RU2328792C1

RU2328792C1 - Gas-discharge lamp

Info

Publication number: RU2328792C1
Application number: RU2007111932/09A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Цай (RU); Виктор Иванович Цай; В чеслав Анатольевич Ермошин (RU); Вячеслав Анатольевич Ермошин
Original assignee: Виктор Иванович Цай; Вячеслав Анатольевич Ермошин
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2007-04-02
Publication date: 2008-07-10

Abstract

FIELD: electrotechnical industry.

SUBSTANCE: gas-discharge lamp consists of burner from optically transparent material, which is filled with inertial gas and mercury, in every end of which main and auxiliary electrode is installed hermetically, which is connected to the opposite main electrode through limiting resistor. Limiting resistor is installed outside the area between planes that pass through ends of burner and are perpendicular to burner longitudinal axis. Resistor axis crosses external surface of burner, which corresponds to distance between electrodes, at that minimum distance from limiting resistor to burner, burner power in nominal mode of operation and area of burner surface are connected by the following ratio:

where: P_b - burner power, watt; S_b - area of burner surface, cm²; L_min - minimum distance from limiting resistor to burner surface, cm; K - coefficient of proportionality equal to 1.0, which has dimension - cm³/watt.

EFFECT: reduction of lamp production prime cost.

1 dwg, 2 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует газоразрядные лампы высокого давления общего и специального освещений.The present invention relates to the electrical industry, in particular, improves high-pressure discharge lamps of general and special lighting.

Известна газоразрядная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала, наполненную инертным газом и ртутью, в каждом из концов которой герметично установлен основной и вспомогательный электрод, электрически соединенный через ограничительный резистор с противоположным основным электродом (Пат. РФ. № 2201009 от 31.08.2000 г.).Known discharge lamp containing a burner of optically transparent material, filled with an inert gas and mercury, at each end of which a main and auxiliary electrode are sealed, electrically connected through a limiting resistor to the opposite main electrode (Pat. RF. No. 2201009 from 08.31.2000 g .).

Описываемая газоразрядная лампа содержит два ограничительных сопротивления, что обуславливает надежность зажигания лампы в процессе срока службы, даже при выходе из строя одного ограничительного резистора.The described discharge lamp contains two limiting resistance, which determines the reliability of ignition of the lamp during the service life, even if one of the limiting resistor fails.

Недостатком лампы-прототипа является относительно высокая себестоимость изготовления лампы вследствие использования в ней двух ограничительных резисторов.The disadvantage of the prototype lamp is the relatively high cost of manufacturing the lamp due to the use of two limiting resistors in it.

Известна газоразрядная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала, наполненную инертным газом и ртутью, в каждом из концов которой герметично установлен основной и вспомогательный электрод, электрически соединенный через один ограничительный резистор с противоположным основным электродом (Пол. решение по заявке №2003133077/09 (035420) от 11.11.03 г.).A gas discharge lamp is known that contains a burner of an optically transparent material filled with inert gas and mercury, at each end of which a main and auxiliary electrode are sealed, electrically connected through one limiting resistor to the opposite main electrode (Pol. Decision on application No. 2003133077/09 ( 035420) dated 11.11.03).

Недостатком описываемой лампы является большая вероятность изменения электрического сопротивления ограничительного резистора в процессе срока службы и нарушение электрического контакта между колпачком и резистивным слоем. Это происходит из-за произвольно выбранного расположения ограничительного резистора относительно горелки и влияния ультрафиолетового и теплового излучения горелки на ограничительный резистор, приводящий к преждевременному выходу лампы из строя. При этом габариты колбы необходимо выполнять с учетом лучшего температурного режима для ограничительного резистора.The disadvantage of this lamp is the high probability of a change in the electrical resistance of the limiting resistor during the service life and a violation of the electrical contact between the cap and the resistive layer. This is due to the arbitrarily selected location of the limiting resistor relative to the burner and the effect of ultraviolet and thermal radiation from the burner on the limiting resistor, leading to premature lamp failure. In this case, the dimensions of the flask must be performed taking into account the best temperature conditions for the limiting resistor.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности зажигания ламп в процессе срока службы до минус 60°С, снижение себестоимости изготовления ламп за счет использования одного резистора и колб меньших габаритов.The aim of the invention is to increase the reliability of ignition of lamps during the service life to minus 60 ° C, reducing the cost of manufacturing lamps by using one resistor and smaller bulbs.

Поставленная цель достигается тем, что в газоразрядной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала, наполненную инертным газом и ртутью, в каждом из концов которой герметично установлен основной и вспомогательный электрод, соединенный через ограничительный резистор с противоположным основным электродом, ограничительный резистор размещен вне зоны между плоскостями, проходящими через концы горелки и перпендикулярными ее продольной оси, а ось резистора пересекает внешнюю поверхность горелки, соответствующую межэлектродному расстоянию, причем минимальное расстояние ограничительного резистора до горелки, мощность горелки в номинальном режиме работы и площадь поверхности горелки связаны соотношением:This goal is achieved in that in a gas discharge lamp containing a burner of optically transparent material filled with inert gas and mercury, at each end of which the main and auxiliary electrodes are sealed, connected through a limiting resistor to the opposite main electrode, the limiting resistor is located outside the zone between planes passing through the ends of the burner and perpendicular to its longitudinal axis, and the axis of the resistor intersects the outer surface of the burner corresponding to the interelectron one distance, the minimum distance limiting resistor to the burner, the burner power in nominal operating mode, and the area of the burner surface are related by:

где Р_г - мощность горелки, Вт;where R _g - burner power, W;

S_г - площадь поверхности горелки, см²;S _g - burner surface area, cm ² ;

L_min - минимальное расстояние от ограничительного резистора до поверхности горелки, см;L _min - the minimum distance from the limiting resistor to the surface of the burner, cm;

К - коэффициент пропорциональности, равный 1,0 и имеющий размерность см³/Вт.K is a proportionality coefficient equal to 1.0 and having a dimension of cm ³ / W.

Испытания ламп ДРЛ 250 на срок службы с произвольным месторасположением резистора показали, что в конце срока службы часть резисторов изменяют электрическое сопротивление в среднем с начальных 30 до 60 кОм. При этом 30% испытываемых ламп перестали зажигаться при температурах ниже минус 25°С. В процессе срок службы у 20 % ламп произошло нарушение контакта колпачка резистора с резистивным слоем. Анализ показал, что это резисторы, которые не удовлетворяют выше описанному размещению относительно горелки, выходят из строя.Tests of the DRL 250 lamps for the service life with an arbitrary location of the resistor showed that at the end of the service life, part of the resistors change the electrical resistance on average from the initial 30 to 60 kOhm. At the same time, 30% of the tested lamps stopped igniting at temperatures below minus 25 ° C. In the process, the service life of 20% of the lamps was a violation of the contact of the resistor cap with the resistive layer. The analysis showed that these resistors, which do not satisfy the above-described arrangement relative to the burner, fail.

Лампы, изготовленные с экспериментально подобранным месторасположением ограничительного резистора, позволили обеспечить его максимальную сохранность в процессе срока службы и обеспечить надежное зажигание ламп с использованием одного ограничителя тока. Увеличение электрического сопротивления в конце срока службы ограничительного сопротивления произошло незначительно до 40 кОм и не наблюдалось нарушения контактов колпачков с резистивным слоем. Влияние ультрафиолетового и теплового излучения горелки на ограничительный резистор стало незначительным, не влияющим на параметры ламп.Lamps made with the experimentally selected location of the limiting resistor made it possible to ensure its maximum safety during the service life and to ensure reliable ignition of the lamps using one current limiter. An increase in electrical resistance at the end of the service life of the limiting resistance occurred slightly up to 40 kOhm and there was no violation of the contacts of the caps with the resistive layer. The effect of ultraviolet and thermal radiation from the burner on the limiting resistor has become insignificant, not affecting the parameters of the lamps.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Лампа включается в электрическую схему последовательно с индуктивным дросселем. На основной и вспомогательный электроды горелки подается напряжение питания, и между ними возникает тлеющий разряд. Тлеющий разряд, являясь источником носителей тока, инициирует возникновение дугового разряда между основными электродами в парах ртути, который и генерирует излучение линий ртути.The essence of the invention is as follows. The lamp is included in the electrical circuit in series with an inductive choke. A supply voltage is applied to the main and auxiliary electrodes of the burner, and a glow discharge arises between them. A glow discharge, being a source of current carriers, initiates the appearance of an arc discharge between the main electrodes in mercury vapor, which generates radiation from mercury lines.

Конструкция лампы приведена на чертеже. Лампа содержит горелку (1) из оптически прозрачного материала, в каждом из концов которой герметично установлены основной (2) и вспомогательный (3) электроды. Один из вспомогательных электродов (3) электрически соединен с противоположным основным электродом (2) через ограничительный резистор (4), что позволяет подать на упомянутый зазор между основным (2) и вспомогательным (3) электродами напряжение питания. Газоразрядная лампа содержит внешний стеклянный баллон (5) и цоколь (6). Ограничительный резистор (4) представляет собой керамическую трубку с нанесенным на ней резистивным слоем (7), выполненным в виде спиральной дорожки, на оба конца которой запрессованы колпачки (8). К колпачкам присоединены вводы резисторов (9) для обеспечения токоподвода.The design of the lamp is shown in the drawing. The lamp contains a burner (1) of optically transparent material, at each end of which the main (2) and auxiliary (3) electrodes are hermetically mounted. One of the auxiliary electrodes (3) is electrically connected to the opposite main electrode (2) through a limiting resistor (4), which makes it possible to supply a voltage to the said gap between the main (2) and auxiliary (3) electrodes. The gas discharge lamp contains an external glass bottle (5) and a base (6). The limiting resistor (4) is a ceramic tube with a resistive layer (7) deposited on it, made in the form of a spiral path, on which both caps (8) are pressed in. The resistor inputs (9) are connected to the caps to ensure current supply.

Буквой «А» обозначены плоскости, проходящие через концы горелки и перпендикулярные ее продольной оси. Зона между плоскостями, проходящими через концы горелки и перпендикулярными ее продольной оси, обозначена штриховкой.The letter “A” indicates the planes passing through the ends of the burner and perpendicular to its longitudinal axis. The area between the planes passing through the ends of the burner and perpendicular to its longitudinal axis is indicated by hatching.

Поверхность горелки, соответствующая межэлектродному расстоянию, показана на чертеже штриховкой - стекло.The surface of the burner, corresponding to the interelectrode distance, is shown in the drawing by shading - glass.

Горелка в данном случае - это область, ограничивающая разряд, т.е. без учета заштампованных концов горелки.The burner in this case is the area limiting the discharge, i.e. excluding the stamped ends of the burner.

Важным в предлагаемом изобретении является значение соотношения:Important in the invention is the value of the ratio:

Оно определено экспериментально и должно находиться в пределах от 2,9 до 8,8.It is determined experimentally and should be in the range from 2.9 to 8.8.

При значениях этого соотношения больше, чем 8,8, происходит существенное изменение электрического сопротивления ограничительного резистора в процессе срока службы и нарушение электрического контакта колпачка резистора с резистивным слоем.When the values of this ratio are greater than 8.8, there is a significant change in the electrical resistance of the limiting resistor during the service life and a violation of the electrical contact of the resistor cap with the resistive layer.

При значениях этого соотношения меньше, чем 2,9, без существенного изменения электрического сопротивления ограничительного резистора в процессе срока службы и увеличения надежности электрического контакта колпачка резистора с его резистивным слоем неоправданно увеличивается длина колбы.With values of this ratio less than 2.9, without a significant change in the electrical resistance of the limiting resistor during the service life and increasing the reliability of the electrical contact of the resistor cap with its resistive layer, the length of the flask unjustifiably increases.

При размещении резистора в зоне между плоскостями, проходящими через концы горелки и перпендикулярными ее продольной оси, и в случае, когда ось резистора не пересекает внешнюю поверхность горелки, соответствующую межэлектродному расстоянию, резистивный слой подвергается существенному влиянию ультрафиолетового и теплового излучения горелки, выражающемуся в значительном изменении электрического сопротивления и преждевременном выходе ламп из строя.When placing a resistor in the zone between the planes passing through the ends of the burner and perpendicular to its longitudinal axis, and in the case when the axis of the resistor does not intersect the outer surface of the burner corresponding to the interelectrode distance, the resistive layer is significantly affected by the ultraviolet and thermal radiation of the burner, which is expressed in a significant change electrical resistance and premature failure of lamps.

Экспериментально доказано, что оптимальное расстояние и месторасположение ограничительного резистора от горелки позволит использовать лишь один ограничительный резистор и уменьшить габариты колбы без снижения надежности лампы.It has been experimentally proved that the optimal distance and location of the limiting resistor from the burner will allow you to use only one limiting resistor and reduce the bulb size without reducing the reliability of the lamp.

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

№No. Р_г, ВтR _g , W L_min, смL _min , cm S_г, см² S _g , cm ²

one 125 1,1 13.52 8.4 2 250 1,5 24.58 6.78 3 400 1.9 55.94 3.76 four 700 3.2 70.68 3.09

Применение предлагаемого изобретения позволит без снижения надежности зажигания ламп уменьшить себестоимость ламп за счет исключения одного из двух дорогостоящих резисторов и за счет снижения габаритов колбы. Исключение одного из двух резисторов в лампах типа ДРЛ 250 при годовом плане производства на уровне 3,0 млн. шт. при цене одного резистора 0,5 руб. и снижение расхода тугоплавкого стекла СЛ40-1 и деталей монтажа дает ежегодный экономический эффект в размере 2,2 млн. руб.The application of the invention will allow without reducing the reliability of ignition of lamps to reduce the cost of lamps by eliminating one of the two expensive resistors and by reducing the size of the bulb. The exclusion of one of two resistors in lamps of the DRL 250 type with an annual production plan of 3.0 million units. at the price of one resistor 0.5 rubles. and reducing the consumption of refractory glass SL40-1 and installation details gives an annual economic effect of 2.2 million rubles.

Claims

A gas discharge lamp containing a burner of an optically transparent material filled with inert gas and mercury, at each end of which a main electrode and an auxiliary electrode are sealed, connected through a limiting resistor to the opposite main electrode, characterized in that the limiting resistor is located outside the area between the planes, passing through the ends of the burner and perpendicular to the longitudinal axis of the burner, and the axis of the resistor intersects the outer surface of the burner corresponding to the interelectrode mu distance, the minimum distance limiting resistor to the burner, the burner power in nominal operation and the area of the burner surface are related by

where P _g - burner power, W;

S _g - burner surface area, cm ² ;

L _min - the minimum distance from the limiting resistor to the burner, cm;

K is a proportionality coefficient equal to 1.0 and having a dimension of cm ³ / W.