RU2376673C1 - Mercury-free metal-halide lamp - Google Patents

Mercury-free metal-halide lamp Download PDF

Info

Publication number
RU2376673C1
RU2376673C1 RU2008144254/09A RU2008144254A RU2376673C1 RU 2376673 C1 RU2376673 C1 RU 2376673C1 RU 2008144254/09 A RU2008144254/09 A RU 2008144254/09A RU 2008144254 A RU2008144254 A RU 2008144254A RU 2376673 C1 RU2376673 C1 RU 2376673C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
halides
halogenides
lamp
burner
mercury
Prior art date
Application number
RU2008144254/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Федорович Минаев (RU)
Иван Федорович Минаев
Алексей Михайлович Зюзин (RU)
Алексей Михайлович Зюзин
Original Assignee
Иван Федорович Минаев
Алексей Михайлович Зюзин
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 Иван Федорович Минаев, Алексей Михайлович Зюзин filed Critical Иван Федорович Минаев
Priority to RU2008144254/09A priority Critical patent/RU2376673C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2376673C1 publication Critical patent/RU2376673C1/en

Links

Landscapes

  • Discharge Lamp (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to electric engineering and, in particular to improvements of mercury-free lamp for general use or special lighting. The mercury-free metal-halide lamp includes burner made from optically transparent materials and connected with electrode assembly and filled with at least one of inert gases and halogenides of emitting metals. Indium and sodium halogenides and additives are used as metal halogenides to ensure the said burner with scandium halogenides. The components are taken in the following amounts, in mcm mol/cm3: Indium halogenide - 0.05-5.0; additives to provide burner with scandium halogenides - 0.10-8.0; sodium halogenides - 0.30-10.0, and inert gas pressure is from 2.66 to 100.0 kPa.
EFFECT: improved environmental friendliness of lamp production, storage and operation.
1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует безртутную лампу для общего и специального освещений.The present invention relates to the electrical industry, in particular, improves a mercury-free lamp for general and special lighting.

Известно техническое решение (пат.США № 3914636, 1975 г.) - металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с присоединенными электродными узлами, наполненную инертным газами, ртутью и галогенидами индия, таллия и натрия.A technical solution is known (US Pat. No. 3914636, 1975) - a metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with attached electrode assemblies filled with inert gases, mercury and indium, thallium and sodium halides.

Данная металлогалогенная лампа генерирует излучение в видимой области спектра со световой отдачей до 90 лм/Вт и цветовой температурой 4200±400К.This metal halide lamp generates radiation in the visible region of the spectrum with a light output of up to 90 lm / W and a color temperature of 4200 ± 400K.

Недостатком указанной лампы является ее низкая экологичность вследствие использования в ней крайне токсичной ртути.The disadvantage of this lamp is its low environmental friendliness due to the use of extremely toxic mercury.

Известно также техническое решение, выбранное прототипом, - металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с присоединенными электродными узлами, наполненную инертным газами и галогенидами излучающих металлов, отличающаяся тем, что в качестве галогенидов излучающих металлов в лампе использованы галогениды индия, таллия и натрия (пат РФ № 1772841).The technical solution chosen by the prototype is also known - a metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with attached electrode assemblies, filled with inert gases and emitting metal halides, characterized in that indium, thallium and sodium halides are used as halides of the emitting metals ( RF Patent No. 1772841).

В лампе по техническому решению - прототипу в лампе не используется ртуть и ее экологичность гораздо выше, чем лампы-аналога.In the lamp according to the technical solution - the prototype, the lamp does not use mercury and its environmental friendliness is much higher than that of the analog lamp.

Однако наличие в ней галогенидов таллия делает ее гораздо более экологичной, чем лампа-аналог, но не настолько экологичной, чтобы отвечать современным требованием по этому параметру.However, the presence of thallium halides in it makes it much more environmentally friendly than the analog lamp, but not so environmentally friendly as to meet the modern requirement for this parameter.

Технической задачей данного технического решения является повышение экологичности производства, хранения и эксплуатации ламп по данному техническому решению.The technical task of this technical solution is to increase the environmental friendliness of the production, storage and operation of lamps according to this technical solution.

Данная цель достигается тем, что в безртутной металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с присоединенными электродными узлами, наполненную, по меньшей мере, одним из инертных газов и галогенидами излучающих металлов, в качестве галогенидов излучающих металлов в лампе использованы галогениды индия, натрия, добавки для обеспечения горелки галогенидами скандия, компоненты взяты в следующих количествах, в мк моль/см3:This goal is achieved by the fact that in a mercury-free metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with attached electrode assemblies filled with at least one of inert gases and emitting metal halides, indium and sodium halides are used as emitting metal halides in the lamp, additives to provide the burner with scandium halides, the components are taken in the following quantities, in microns mol / cm 3 :

Галогениды индияIndium halides 0,05-5,00.05-5.0 Добавки для обеспечения горелкиBurner Supplements галогенидами скандияscandium halides 0,10-8,00.10-8.0 Галогениды натрияSodium halides 0,30-10,0 0.30-10.0

а давление инертного газа составляет от 2,66 до 100,0 кПа.and the inert gas pressure is from 2.66 to 100.0 kPa.

В лампе по предлагаемому изобретению в экспериментальном подобранном составе наполнения нет ни ртути, ни таллия и по экологичности она превосходит и лампу-аналог, и лампу-прототип и в ней решены поставленные задачи перед техническим решением-прототипом.In the lamp according to the invention, in the experimental selected composition of the filling, there is neither mercury nor thallium, and in terms of environmental friendliness it surpasses both the analog lamp and the prototype lamp and in it the tasks set for the technical solution of the prototype are solved.

Сущность предлагаемого решения состоит в следующем. На лампу, включенную в сеть последовательно с индуктивным, емкостным, комбинированным электронным ПРА, подается питающее напряжение, генерирующее в ней сначала дуговой разряд между одним из основных электродов и ближайшим вспомогательном электродом. Образующаяся плазменная среда создает благоприятные условия для возникновения дугового разряда между основными электродами. В результате создается дуговой разряд в парах галогенидов металлов со световой отдачей на уровне 75 лм/Вт.The essence of the proposed solution is as follows. The lamp, connected in series with the inductive, capacitive, combined electronic ballasts, is supplied with a supply voltage that first generates an arc discharge in it between one of the main electrodes and the nearest auxiliary electrode. The resulting plasma medium creates favorable conditions for the occurrence of an arc discharge between the main electrodes. As a result, an arc discharge is created in the vapor of metal halides with a light output of 75 lm / W.

Конструкция лампы широко известна, аналогична обычным металлогалогенным лампам и представлена, например, в (Рохлин Г.Н. Разрядные источники света. - М.: Энергоатомиздат, с.585).The lamp design is widely known, similar to conventional metal halide lamps, and is presented, for example, in (Rokhlin G.N. Discharge light sources. - M.: Energoatomizdat, p. 585).

Важным является количество галогенидов металлов, вводимых в лампу, оно определено экспериментально и определено в следующем количестве, мк моль/см3:Important is the amount of metal halides introduced into the lamp, it is determined experimentally and determined in the following quantity, μmol / cm 3 :

Галогениды индияIndium halides 0,05-5,00.05-5.0 Добавки для обеспечения горелкиBurner Supplements галогенидами скандияscandium halides 0,10-8,00.10-8.0 Галогениды натрияSodium halides 0,30-10,00.30-10.0

а давление инертного газа составляет от 2,66 до 100,0 кПа.and the inert gas pressure is from 2.66 to 100.0 kPa.

При количествах галогенидов металлов и добавок для обеспечения горелки галогенидами скандия, меньших, чем 0,05, 0,10 и 0,30 мк моль/см3, их становится недостаточно для генерирования полезного излучения в течение всего срока службы.When the amounts of metal halides and additives to provide the burner with scandium halides less than 0.05, 0.10 and 0.30 μm mol / cm 3 , they become insufficient to generate useful radiation over the entire service life.

При количествах галогенидов излучающих металлов и добавок для обеспечения горелки галогенидами скандия, больших, чем 5,0, 8,0 и 10,0, дополнительного положительного результата не достигается, а затраты на приобретение, хранение, обработку и т.д. увеличиваются.When the quantities of emitting metal halides and additives to provide the burner with scandium halides greater than 5.0, 8.0 and 10.0, no additional positive result is achieved, and the costs of acquisition, storage, processing, etc. are increasing.

Галогениды скандия вводятся в лампу опосредовано через добавки для обеспечения горелки галогенидами скандия. Это делается по той причине, что галогениды скандия являются весьма гигроскопичными порошками, которые привносят в горелку воду, крайне отрицательно воздействующую на электроды горелки и ее материал.Scandium halides are introduced into the lamp indirectly through additives to provide the scandium halides with the burner. This is due to the fact that scandium halides are very hygroscopic powders that introduce water into the burner, which acts extremely negatively on the burner electrodes and its material.

В качестве добавок для обеспечения горелки галогенидами скандия используются металлический скандий и галогениды неактивного металла, например олова или оксид скандия, галогенид неактивного металла и металлический алюминий.As additives for providing the burner with scandium halides, metal scandium and inactive metal halides, for example tin or scandium oxide, inactive metal halide and metal aluminum are used.

В первом случае галогениды скандия появляются в горелке в первые минуты работы лампы в результате следующей реакции:In the first case, scandium halides appear in the burner in the first minutes of lamp operation as a result of the following reaction:

2Sc+3SnBr2(J2)=2SсВr3(J3)+3Sn,2Sc + 3SnBr 2 (J 2 ) = 2ScBr 3 (J 3 ) + 3Sn,

где: Sc - скандий, Sn - олово, Br - бром, J - йод.where: Sc - scandium, Sn - tin, Br - bromine, J - iodine.

Во втором случае реакция такая:In the second case, the reaction is as follows:

Sc2O3+2Аl+3SnBr2(J2)=2SсВr3(J3)+Аl2О3+3Sn,Sc 2 O 3 + 2Al + 3SnBr 2 (J 2 ) = 2ScBr 3 (J 3 ) + Al 2 O 3 + 3Sn,

где Аl - алюминий, О - кислород.where Al is aluminum, O is oxygen.

Олово и оксид алюминия не влияют на основные параметры разряда и конденсируются в заэлектродных зонах, играя при этом положительную роль, как утепляющее покрытие.Tin and alumina do not affect the main parameters of the discharge and condense in the behind-electrode zones, while playing a positive role as an insulating coating.

В качестве одного из инертных газов чаще всего используются криптон и, особенно, ксенон, т.к. эти инертные газы позволяют обеспечить приемлемое напряжение на лампе.Krypton and, especially, xenon are most often used as one of the inert gases. these inert gases provide an acceptable voltage to the lamp.

Давление инертного газа экспериментально определено из двух взаимно противоположных функций инертного газа в этих лампах: определение напряжения на лампе, а при большом его давлении лампа становится взрывоопасной даже в нерабочем состоянии.The inert gas pressure is experimentally determined from two mutually opposite functions of the inert gas in these lamps: determining the voltage on the lamp, and when its pressure is high, the lamp becomes explosive even when inoperative.

Примеры конкретного исполнения ламп приведены в таблице.Examples of specific lamp designs are shown in the table.

Figure 00000001
Figure 00000001

Применение в безртутных металлогалогенных лампах предлагаемого технического решения позволяет получить в высокой степени экологически чистую лампу, а при использовании ламп для фотосинтеза растений получать экологически чистую плодоовощную продукцию при экологическом процессе эксплуатации ламп.The use of the proposed technical solution in mercury-free metal halide lamps makes it possible to obtain a highly environmentally friendly lamp, and when using lamps for plant photosynthesis, produce environmentally friendly fruit and vegetable products during the ecological operation of the lamps.

Claims (1)

Безртутная металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с присоединенными электродными узлами, наполненную, по меньшей мере, одним из инертных газов и галогенидами излучающих металлов, отличающаяся тем, что в качестве галогенидов излучающих металлов в лампе использованы галогениды индия, натрия и добавки для обеспечения горелки галогенидами скандия, компоненты взяты в следующих количествах, мк моль/см3:
галогениды индия 0,05-5,0 добавки для обеспечения горелки галогенидами скандия 0,10-8,0 галогениды натрия 0,30-10,0

а давление инертного газа составляет от 2,66 до 100,0 кПа.
Mercury-free metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with attached electrode assemblies, filled with at least one of inert gases and emitting metal halides, characterized in that indium and sodium halides and additives are used as halides of the emitting metals in the lamp to provide burners with scandium halides, components are taken in the following quantities, μm mol / cm 3 :
indium halides 0.05-5.0 burner additives scandium halides 0.10-8.0 sodium halides 0.30-10.0

and the inert gas pressure is from 2.66 to 100.0 kPa.
RU2008144254/09A 2008-11-07 2008-11-07 Mercury-free metal-halide lamp RU2376673C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008144254/09A RU2376673C1 (en) 2008-11-07 2008-11-07 Mercury-free metal-halide lamp

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008144254/09A RU2376673C1 (en) 2008-11-07 2008-11-07 Mercury-free metal-halide lamp

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2376673C1 true RU2376673C1 (en) 2009-12-20

Family

ID=41625799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008144254/09A RU2376673C1 (en) 2008-11-07 2008-11-07 Mercury-free metal-halide lamp

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2376673C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1063681B1 (en) Metal halide discharge lamps
CA2093921C (en) High power lamp
ATE523894T1 (en) CERAMIC METAL HALOGEN LAMP
WO2011019462A2 (en) Street lighting lamp with long life, high efficiency, and high lumen maintenance
RU2376673C1 (en) Mercury-free metal-halide lamp
Corazza et al. Materials to improve performance of discharge lamps
KR20050088395A (en) High-pressure gas discharge lamp
RU2321100C1 (en) High-pressure no-mercury sodium lamp
CN1990409A (en) Composition for forming of layer, fluorescent lamp thereby and manufacturing method thereof
US7045961B2 (en) High-pressure discharge lamp
RU2152664C1 (en) Sodium-vapor high-pressure lamp
JP2007273377A (en) Metal halide lamp and lighting system
RU2011241C1 (en) Mercuryless sodium vapor high-pressure lamp
RU2027248C1 (en) No-mercury metal halogen lamp
RU2382435C1 (en) Gas-discharge lamp
RU2037234C1 (en) Metal-halogen lamp
RU2087991C1 (en) Metal-halide lamp
RU2027249C1 (en) Metal halogen lamp
RU2040067C1 (en) Metal-halide lamp
RU2376671C1 (en) Gas tube
JP5326979B2 (en) Metal halide lamp
RU2006978C1 (en) Metal-and-halogen lamp
RU2028693C1 (en) Metal halogen lamp
RU2181916C2 (en) Metal-halide lamp
US20060273729A1 (en) Metal halide high-pressure discharge lamp

Legal Events

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

Effective date: 20101108