Газоразрядная зеркальная лампа
GAS-DISCHARGE REFLECTING LAMP

Предполагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности, усовершенствует конструкцию газоразрядных зеркальных ламп для целей общего и специального освещения.
Известна газоразрядная зеркальная лампа, содержащая горелку, смонтированную на токовводах в колбу, не менее половины внутренней поверхности которой покрыто зеркальным слоем так, что плоскость, проходящая через его продольные края, параллельна продольной оси горелки (А.С. СССР, №1636896 А1, 23.03.91).
Данное техническое решение позволяет получить лампы с высокой световой отдачей, с различными кривыми силы света в продольной и поперечной плоскости, что важно при использовании ламп для освещения дорог, теплиц и т.д.
Недостатком известного технического решения, является потеря части светового потока лампы, т.к. не учтено, что лучи от горелки выходят с поверхности горелки и поглощают свет также поверхностью горелки определенного диаметра.
Недостатком так же является большая себестоимость изготовления лампы из-за сложности изготовления неосесимметричных колб эллипсоидной формы, неравномерная толщина стенки колб из-за невозможности вращения форм для выдувания при выработке колб и большая вероятность нарушения целостности колбы вакуумных ламп из-за остаточных внутренних напряжений в углублениях стекла работающих на разрыв.
Наиболее близкой, по технической сущности, является газоразрядная зеркальная лампа, содержащая смонтированную на токовводах горелку в колбе, ось горелки находится на продольной плоскости симметрии колбы и смещена от ее оси к зеркальному покрытию нанесенному на часть внутренней поверхности колбы так, что плоскость проходящая через его продольные края, параллельна продольной оси горелки (Пат Японии №59230252 от 24.12.84 г.).
Внутренние напряжения в стекле лампы практически отсутствуют.
Недостатком технического решения, взятого за прототип, является относительно невысокая световая отдача ламп из-за попадания части отраженных лучей на горелку и ослабления в ней, перегрев горелки отраженными лучами, что снижает срок службы ламп.
Недостатком технического решения, взятого за прототип, при выполнении на зеркальном слое прозрачного участком является относительно невысокая освещенность от лампы за счет потери части излучения, проходящей через прозрачный участок, который не падает на освещаемую поверхность.
Задачей изобретения является повышение светоотдачи газоразрядных зеркальных ламп и срока службы.
Поставленная задача достигается тем, что в газоразрядной зеркальной лампе, содержащей смонтированную на токовводах горелку в колбе, ось горелки находится на продольной плоскости симметрии колбы и смещена от ее оси к зеркальному покрытию нанесенному на часть внутренней поверхности колбы так, что плоскость, проходящая через его продольные края, параллельна продольной оси горелки, колба выполнена цилиндрической диаметром D лежащим в пределах 9,2÷10,2 диаметра горелки d, а в зоне зеркальной поверхности колбы выполнено углубление V-образного поперечного профиля с выпуклыми наружу гранями 9, 10 исходящими из ребра 8, находящегося на продольной плоскости симметрии лампы на глубине, составляющей величину Н в пределах 0,04÷0,07 диаметра колбы D, причем края углубления находятся на касательных плоскостях К, К1 к горелке и проходящих через ось колбы, а выпуклые наружные грани выполнены радиусами R, R1, лежащими в пределах 0,30÷0,34 диаметра колбы D.
На фиг. 1 изображен общий вид газоразрядной зеркальной лампы в продольной плоскости симметрии. Горелка 1 смонтирована на токовводах 4, 5 в цилиндрическую колбу 2. На колбу нанесен зеркальный слой, обозначенный штриховкой 3, граница которого обозначена пунктирной линией 6. Ось горелки, смещена от оси колбы в сторону зеркального слоя.
На фиг. 2 изображено поперечное сечение А-А лампы. Горелка 1 смонтирована на токовводе 5 цилиндрическую колбу 2 диаметром D составляющим 9,2÷10,2 диаметра горелки d. Зеркальный слой 3 на колбу нанесен так, что плоскость, проходящая через его продольные края 6, 7 параллельна продольной оси горелки. Ось горелки находится на продольной плоскости симметрии колбы и смещена от оси колбы к зеркальному слою. На колбе в зоне зеркальной поверхности выполнено углубление V-образного поперечного профиля в виде выпуклых наружу граней 9 и 10 радиусами R и R1, лежащими в пределах 0,30÷0,34 диаметра колбы D. Грани углубления исходят из ребра 8, размещенного на продольной плоскости симметрии лампы, на глубине составляющей величину Н в пределах 0,04÷0,07 диаметра D колбы. Края углубления находятся на касательных плоскостях К, К1 к горелке, проходящих через ось колбы.
На фиг. 3 приведен поперечный разрез колбы с зеркальным покрытием на части внутренней поверхность колбы, обозначенным пунктирными линиями. Горелка в лампе размещена со смещением от оси колбы в сторону зеркальной поверхности. Тонкими линиями обозначены падающие от центра горелки и отраженные лучи от зеркального слоя колбы. Для наглядности тонкой линией приведена отраженная поверхность горелки от одной из зон зеркального слоя, не пересекающая излучающую лучи поверхность горелки. Ниже приведена кривая силы света натриевой лампы высокого давления типа ДНаЗ 600 в относительных единицах.
Цилиндрическая форма колбы позволяет изготовить форму для выдувания с низкой себестоимостью т.к. углубление можно задать в двумерном пространстве. Колба цилиндрической формы после выдувания имеет малую разностенность по толщине стекла, хотя форма для выдувания во время изготовления колб не вращается. Относительно небольшой размер углубления ребра позволяет формовать его на цилиндрической колбе после выдувания колб.
С целью минимального затенения естественного света зеркальная лампа имеет компактное исполнение с минимально возможными габаритными размерами, что особенно важно при использовании ламп в тепличном освещении.
При выполнении колбы диаметром D менее 9,2 диаметра горелки d существенно возрастает рабочая температура горелки и снижается срок службы лампы.
При выполнении колбы диаметром D более 10,2 диаметра горелки d значительно увеличиваются габариты внешней колбы, по отношению к горелке, наблюдается недостаточное утепление последней, ухудшающее светотехнические характеристики лампы, а также увеличивается время вхождения лампы в рабочий режим.
Углубление на колбе выполнено с целью исключения возврата части излучения от зеркальной поверхности обратно на поверхность горелки и формирования пространственной структуры светового поля с наиболее полным без потерь равномерным поступлением света на освещаемую поверхность.
При выполнении углубления края которого выходят за пределы касательных плоскости К, К1, увеличивается площадь углубления и возрастают остаточные внутренние напряжения в стекле при которых возможно нарушение целостности колбы.
При выполнении углубления края которого находятся внутри касательных плоскостей К, К1, часть отраженных лучей от зеркальной поверхности углубления падает на горелку, перегревают ее, снижая световой поток лампы.
При выполнении граней 9, 10 радиусом R более 0,34 диаметра колбы D часть отраженных лучей от зеркальной поверхности углубления падает на горелку, перегревают ее, снижая световой поток лампы, а в месте углубления ребра наблюдается возникновение внутренних напряжений в стекле.
При выполнении ребра глубиной Н менее 0,04 диаметра колбы D часть отраженных лучей от зеркальной поверхности углубления падает на горелку, перегревают ее, снижая световой поток лампы.
При выполнении ребра глубиной Н более 0,07 диаметра колбы D часть отраженных лучей от зеркальной поверхности углубления падает обратно на зеркальную поверхность, снижая световой поток лампы, а в месте углубления ребра наблюдается возникновение внутренних напряжений в стекле.
Сборка ламп происходит следующим образом. Предварительно на колбу в вакууме на часть внутренней поверхности колбы наносится зеркальный слой. К токовводам ножки и присоединяют горелку. Ножку заваривают в колбу, располагая горелку в строго определенном месте относительно зеркального слоя. Затем к лампе присоединяют цоколь.
Лампа работает следующим образом. Лучи света выходящие с поверхности горелки в направлении поверхности колбы без зеркального слоя, выходят из лампы без отражения.
Лучи света выходящие с поверхности горелки в направлении зеркального слоя распложенного на внутренней части колбы отражаются от него, проходят мимо поверхности горелки и не ослабляются в ней.
Предлагаемая зеркальная лампа с натриевой горелкой высокого давления мощностью 600 Вт выполнена в цилиндрической колбе диаметром 86 мм. Ось горелки диаметром 9,2 мм, смещена от оси лампы в сторону зеркального слоя на продольной плоскости симметрии на 12 мм. В зоне зеркальной поверхности колбы выполнено углубление V-образного поперечного профиля края которого находятся на касательных плоскостях К, К1 к горелке проходящих через ось колбы. Грани углубления исходят из ребра, размещенного на продольной плоскости симметрии лампы, на глубине внутрь колбы равной 4,2 мм. Выпуклые грани углубления выполнены радиусами R, R1 равные 27 мм.
Кривые силы света газоразрядной зеркальной натриевой лампы в продольном и поперечном направлениях аналогичны серийно выпускаемому облучателю ЖСП 30-600-015 с полушироким светорасределением.
Применение предполагаемого изобретения в производстве газоразрядных зеркальных натриевых ламп позволит увеличить световую отдачу ламп за счет предотвращения падения части излучения обратно на горелку и повысить срок службы.
При использовании предлагаемых ламп в тепличном освещении позволит повысить освещенность от зеркальных ламп в среднем на 8% и увеличить продуктивность растений более чем на 8%.