ГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ

Полезная модель относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует конструкцию галогенных ламп накаливания.
Известны различные типы галогенных лампы накаливания как линейные с двухсторонним расположением токовых вводов и цоколей, так и малогабаритные с односторонним расположением токовых вводов и одним цоколем. В зависимости от области применения и конструкции светильников для подключения к электрической сети лампы имеют или контактные элементы расположенные непосредственно на цоколе, или гибкие металлические канатики (см. например прилагаемые копии каталогов галогенных ламп фирм EYE (Япония) и OSRAM).
Наиболее близкой по технической сущности является галогенная лампа накаливания, содержащая кварцевую колбу трубчатой формы с герметично заштампованными на противоположных концах колбы токовыми вводами, вольфрамовую спираль и два цоколя из изоляционного материала с отверстиями. Цоколи закреплены на концах плоских заштампованных участков колбы, а через отверстия в цоколях проходят токовые вводы лампы (см. стр.2.13 каталога галогенных лампам фирмы OSRAM, 2007 г.).
Благодаря простоте и относительной дешевизне известная конструкция широко используется в лампах с относительно высокой температурой спирали, высоким световым потоком и соответственно небольшим сроком службы. Однако в лампах с длительным сроком службы, например в инфракрасных галогенных лампах накаливания (термоизлучателях), а также в лампах с повышенными требованиями стойкости к механическим внешним воздействиям указанная конструкция имеет следующие недостатки:
1. Наличие «холодных» участков спирали на концах лампы вблизи заштампованных участков колбы, вызывающих ее преждевременное перегорание.
В галогенных лампах накаливания галогенный цикл переносит вольфрам с наиболее холодных на наиболее горячие участки, за счет чего внешняя колба в процессе работы лампы постоянно очищается от распыляемого со спирали вольфрама, но одновременно постепенно разрушаются и наиболее холодные участки спирали. Несмотря на достаточно медленный процесс разрушения «холодных» участков спирали для ламп с длительным сроком службы этот процесс является одной из основных причин выхода ламп из строя.
2. При установке ламп в светильник и при их работе в условиях повышенных механических внешних воздействий часто наблюдается разрушение достаточно хрупких заштампованных участков колбы.
Целью полезной модели является повышение срока службы ламп и их стойкости к механическим внешним воздействиям.
Поставленная цель достигается тем, что в галогенной лампе накаливания, содержащей кварцевую колбу трубчатой формы с герметично заштампованными на противоположных концах колбы токовыми вводами, вольфрамовую спираль и два цоколя из изоляционного материала с отверстиями, геометрические размеры цоколя и взаимное расположение колбы и цоколя выбраны исходя из следующих соотношений:
1
Ф=(1,05÷1,5)Ф
1
L=(0,15÷1,8)Ф
где, Ф - диаметр цилиндрического отверстия цоколя со стороны обращенной к колбе;
1
Ф - наружный диаметр колбы;
L - расстояние от заштампованного участка колбы до края цоколя обращенного к колбе;
Выполнение указанных соотношений обеспечивает:
1. Повышение срока службы ламп из-за уменьшения разрушения «холодных» участков спирали т.к. их температура повышается за счет утепления цоколем концов колбы.
2. Повышение стойкости ламп к механическим внешним воздействиям т.к. наиболее хрупкие заштампованные участки колбы полностью защищены цоколем.
Граничные значения соотношений обусловлены следующим:
1
При Ф<1,05Ф невозможно зацоколевать лампу,
1
при Ф>1,5Ф недостаточный эффект утепления и неоправданно увеличиваются габариты цоколя,
1
при L<0,15Ф недостаточный эффект утепления,
1
при увеличение L до значений >1,8Ф становится заметным экранирование цоколем излучения спирали без каких-либо дополнительных преимуществ.
Частные случаи выполнения полезной модели позволяющие получить дополнительный положительный эффект:
1. Отверстие цоколя в зоне расположения заштампованного участка колбы в поперечном сечении имеет форму прямоугольника или фигуры образованной двумя параллельными отрезками и двумя дугами.
Предотвращается кривая посадка цоколя на колбе и повышается прочность его крепления.
2. Участок цоколя со стороны противоположной колбе, через который проходит выходящий из колбы токовый ввод имеет наружный диаметр меньше наружного диаметра участка цоколя, в котором расположена колба.
Снижается расход изоляционного материала и масса цоколя.
На чертеже приведен пример конкретного выполнения лампы - общий вид и увеличенный продольный и поперечный разрезы одного из ее концов.
Лампа состоит из кварцевой колбы трубчатой формы 1 с герметично заштампованными на противоположных концах колбы токовыми вводами 2, к внутренним участкам токовых вводов прикреплена вольфрамовая спираль 3 расположенная на оси колбы. Цоколи 4 прикреплены к колбе с помощью цоколевочной мастики 5. Отверстие в цоколе со стороны, обращенной к колбе, имеет цилиндрическую форму, а в зоне расположения заштампованных
участков колбы 6 отверстие имеет форму фигуры образованной двумя параллельными отрезками и двумя дугами (см. разрез Б-Б).
Наружный диаметр участка цоколя со стороны противоположной колбе, через который проходят выходящий из колбы токовый ввод 2 и прикрепленный к нему гибкий медный канатик 7 (Ф2) меньше наружного диаметра участка цоколя, в котором расположена колба (Ф3).
В таблице приведены результаты испытаний на срок службы опытных партий галогенных ламп накаливания мощностью 600 Вт со стандартными цоколями R7s (применяемыми в лампах-аналогах), и ламп соответствующих описанию и формуле полезной модели во всем заявляемом интервале.
№партии
Особенности
Средний срок службы, час.
Ф1, MM
Ф, MM
L, MM
Соотношение Ф и ф1
Соотношение L и Ф1
1
10
Цоколь R7s
3205
2
10
15
1,5
Ф=1,5Ф1
L=0,15Ф1
3362
3
10
10,5
1,5
Ф=1,05Ф1
L=0,15Ф1
3425
4
10
15
18
Ф=1,5Ф1
L=1,8Ф1
3689
5
12
13
14,5
Ф=1,1Ф1
L=1,2Ф1
3878
6
10
10,5
18
Ф=1,05Ф1
L=1,8Ф1
3942
Испытания стойкости ламп к механическим внешним воздействиям проведенные путем установки ламп в светильник с последующим извлечением из светильника не выявили случаев разрушения заштампованных участков колбы и отделения цоколя от колбы, тогда как в лампах со стандартными цоколями R7s данный дефект составил порядка 1,5%.