RU2026588C1 - Metal-halogen lamp - Google Patents
Metal-halogen lamp Download PDFInfo
- Publication number
- RU2026588C1 RU2026588C1 SU5043436A RU2026588C1 RU 2026588 C1 RU2026588 C1 RU 2026588C1 SU 5043436 A SU5043436 A SU 5043436A RU 2026588 C1 RU2026588 C1 RU 2026588C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- burner
- additives
- lamp
- halides
- amount
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует безртутные металлогалогенные источники излучения. The invention relates to the electrical industry, in particular, improves mercury-free metal halide radiation sources.
Известна металлогалогенная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью и добавками для обеспечения горелки галогенидами металлов третьей группы периодической системы [1]. Known metal halide lamp containing a quartz burner with hermetically sealed electrodes, filled with inert gas, mercury and additives to provide the burner with metal halides of the third group of the periodic system [1].
Излучающими металлами в этой лампе служат такие элементы как скандий, таллий, редкоземельные металлы. Это обеспечивает высокую светоотдачу - ≈ 90 лм/Вт и хорошую цветопередачу - Ra > 70 ед. The radiating metals in this lamp are elements such as scandium, thallium, rare earth metals. This provides high light output - ≈ 90 lm / W and good color rendering - Ra> 70 units.
Недостатком описываемой лампы является низкая экологичность конструкции лампы вследствие использования в составе наполнения крайне токсичной ртути и ее соединений. The disadvantage of the described lamp is the low environmental friendliness of the lamp design due to the use of extremely toxic mercury and its compounds in the filling composition.
Наиболее близкой по технической сущности является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, галогенидами щелочных металлов и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов [2]. The closest in technical essence is a metal halide lamp containing a burner made of optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas, alkali metal halides and additives to provide the burner with halides of emitting metals [2].
В лампе-прототипе в качестве излучающего элемента выбран скандий, что обеспечивает хорошую для безртутных ламп световую отдачу ≈80 лм/Вт. In the prototype lamp, scandium was chosen as the emitting element, which provides a good light output of ≈80 lm / W for mercury-free lamps.
Недостатком лампы является ее высокая материалоемкость и высокое напряжение зажигания вследствие использования в составе наполнения (для обеспечения приемлемого напряжения на лампе) инертного газа высокого давления ( > 66,5 кПа). Однако даже такое давление инертного газа предполагает излишне большую длину горелки, в результате чего материалоемкость лампы возрастает. The disadvantage of the lamp is its high material consumption and high ignition voltage due to the use of inert high-pressure gas (> 66.5 kPa) in the filling composition (to ensure an acceptable voltage on the lamp). However, even such an inert gas pressure implies an excessively long burner length, as a result of which the material consumption of the lamp increases.
Целью изобретения является улучшение зажигания лампы при уменьшении материалоемкости. The aim of the invention is to improve the ignition of the lamp while reducing material consumption.
Поставленная цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, галогенидами щелочных металлов и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, в качестве указанных добавок использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами цинка, при этом молярное отношение количества галогенидов щелочных металлов к количеству добавок выбрано в пределах от 0,75 до 3,0, количество компонентов наполнения составляет, в мк˙моль/см3
Галогениды щелочных
металлов 0,1-15,0
Добавки для обеспечения
горелки галогенидами цинка 0,1-16,0, а давление инертного газа выбрано в пределах от 1,33 до 40,0 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 an inert gas, alkali metal halides and additives to provide the burner with emitting metal halides, additives used to provide the burner with zinc halides are used as these additives this molar ratio of the amount of alkali metal halides to the amount of additives is selected in the range from 0.75 to 3.0, the number of components is filled Nia is in mk˙mol / cm 3
Alkali halides
metals 0.1-15.0
Supplements to Provide
burners with zinc halides 0.1-16.0, and the inert gas pressure is selected in the range from 1.33 to 40.0 kPa.
Дополнительно в горелке лампы могут использоваться добавки для обеспечения горелки галогенидами железа, никеля и кобальта в количестве 0,2-8,0; 0,1-3,0 и 0,1-5,0 мк˙моль/см3, добавками для обеспечения горелки галогенидами галлия и теллура в количестве 0,05-3,0; 0,15-6,0 мк˙моль/см3, галогенидами индия, натрия и таллия в количестве 0,15-5,0; 0,2-13,0, 0,1-4,0 мк˙моль/см3, галогенидами лития в количестве 0,3-10,0 мк˙моль/см3 и добавками для обеспечения горелки галогенидами церия в количестве 0,05-5,0 мк˙моль/см3.Additionally, additives can be used in the lamp burner to provide the burner with iron, nickel and cobalt halides in an amount of 0.2-8.0; 0.1-3.0 and 0.1-5.0 μmol / cm 3 , additives to provide the burner with gallium and tellurium halides in an amount of 0.05-3.0; 0.15-6.0 μmol / cm 3 , with indium, sodium and thallium halides in an amount of 0.15-5.0; 0.2-13.0, 0.1-4.0 μmol / cm 3 , lithium halides in an amount of 0.3-10.0 μmol / cm 3 and additives to provide the burner with cerium halides in an amount of 0, 05-5.0 μmol / cm 3 .
В лампе по предлагаемому изобретению использование добавок для обеспечения горелки галогенидами церия позволяет обеспечить необходимое напряжение на лампе при низком давлении инертного газа - до 40,0 кПа. Это позволяет улучшить зажигание лампы, а также уменьшить материалоемкость так как напряжение на лампе варьируется дозировкой добавок для обеспечения горелки галогенидами цинка и может быть очень высоким. Таким образом, создаются условия для уменьшения материалоемкости лампы. In the lamp according to the invention, the use of additives to provide the burner with cerium halides makes it possible to provide the necessary voltage on the lamp at a low inert gas pressure of up to 40.0 kPa. This allows to improve the ignition of the lamp, as well as to reduce the consumption of materials since the voltage on the lamp varies with the dosage of additives to provide the burner with zinc halides and can be very high. Thus, conditions are created to reduce the material consumption of the lamp.
На чертеже изображена конструкция лампы. Лампа подержит горелку 1 из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами 2. С помощью элементов монтажа 3 горелка 1 фиксируется во внешнем стеклянном баллоне 4. Лампа снабжена резьбовым цоколем 5. The drawing shows the design of the lamp. The lamp holds the burner 1 of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes 2. Using the
Принцип работы лампы идентичен принципу работы существующих МГЛ. The principle of operation of the lamp is identical to the principle of operation of existing MGL.
После подключения лампы в схему последовательно с балластным сопротивлением осуществляется зажигание путем подачи на электроды высоковольтного импульса. Возникает разряд в среде инертного газа. По мере нагревания стенок горелки в разряд поступают пары галогенидов металлов, в результате чего формируется дуговой разряд в парах галогенидов металлов с конкретными мощностью, напряжением, световым потоком лампы. After connecting the lamp to the circuit in series with the ballast, ignition is carried out by applying a high voltage pulse to the electrodes. There is a discharge in an inert gas medium. As the walls of the burner heat up, pairs of metal halides enter the discharge, as a result of which an arc discharge forms in the pairs of metal halides with a specific power, voltage, and light flux of the lamp.
В качестве добавок для обеспечения горелки галогенидами металлов могут использоваться:
1. Непосредственно галогениды металлов.As additives for providing the burner with metal halides, the following can be used:
1. Directly metal halides.
2. Чистые металлы и галогениды неактивных металлов. Галогениды при этом формируются в результате реакции в первые часы работы лампы (на примере Со):
Co + SnX2 = CoX2 + Sn (1)
3. Оксиды металлов, алюминий и (или кремний) и галогениды неактивных металлов.2. Pure metals and halides of inactive metals. In this case, halides are formed as a result of the reaction in the first hours of operation of the lamp (using Co as an example):
Co + SnX 2 = CoX 2 + Sn (1)
3. Metal oxides, aluminum and (or silicon) and inactive metal halides.
Реакция образования галогенидов металлов в этом случае следующая:
CaO + SnX2 + Al(Si) -> CoX2 + Al2O3 (SiO2) + Sn, (2), где Х - галоген
Важным является количество добавок для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов. Оно определено экспериментально и составляет для добавок для обеспечения горелки галогенидами железа, кобальта и никеля - 0,2-8,0, 0,1-3,0 и 0,1-5,0 мк/моль/см3, добавок для обеспечения горелки галогенидами таллия и теллура - 0,005-3,00 и 0,15-6,0 мк˙моль/см3, галогенидов индия, натрия и таллия - 0,15-5,0, 0,2-13,0 и 0,1-4,0 мк˙моль/см3, галогенидов лития - 0,3-10,0 мк˙моль/см3, добавок для обеспечения горелки галогенидами церия - 0,05-5,0 мк˙моль/см3.The reaction of the formation of metal halides in this case is as follows:
CaO + SnX 2 + Al (Si) -> CoX 2 + Al 2 O 3 (SiO 2 ) + Sn, (2), where X is halogen
Important is the amount of additives to provide the burner with halides of emitting metals. It is determined experimentally and is for additives to provide the burner with iron, cobalt and nickel halides - 0.2-8.0, 0.1-3.0 and 0.1-5.0 μm / mol / cm 3 , additives to provide burners with thallium and tellurium halides - 0.005-3.00 and 0.15-6.0 μmol / cm 3 , indium, sodium and thallium halides - 0.15-5.0, 0.2-13.0 and 0 , 1-4.0 μmol / cm 3 , lithium halides - 0.3-10.0 μmol / cm 3 , additives to provide the burner with cerium halides - 0.05-5.0 μmol / cm 3 .
При больших количествах добавок, без достижения положительного эффекта, увеличивается количество загрязнений, попадающих в лампу вместе с компонентами наполнения. Кроме того, возрастают затраты на приобретение, хранение и дозировку их в лампу. With large amounts of additives, without achieving a positive effect, the amount of contaminants entering the lamp along with the filling components increases. In addition, the costs of acquiring, storing and dosing them in a lamp increase.
При меньших количествах добавок их не хватает на обеспечение горелок в процессе всего срока службы в результате чего сокращается срок службы из-за резкого спада потока излучения. With smaller amounts of additives, they are not enough to provide burners during the entire service life, resulting in a reduced service life due to a sharp drop in the radiation flux.
Количество галогенидов щелочных металлов определено экспериментально и выбрано в пределах от 0,1 до 15,0 мк˙моль/см3.The amount of alkali metal halides is determined experimentally and selected in the range from 0.1 to 15.0 μmol / cm 3 .
При меньших количествах лампа работает нестабильно из-за недостатка в разряде электроположительных соединений (какими и являются галогениды щелочных металлов). With smaller amounts, the lamp is unstable due to the lack of discharge of electropositive compounds (which are alkali metal halides).
При больших количествах снижается эффективная температура разряда и поток излучения лампы уменьшается. With large quantities, the effective discharge temperature decreases and the radiation flux of the lamp decreases.
Количество добавок для обеспечения горелки галогенидами цинка выбрано в пределах от 0,1 до 16,0 мк˙моль/см3.The amount of additives to provide the burner with zinc halides is selected in the range from 0.1 to 16.0 μmol / cm 3 .
При меньших количествах не удается достичь нужного потенциала электрического поля и габариты лампы при фиксированной мощности растут. With smaller quantities, it is not possible to achieve the desired electric field potential and the dimensions of the lamp grow at a fixed power.
При больших количествах добавок для обеспечения горелки галогенидами цинка лампа в ряде случаев гаснет при разгорании. With large quantities of additives to provide the burner with zinc halides, the lamp in some cases goes out when it burns.
Важным является молярное отношение количества галогенидов щелочных металлов к количеству добавок, выбранное в пределах от 0,75 до 3,0. Important is the molar ratio of the amount of alkali metal halides to the amount of additives, selected in the range from 0.75 to 3.0.
При меньшем уровне этого отношения лампа в ряде случаев погасает в период разгорания. Механизм этого явления, по нашему мнению, следующий. После разгорания лампы в разряд прежде всего поступают галогениды цинка, у которых температура плавления составляет 390-450оС и которые являются электроотрицательными. Затем в разряд поступают электроположительные галогениды щелочных металлов, их температура плавления 600-650оС. При недостатке галогенидов щелочных металлов и при достижении на горелке температуры 400оС возможно погасание лампы так как в канале разряда высокая концентрация электроотрицательных галогенидов цинка и малое давление электроположительных галогенидов щелочных металлов. В этих условиях в определенный полупериод питающего напряжения разряд не перезажигается и лампа гаснет.At a lower level of this ratio, the lamp in some cases goes out during the period of ignition. The mechanism of this phenomenon, in our opinion, is as follows. After buildup in the discharge lamp comes primarily zinc halides, whose melting point is 390-450 ° C and which are electronegative. Then, in the discharge comes electropositive alkali metal halides, their melting point 600-650 ° C. With a lack of alkali metal halides, and when the temperature in the burner 400 C may extinction lamp as in the discharge channel a high concentration of electronegative halides and zinc halides low pressure electropositive alkali metals. Under these conditions, in a certain half-period of the supply voltage, the discharge does not re-ignite and the lamp goes out.
При соотношении большем, чем 3,0, превалируют уже галогениды щелочных металлов, это приводит к уменьшению эффективной температуры разряда и поток излучения лампы падает. When the ratio is greater than 3.0, alkali metal halides already prevail, this leads to a decrease in the effective discharge temperature and the radiation flux of the lamp decreases.
Давление инертного газа определено экспериментально и составляет 1,33-40,0 кПа. The inert gas pressure is determined experimentally and is 1.33-40.0 kPa.
При меньшем давлении происходит распыление электродов в пусковой период. At lower pressure, the electrodes are sprayed during the start-up period.
При большем давлении увеличивается напряжение зажигания. At higher pressures, the ignition voltage increases.
Использование предлагаемого технического решения позволяет уменьшить материалоемкость лампы при улучшении зажигания. Using the proposed technical solution allows to reduce the material consumption of the lamp while improving the ignition.
Claims (7)
Галогениды щелочных металлов - 0,1 - 15,0
Добавки для обеспечения горелки галогенидами цинка - 0,1 - 16,0
а давление инертного газа выбрано в пределах 1,33 - 40,0 КПа.1. METAL HALOGEN LAMP, containing a burner made of optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas, alkali metal halides and additives to burn the burner with emitting metal halides, characterized in that the additives used to provide the burner with zinc halides are used as these additives the molar ratio of the amount of alkali metal halides to the amount of additives is selected in the range of 0.75 - 3.0, the number of filling components is, μmol b / cm 3 :
Alkali metal halides - 0.1 - 15.0
Additives for providing the burner with zinc halides - 0.1 - 16.0
and the inert gas pressure is selected in the range of 1.33 - 40.0 kPa.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5043436 RU2026588C1 (en) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Metal-halogen lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5043436 RU2026588C1 (en) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Metal-halogen lamp |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2026588C1 true RU2026588C1 (en) | 1995-01-09 |
Family
ID=21604864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5043436 RU2026588C1 (en) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Metal-halogen lamp |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2026588C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2201008C2 (en) * | 1998-09-22 | 2003-03-20 | Открытое акционерное общество "Лисма" | Metal-halide lamp |
| RU2237315C2 (en) * | 2002-11-05 | 2004-09-27 | Открытое акционерное общество "Лисма" | Metal-halide lamp |
-
1992
- 1992-05-26 RU SU5043436 patent/RU2026588C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1023447, кл. H 01J 61/18, 1983. * |
| 2. Патент США N 4757236, кл. H 01J 61/18, 1988. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2201008C2 (en) * | 1998-09-22 | 2003-03-20 | Открытое акционерное общество "Лисма" | Metal-halide lamp |
| RU2237315C2 (en) * | 2002-11-05 | 2004-09-27 | Открытое акционерное общество "Лисма" | Metal-halide lamp |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3259777A (en) | Metal halide vapor discharge lamp with near molten tip electrodes | |
| KR19990083058A (en) | High-Pressure Mercury Lamp | |
| JPH0565976B2 (en) | ||
| TW419703B (en) | High pressure mercury lamp | |
| RU2026588C1 (en) | Metal-halogen lamp | |
| EP0389907B1 (en) | Lighting lamp | |
| US7116050B2 (en) | Metal halide lamp, headlight apparatus for vehicle using the same, and method of manufacturing metal halide lamp | |
| SU1737562A1 (en) | Mercuryless metal halogen lamp | |
| RU2058618C1 (en) | Metal-halogen lamp | |
| RU2040067C1 (en) | Metal-halide lamp | |
| RU2040827C1 (en) | Metal-and-halogen lamp | |
| JP3307272B2 (en) | Discharge lamp and video projector using this discharge lamp | |
| RU2011240C1 (en) | Metal-halogen lamp | |
| RU2087991C1 (en) | Metal-halide lamp | |
| RU2181916C2 (en) | Metal-halide lamp | |
| RU2032241C1 (en) | Mercury - free metal halide lamp | |
| RU2054208C1 (en) | Metal-and-halogen lamp | |
| RU2052858C1 (en) | Metal-halide lamp | |
| KR102827023B1 (en) | Method for manufacturing ultra-constant discharge lamp with improved luminous efficiency and drive life | |
| RU2066500C1 (en) | Metal-halide lamp | |
| RU2033655C1 (en) | Mercury-free metal halide lamp | |
| RU2031474C1 (en) | Metal-halogen lamp | |
| RU2031473C1 (en) | Metal-halogen lamp | |
| RU2006978C1 (en) | Metal-and-halogen lamp | |
| RU2055415C1 (en) | Metal-halogen lamp |