампе увеличивается, и лампа работает в нестабильном режиме (например, при понижении напряжения питающей сети она может погаснуть). With more mercury, the voltage on the lamp increases, and the lamp operates in an unstable mode (for example, when the supply voltage decreases, it can go out).

Давление инертного газа в горелке лампы определено экспериментально и составляет от 1,33 до 80,0 KПa. The inert gas pressure in the lamp burner is determined experimentally and ranges from 1.33 to 80.0 KPa.

При меньшем давлении инертного газа происходит распыление электродов в период разгорания лампы, в результате чего уменьшается срок службы. At a lower inert gas pressure, the electrodes are sprayed during the lamp’s ignition period, resulting in a reduced service life.

При давлении инертного газа большем чем 80,0 КПа без достижения положительного эффекта увеличивается расход газа при улучшении зажигания ламп. Примеры конкретного исполнения ламп приведены в таблице. At an inert gas pressure greater than 80.0 kPa without achieving a positive effect, gas consumption increases with improved lamp ignition. Examples of specific lamp designs are shown in the table.

Внедрение предлагаемого изобретения при практически с неизменной себестоимостью позволит увеличить выход годных при изготовлении металлогалогенных ламп. В частности, при экспериментальной проверке выход годных ламп типа ДРТИ 3000 увеличился с 65 до 75%, что при цене лампы 300 руб. и плане производства, 1000 паук в год дало экономический эффект в размере 45,0 тыс. рублей. The implementation of the invention with almost constant cost will increase yield suitable for the manufacture of metal halide lamps. In particular, during an experimental check, the yield of suitable lamps of the DRTI 3000 type increased from 65 to 75%, which at the price of a lamp of 300 rubles. and production plan, 1000 spiders per year gave an economic effect of 45.0 thousand rubles.

Источники информации
1. А.с. СССР 1578773, БИ N 26, 1990.Sources of information
1. A.S. USSR 1578773, BI N 26, 1990.

2. Патент РФ 2052858, БИ 2, 1996 (прототип). 2. RF patent 2052858, BI 2, 1996 (prototype).

3. Справочная книга по светотехнике, под ред. Айзенберга Ю.Б., М., Энергоатомиздат, 1986, с. 83. 3. A reference book on lighting engineering, ed. Eisenberg Yu.B., M., Energoatomizdat, 1986, p. 83.

4. Г.С. Сарычев. Облучательные светотехнические установки. Энергоатомиздат, 1992, с. 1. 4. G.S. Sarychev. Irradiation lighting installations. Energoatomizdat, 1992, p. 1.

Claims

1. Metal halide lamp containing a burner of optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with at least an inert gas, gallium and inactive metal halides, characterized in that iron is additionally introduced into the lamp burner, while gallium and iron are introduced in the form alloy with a gallium content of 30 - 80%, and the components are taken in the following quantities, µ • mol / cm ³ :
Alloy iron + gallium - 0.1 - 2.0
Inactive Metal Halides - 0.15 - 3.0
and the inert gas pressure is 1.33 - 80.0 KPa.

2. Metal halide lamp, made according to claim 1, characterized in that additives are additionally introduced into the lamp burner to provide the burner with lead halides in an amount of 0.05 - 4.0 μm mol / cm ³ .

3. Metal halide lamp, made according to claim 1 or 2, characterized in that mercury is additionally introduced into the burner in an amount of 0.2-15.0 microns • mol / cm ³ .