Люминисцентная лампа низкого давления
Патент 534001
Авторы
Люминисцентная лампа низкого давления
Иллюстрации
Реферат
с А- Й и е
ОПИ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Р1 53400I
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.03.74 (21) 2007558/07 (51) М. Кл."- Н 01J 61 20
Н 01 J 61/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 30.10.76. Бюллетень № 40
Дата опубликова описания 3.11. 6
Государственный комитет
Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621.327.534.15 (088.8) (72) Авторы изобре1ения
Ф. А, Бутаева, О. И. Князева, Л. H. Туницкий и О. А. Черняк (71) Заявитель (54) ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ЛАМПА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к люминесцентным лампам низкого давления.
В существующих люминесцентных лампах применяется разряд низкого давления в смеси инертного газа и паров ртути, излучающий интенсивные линии резонансные ртути 2537А и 1849А. Резонансное излучение ртути преобразуется люминофором в видимый свет. В качестве люминофора обычно применяется галофосфат кальция, активированный сурьмой и марганцем.
Применение ртути в люминесцентных лампах обусловлено тем, что ртуть является единственным металлом, имеющим при рабочей температуре лампы 60 — 80 С достаточно высокую упругость насыщенного пара, равную
0,006 — 0,01 мм рт. ст. При токах, реализующихся в лампах, эта упругость насыщенного пара обеспечивает максимальную их светоотдачу. Вместе с тем применение ртути в люминесцентных лампах невыгодно по следующим причинам: во-первых, оно делает производство люминесцентных ламп производством повышенной вредности, во-вторых, использование для возбуждения, люминофора резонансных линий ртути приводит к большим стоксовским потерям, связанным с тем, что обмен коротковолнового кванта па видимый энергетически невыгоден. Большие стоксовские потери накладывают ограничение на светоотдачу люминесцентной лампы.
Известны также безртутные люминесцентные лампы низкого давления с наполнением
5 только инертными газами. Энергетический выход у таких ламп низок ввиду больших стоксовских потерь, поскольку длины волн резоо нансного излучения инертных газов (от 584А о
10 у гелия до 1467А у ксенона) значительно меньше, чем у ртути. Тепловые потери в таком разряде также велики.
Целью изобретения является создание без15 ртутной люминесцентной лампы низкого давления с низкими стоксовскими потерями, при производстве которой отсутствует вредное воздействие ртути.
Поставленная цель достигается тем, что в
20 люминесцентную лампу низкого давления с катодами, активированными окисью тория или иттрия, с люминофорным покрытием и наполненную инертным газом в качестве основного излучающего молекулярного соедине25 ния введен галогенид металла, например хлорида алюминия — А1С1з, имеющий при рабочей температуре лампы, равной 60 — 80 С, упругость насыщенного пара в пределах 0,1
1 мм рт. ст. Металл этого галогенида будет
30 излучать при работе лампы резонансные лн.
534001
Формула изобретения
Составитель 3. Кобина
Техред В. Рыбакова Корректор И. Позняковская
Редактор Е. Шепелева
Заказ 2317/16 Изд. Ке 1736 Тираж 963 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Миниспров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 нии в близкой ультрафиолетовой области спектра.
Люминесцентная лампа в соответствии с изобретением работает следующим образом.
Введенный в колбу лампы галогенид металла в разряде низкого давления диссоциирует с образованием паров металла. Атомы металла возбуждаются электронами и излучают интенсивные резонансные линии, расположенные в близкой ультрафиолетовой области спектра. Люминофорное покрытие преобразует близкий ультрафиолет в видимый свет с существенно меньшими стоксовскими потерями, чем стоксовские потери в ртутной люминесцентной лампе, в которой в видимый свет преобразуется более коротковолновое излучение.
Таким образом, в предложенной люминесцентной лампе стоксовские потери меньше, чем в ртутной и, следовательно, ее светоотдача выше. Указанное наполнение обеспечивает наличие в лампе стационарного разряда благодаря тому, что диссоциация молекул в разряде сопровождается их ассоциацией и реакция ассоциации протекает не только с компонентами в газовой среде, но и с находящимся в твердой фазе металлом. При применении галогенидов компоненты газовой смеси — молекулы, атомы и радикалы в разряде — будут находиться в динамическом равновесии.
Выбор упругости насыщенного пара галогенидов в пределах 0,1 — 1 мм рт. ст. определяет температуру на лампе 60 — 80 С. При давлении паров галогенидов 0,1 — 1,0 мм рт. ст. давление паров металла лежит в пределах
0,001 — 0,1 мм рт. ст., что приблизительно равно давлению паров ртути в известной ртутной люминесцентной лампе и соответствует оптимальному режиму работы описываемой лампы.
Роль галогенидов металлов при использовании их в предложенной лампе низкого давления отличается от роли этих соединений, используемых в качестве излучающих добавок в лампах высокого давления, следующим: потери энергии, связанные с переходом колебательной энергии в тепловую существенно меньше, чем в разряде высокого давления, изза меньшего числа соударений атомов и молекул, пары металла находятся при температуре 330 †3 К, а не при 5000 †60 К, как в лампах высокого давления, резонансное из5 лучение металла является основным, а в лампах высокого давления дополнительным.
Пример. В качестве примера реализации изобретения рассматривается люминесцентная лампа с галогенидом алюминия. Галоге10 ниды алюминия А1Сlз, А1Вгз, А11з имеют упругость насыщенных паров, равную 1 мм рт. ст. соответственно при температурах 100, 81,3 и
178 С. При температуре лампы 60 — 80 С упругость насыщенного пара галогенидов алюми15 ния составляет около 0,1 мм рт. ст. Алюминий излучает пять резонансных линий в близкой ультрафиолетовой области спектра—
386,2; 394,4; 309,2; 309,3 и 308,2 нм. Кроме того, в разряде в парах АlСlз будут присутствовать молекулы и радикалы А1Сlз, А1С1, С1з, Cl и Аl. Резонансные полосы излучения радикала А1С1 (лт) также лежат в ультрафиолетовой области 250 — 270 нм и соответствуют области возбуждения люминофора. Образование алюминия в твердой фазе на стенках разрядной трубки не происходит, так как реакция между хлором и алюминием в твердой фазе протекает уже при слабом нагреве алюминия.
Люминесцентная лампа низкого давления
35 с катодами, активированными, например, окисью тория, с люминофорным покрытием и наполненная смесью инертного газа и излучающего вещества, отличающаяся тем, что, с целью повышения световой отдачи пу40 тем снижения стоксовских потерь и исключения вредного воздействия ртути при производстве ламп, в качестве основного излучающего молекулярного соединения введен галогенид металла, например галогенид алюминия—
45 А1Сlз, имеющий при рабочей температуре лампы, равной 60 — 80 С, упругость пара в пределах 0,1 — 1 мм рт. ст.