RU2324257C1

RU2324257C1 - Discharge lamp

Info

Publication number: RU2324257C1
Application number: RU2007103394/09A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Цай (RU); Виктор Иванович Цай; Иван Федорович Минаев (RU); Иван Федорович Минаев; В чеслав Анатольевич Ермошин (RU); Вячеслав Анатольевич Ермошин
Original assignee: Виктор Иванович Цай
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-05-10

Abstract

FIELD: basic electric elements.

SUBSTANCE: discharge lamp meant for starting by a pulse starting device having the following parameters: pulse time at a level not less than 1250 V - not less than 2.0 mcs, energy per pulse - not less than 0.001 J. The lamp has a current-conductive mirror coating applied to the inner surface in the central part of its external bulb and a current-conductive coating applied from at least one evaporated getter to the inner surface at the neck of its external bulb, and it is equipped with electrodes arranged inside its burner made of an optically transparent material, for maintaining a discharge arc. The mentioned electrodes are sinter electrodes representing a tungsten rod covered with sintered activated material. The current-conductive mirror coating and the coating of at least one evaporated getter should not intercross, and the distance between them should be within a length range from 2.0 mm to 9.0 mm.

EFFECT: yield enhancement in the manufacturing of lamps and their longer service life.

2 dwg, 1 tbl

Description

Данная заявка на выдачу патента относится к электротехнической промышленности и усовершенствует зеркальные натриевые лампы высокого давления, в частности увеличивает выход годных в процессе производства и срок службы лампы.This patent application relates to the electrical industry and improves high-pressure sodium mirror lamps, in particular, increases the yield during the production process and the lamp life.

Известна газоразрядная лампа высокого давления, имеющая горелку из оптически прозрачного материала, в частности из поликристаллического оксида алюминия, снабженная внешним баллоном (Рохлин Г.Н. Газоразрядные источники света. М: Энергоатомиздат, 1991 - с.609-667).Known gas discharge lamp of high pressure, having a burner of optically transparent material, in particular polycrystalline aluminum oxide, equipped with an external cylinder (Rokhlin GN Gas-discharge light sources. M: Energoatomizdat, 1991 - S. 609-667).

Лампа работает в парах амальгамы натрия при высоком давлении и генерирует излучение в оранжевой части световой области спектра со световой отдачей до 130-150 лм/Вт.The lamp operates in sodium amalgam vapor at high pressure and generates radiation in the orange part of the light region of the spectrum with a light output of up to 130-150 lm / W.

Наиболее близкой по технической сущности является газоразрядная лампа высокого давления, имеющая токопроводящее зеркальное покрытие, расположенное на центральной части внутренней поверхности внешнего баллона, и токопроводящее покрытие от по меньшей мере одного распыленного газопоглотителя на горловой части внутренней поверхности внешней колбы, оснащенная электродами внутри горелки из оптически прозрачного материала, например из поликристаллической окиси алюминия, для поддержания дуги разряда, предназначенная для зажигания импульсным зажигающим устройством со следующими параметрами: длительность импульса на уровне не менее 1250 В, - не менее 2,0 мкс, энергии импульса не менее 0,001 Дж (АС СССР №1636896, Авторы Пчелин В.М и др.).The closest in technical essence is a high-pressure discharge lamp having a conductive mirror coating located on the central part of the inner surface of the outer balloon and a conductive coating from at least one atomized getter on the neck of the inner surface of the outer bulb, equipped with electrodes made of optically transparent inside the burner material, such as polycrystalline alumina, to maintain a discharge arc, designed to ignite pulses with an ignition device with the following parameters: pulse duration at a level of at least 1250 V, - at least 2.0 μs, pulse energy at least 0.001 J (USSR AS No. 1636896, Authors Pchelin V.M. et al.).

Описываемая лампа имеет поликоровую горелку, в которой под действием электрического импульса зажигается дуговой разряд в парах натрия и ртути, который и генерирует полезный оранжевый свет при весьма высокой световой отдаче - до 130-150 лм/Вт.The described lamp has a multicorrosive torch, in which under the influence of an electric pulse an arc discharge is ignited in sodium and mercury vapor, which generates useful orange light at a very high light output - up to 130-150 lm / W.

На внутренней поверхности внешнего баллона лампы расположено зеркальное покрытие, которое ориентирует излучение лампы в полезном направлении. Лампа также имеет покрытие от распыленного по меньшей мере одного газопоглотителя.A mirror coating is located on the inner surface of the outer lamp bulb, which orientates the lamp radiation in a useful direction. The lamp also has a spray coating of at least one getter.

Недостатком лампы - прототипа является низкий выход годных при изготовлении ламп, а также малый срок службы.The disadvantage of the lamp of the prototype is the low yield suitable for the manufacture of lamps, as well as a short service life.

Это определено тем, что в части ламп токопроводящее зеркальное покрытие пересекает токопроводящее бариевое покрытие или находится в критической близости к нему. Покрытие при распылении геттера часто располагается в зонах ножки вблизи от одного из токовводов, и при прохождении импульса зажигания на поверхности распыленного геттера появляется градиент потенциала, что становится причиной электрического пробоя между покрытиями в процессе производства при зажигании ламп и в процессе эксплуатации при зажигании ламп, т.к. высоковольтный импульс зажигания приводит к наличию напряжения между двумя токопроводящими покрытиями. Пробой, как показали эксперименты, проходит и в том случае, когда градиент потенциала не захватывает зеркальное покрытие - пробой происходит как бы на «массу» зеркального покрытия. В результате этого явления на зеркальном и бариевом покрытиях появляются беспорядочные линии пробоя, что замыкает часть энергии импульса на указанные зеркала, увеличивая процент незажигающихся ламп, как в процессе тренировки, так и в процессе эксплуатации. В последнем случае лампа просто выходит из строя из-за незажигания.This is determined by the fact that in the part of the lamps the conductive mirror coating crosses the conductive barium coating or is in critical proximity to it. The coating during getter sputtering is often located in the foot zones near one of the current leads, and when an ignition pulse passes, a potential gradient appears on the surface of the atomized getter, which causes an electrical breakdown between the coatings during production during lamp ignition and during operation during lamp ignition, t .to. a high voltage ignition pulse leads to the presence of voltage between two conductive coatings. Breakdown, as experiments have shown, also takes place in the case when the potential gradient does not capture the mirror coating - the breakdown occurs, as it were, to the "mass" of the mirror coating. As a result of this phenomenon, erratic breakdown lines appear on the mirror and barium coatings, which closes part of the pulse energy on these mirrors, increasing the percentage of unlit lamps, both during training and during operation. In the latter case, the lamp simply fails due to ignition.

Кроме того, появляющиеся полосы на зеркальном покрытии ухудшают товарный вид и светораспределение лампы.In addition, the appearance of stripes on the mirror coating worsens the presentation and light distribution of the lamp.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение выхода годных при изготовлении лампы, а также увеличение срока службы ламп.The aim of the invention is to increase the yield during the manufacture of the lamp, as well as increasing the life of the lamps.

Цель предлагаемого патента достигается тем, что в газоразрядной лампе высокого давления, имеющей токопроводящее зеркальное покрытие, расположенное на центральной части внутренней поверхности внешнего баллона, и токопроводящее покрытие от по меньшей мере одного распыленного газопоглотителя на горловой части внутренней поверхности внешней колбы, оснащенное электродами внутри горелки из оптически прозрачного материала для поддержания дуги разряда, предназначенной для зажигания импульсным зажигающим устройством со следующими параметрами: длительность импульса на уровне не менее 1250 В - не менее 2,0 мкс, энергии импульса не менее 0,001 Дж, в качестве указанных электродов использованы спеченные электроды, представляющие собой вольфрамовый стержень с надетой на него спеченной активированной массой, токопроводящие зеркальное покрытие и покрытие по меньшей мере одного распыленного газопоглотителя не должны пересекаться, а расстояние между ними должны располагаться в диапазоне длиной 2,0 мм до 9,0 ммThe purpose of the proposed patent is achieved by the fact that in a high-pressure discharge lamp having a conductive mirror coating located on the central part of the inner surface of the outer balloon and a conductive coating from at least one atomized getter on the neck of the inner surface of the outer bulb, equipped with electrodes inside the burner from optically transparent material to maintain a discharge arc intended for ignition by a pulsed igniter with the following parameters trams: pulse duration at a level of not less than 1250 V - not less than 2.0 μs, pulse energy not less than 0.001 J, sintered electrodes are used as the indicated electrodes, which are a tungsten rod with a sintered activated mass put on it, conductive mirror coating and coating at least one atomized getter must not intersect, and the distance between them should be in the range of 2.0 mm to 9.0 mm

В лампе по предлагаемому покрытию, путем анализа экспериментальных данных, определено расстояние между токопроводящими зеркальным покрытием и покрытием по меньшей мере одного распыленного газопоглотителя, оно должно располагаться в диапазоне длин от 2,0 до 9,0 мм. Колба может быть выполнена эллипсоидной, цилиндрической или какой-то другой формы. При этом выполняется цель предлагаемого изобретения.In the lamp according to the proposed coating, by analyzing the experimental data, the distance between the conductive mirror coating and the coating of at least one atomized getter is determined, it should be in the range of lengths from 2.0 to 9.0 mm. The flask can be made ellipsoidal, cylindrical or some other shape. This fulfills the purpose of the invention.

На фиг.1 изображен общий вид газоразрядной лампы, имеющей внешний стеклянный баллон (1), в котором расположена горелка из оптически прозрачного материала, например из кварца или поликристаллического оксида алюминия (2) с натриево-ртутным наполнением (3) в инертной среде. Внутренняя поверхность внешнего баллона (1) имеет токопроводящее зеркальное покрытие (4), например из алюминия или хрома и токопроводящее покрытие (5) из распыленного бариевого или иного геттера (6). Расстояние между токопроводящими зеркальным покрытием и покрытием по меньшей мере одного распыленного газопоглотителя, L, должно располагаться в диапазоне длин от 2,0 до 9,0 ммFigure 1 shows a General view of a discharge lamp having an external glass cylinder (1), in which there is a burner made of optically transparent material, for example, quartz or polycrystalline aluminum oxide (2) with sodium-mercury filling (3) in an inert atmosphere. The inner surface of the outer cylinder (1) has a conductive mirror coating (4), for example of aluminum or chromium and a conductive coating (5) of atomized barium or other getter (6). The distance between the conductive mirror coating and the coating of at least one atomized getter, L, should be in the range of lengths from 2.0 to 9.0 mm

На фиг.2 изображено поперечное сечение лампы А-А. На колбе (1) нанесено зеркальное покрытие (4) и токопроводящее покрытие (5) из распыленного геттера (6).Figure 2 shows a cross section of a lamp aa. The flask (1) is coated with a mirror coating (4) and a conductive coating (5) from a sprayed getter (6).

Важным в лампе является расстояние между токопроводящими зеркальным покрытием и покрытием по меньшей мере одного распыленного газопоглотителя. Оно должно располагаться в диапазоне длин от 2,0 до 9,0 мм.Important in the lamp is the distance between the conductive mirror coating and the coating of at least one atomized getter. It should be in the range of lengths from 2.0 to 9.0 mm.

Это определено, как уже указывалось, экспериментально.This is determined, as already indicated, experimentally.

При величине расстояния, L, между токопроводящими зеркальным покрытием и покрытием по меньшей мере одного распыленного газопоглотителя менее чем 2,0 мм, и используемым зажигающим устройством с параметрами: длительность импульса на уровне не менее 1250 В, - не менее 2,0 мкс, энергии импульса не менее 0,001 Дж происходит неизбежный пробой между зеркальным покрытием и покрытием распыленного поглотителя, что подтверждено экспериментальными данными. Небольшая величина этого расстояния обусловлена тем, что, при использовании спеченных электродов, имеющих концентрацию эмиттера в 10-15 раз больше, чем у традиционных спиральных (Минаев И.Ф. и др. Некоторые вопросы применения спеченных электродов в массовом производстве газоразрядных ламп высокого давления // Светотехника, №5 - 2000, с.26-27). Однако при величине расстояния между токопроводящими зеркальным покрытием и покрытием по меньшей мере одного распыленного газопоглотителя менее чем 2,0 мм, даже при использовании спеченных электродов, как показывает практика, появляются на зеркальном покрытии и покрытии от распыленного поглотителя беспорядочные линии пробоя, что замыкает часть энергии импульса на указанные зеркала, увеличивая процент незажигающихся ламп как в процессе тренировки, так и в процессе эксплуатации. В последнем случае лампа просто выходит из строя из-за незажигания. Кроме того, появляющиеся полосы на зеркальном покрытии ухудшают товарный вид и светораспределение лампы. В этом случае цель предлагаемого изобретения не достигается.When the distance, L, between the conductive mirror coating and the coating of at least one atomized getter is less than 2.0 mm, and the ignition device used with the following parameters: pulse duration at the level of at least 1250 V, - at least 2.0 μs, energy pulse of at least 0.001 J, an inevitable breakdown occurs between the mirror coating and the coating of the atomized absorber, which is confirmed by experimental data. The small value of this distance is due to the fact that when using sintered electrodes having an emitter concentration of 10-15 times more than traditional spiral electrodes (Minaev I.F. et al. Some issues of the use of sintered electrodes in the mass production of high-pressure discharge lamps / / Lighting engineering, No. 5 - 2000, p. 26-27). However, when the distance between the conductive mirror coating and the coating of at least one atomized getter is less than 2.0 mm, even when using sintered electrodes, as practice shows, random breakdown lines appear on the mirror and the coating from the atomized absorber, which closes part of the energy pulse to the indicated mirrors, increasing the percentage of unlit lamps both during training and during operation. In the latter case, the lamp simply fails due to ignition. In addition, the appearance of stripes on the mirror coating worsens the presentation and light distribution of the lamp. In this case, the purpose of the invention is not achieved.

При величине расстояния, L, между токопроводящими зеркальным покрытием и покрытием по меньшей мере одного распыленного газопоглотителя более чем 9,0 мм, как определено экспериментально, электрического пробоя между токопроводящими покрытиями не может произойти. Это уменьшает возможности зеркального покрытия по распределению потока излучения, уменьшает предельное количество распыленного геттера, что приводит к уменьшению срока службы из-за ухудшения вакуума во внешнем баллоне и сокращению срока службы горелки из оптически прозрачного материала, а значит, срока службы ламп. т.е. и в данном случае цель предлагаемого изобретения не достигается.When the distance L between the conductive mirror coating and the coating of at least one atomized getter is more than 9.0 mm, as determined experimentally, electrical breakdown between the conductive coatings cannot occur. This reduces the ability of the mirror coating to distribute the radiation flux, reduces the limiting amount of atomized getter, which leads to a decrease in the service life due to the deterioration of the vacuum in the outer cylinder and shorten the life of the burner made of optically transparent material, which means the lamp life. those. and in this case, the purpose of the invention is not achieved.

Примеры конкретного исполнения лампExamples of specific lamp designs

№No. ПараметрыOptions Мощность лампы и ее параметрыLamp power and its parameters 1.one. Мощность лампы, ВтLamp power, W 7070 150150 250250 400400 10001000 2.2. Энергия импульса, ДжPulse Energy, J 22 22 22 1one 22 3.3. Время прохождения импульса, мксImpulse transit time, μs 1one 1one 1one 1one 22 4.four. Расстояние, L, ммDistance, L, mm 1,5*1.5 * 2,02.0 5,05,0 10,010.0 15,0**15.0 ** * - пробой между токопроводящими покрытиями происходит и даже при использовании спеченных электродов, как показывает практика, это приводит к появлению на зеркальном покрытии и покрытии от распыленного поглотителя беспорядочных линий пробоя, что замыкает часть энергии импульса на указанные зеркала, увеличивая процент незажигающихся ламп, как в процессе тренировки, так и в процессе эксплуатации. В последнем случае лампа просто выходит из строя из-за незажигания. Кроме того, появляющиеся полосы на зеркальном покрытии ухудшают товарный вид и светораспределение лампы. Таким образом, цель предлагаемого изобретения не достигается.
** - пробоя не происходит, но это приводит к уменьшению срока службы ламп из-за ухудшения вакуума во внешнем баллоне и сокращению срока службы горелки из оптически прозрачного материала, значит срока службы ламп, т.е. и в данном случае цель изобретения не достигается.* - breakdown between conductive coatings occurs and even when using sintered electrodes, as practice shows, this leads to the appearance of random breakdown lines on the mirror coating and the spray absorber coating, which closes part of the pulse energy to these mirrors, increasing the percentage of non-igniting lamps, as in the training process, and during operation. In the latter case, the lamp simply fails due to ignition. In addition, the appearance of stripes on the mirror coating worsens the presentation and light distribution of the lamp. Thus, the aim of the invention is not achieved.
** - breakdown does not occur, but this leads to a decrease in the lamp life due to deterioration of the vacuum in the outer cylinder and a reduction in the life of the burner made of optically transparent material, which means the lamp life, i.e. and in this case, the purpose of the invention is not achieved.

Таким образом, расстояние между зеркальным и покрытием по меньшей мере одного распыленного газопоглотителя должно располагаться в диапазоне длин от 2,0 до 9,0 ммThus, the distance between the mirror and the coating of at least one atomized getter should be in the range of lengths from 2.0 to 9.0 mm

Применение предлагаемого изобретения на практике, как показывают предварительные испытания, позволяет увеличить выход годных ламп при их производстве на 1,8%, а в процессе срока служба на 0,5%.The application of the invention in practice, as shown by preliminary tests, allows to increase the yield of lamps during their production by 1.8%, and during the service life by 0.5%.

Claims

A high pressure gas discharge lamp having a conductive mirror coating located on the central part of the inner surface of the outer balloon and a conductive coating from at least one atomized getter on the neck of the inner surface of the outer bulb, equipped with electrodes inside the burner made of optically transparent material, to maintain the discharge arc designed for ignition by a pulsed igniter with the following parameters: pulse duration at a level of at least 125 0 V, at least 2.0 μs, pulse energy, at least 0.001 J, characterized in that sintered electrodes are used as said electrodes, which are a tungsten rod with a sintered activated mass put on it, a conductive mirror coating and at least one sprayed coating the getter must not intersect, and the distance between them should be in the range of lengths from 2.0 to 9.0 mm.