Електрична лампа розжарювання

1. Електрична лампа розжарювання, яка містить основну і резервну спіралі, що закріплені на електродному вузлі всередині колби, заповненої ксеноном, яка відрізняється тим, що тиск ксенону становить 81 - 90 кПа, а параметри спіралей визначені з наступних співвідношень: 29537 Експерименти показали, що одержання додаткового технічного результату можливо тільки в сполученні з вищенаведеними параметрами. Таке розташування спіралей забезпечує більш сприятливе переміщення нагрітого газу в порожнині колби, зменшує вплив непрацюючої спіралі на випромінювання функціонуючого тіла розжарення. Як показали дослідно-промислові випробування, що при виході за межі запропонованих інтервалів і співвідношень параметрів необхідний ефект не досягається. Конструктивна схема електродного вузла для забезпечення роботи лампи при нових параметрах газонаповнення, характеристиках спіралей та їхнього положення пропонується в виді Г-образних верхнього та нижнього електродів для кріплення основної спіралі, розташованих симетрично центру колби, і вертикального електрода, розташованого симетрично Г-образних електродів, для кріплення резервної спіралі, що має другу точку кріплення на верхньому Г-образному електроді. При цьому горизонтальні виступи Г-образних верхнього та нижнього електродів розгорнуті в бік поздовжньої осі лампи, що забезпечує точне положення основної спіралі щодо поздовжньої осі лампи. Запропонований винахід пояснюється схематичним кресленням, на якому в збільшеному масштабі подані: На фіг. 1 - загальний вид лампи з частковим розрізом по колбі; На фіг. 2 - вид збоку з аналогічним розрізом; На фіг. 3 - вид зверху; На фіг. 4 - відрізок спіралі з параметрами. Запропонована лампа має наступну конструкцію. Лампа має прозору скляну колбу 1, усередині якої встановлена основна спіраль 2 і резервна спіраль 3, що закріплені на електродному вузлі, який складається з верхнього Г-образного електрода 4 та нижнього Г-образного електрода 5, що розташовані симетрично центру колби і вертикального електрода 6, розміщеного симетрично Г-образних електродів, призначеного для кріплення резервної спіралі, яка має другу точку кріплення на верхньому Г-образному електроді. При цьому горизонтальні виступи 7 та 8 Г-образних електродів розгорнуті вбік поздовжньої осі лампи. Електроди 4, 5 та 6 впаяні в скляну деталь ніжку 9 і мають виведення, які припаяні до відповідних частин цоколю 10. Скляна колба забезпечує ізоляцію спіралей та інших їхніх частин від зовнішнього середовища. Горло колби заварено з фланцем тарілки ніжки. Утворена колбою порожнина відкачана від повітря і заповнена інертним газом - ксеноном 11. При цьому тиск ксенону вибрано в межах 81 - 90 кПа; параметри спіралей визначені з наступних співвідношень: Кш1 Коефіцієнт кроку = (0,595 - 0,83), Кш2 Коефіцієнт керна основної спіралі fk1 = = (2,63 - 2,86), Коефіцієнт керна резервної спіралі fk2 = = (3,48 - 3,75), Газонаповнені лампи у порівнянні з вакуумованими мають більш високий термін служби та кращі світлові характеристики. Характерною рисою газонаповнених ламп є втрати потужності при проходженні світлового потоку через газ. Розмір втрат істотно зростає для ламп із двома спіралями в просторі колби, оскільки при роздільній роботі спіралей одна з них є додатковим джерелом витрат потужності випромінювання. В зв'язку з цим поставлена задача створення електричної лампи розжарювання, в котрій шляхом уведення нових параметрів наповнення газу - ксенону в комбінації з новими характеристиками основної і резервної спіралей та раціонального розміщення їх щодо один одного в просторі колби збільшується термін служби лампи з одночасним поліпшенням світлових показників. Для рішення поставленої задачі в відомій конструкції лампи, яка має основну і резервну спіралі, закріплені на електродному вузлі всередині колби, заповненої ксеноном, - відповідно до винаходу, - тиск ксенону взятий в межах 81 - 90 кПа, а параметри спіралей визначені з наступних співвідношень: Кш1 = (0,595 - 0,83), Коефіцієнт кроку Кш2 Коефіцієнт керна основної спіралі fk1 = = (2,63 - 2,86), Коефіцієнт керна резервної спіралі fk2 = = (3,48 - 3,75), L1 Ві дношен ня довжин спіралей = L2 = (1,05 - 1,2), де індексом "1" позначені параметри основної спіралі, індексом "2" - параметри резервної спіралі. Зазначена сукупність ознак дозволяє досягти новий технічний результат - підвищити термін служби з одночасним поліпшенням світлових показників у зв'язку з наданням лампі наступних технічних властивостей: а) зменшення швидкості випару матеріалу спіралей при оптимальному тиску ксенону на основну і резервну спіралі; б) раціонального екранізування витків спіралей при нових розмірах тиску ксенону; в) поліпшення процесу тепловіддачі при одній непрацюючій спіралі. Найбільш оптимальним співвідношенням діаметрів дроту спіралей є dдр1 = 1,72 - 1,79 dдр2 Додатковий технічний результат досягається внаслідок зменшення втрат потужності при доборі тепла однієї з непрацюючих спіралей шляхом нового взаємного положення основної і резервної спіралей в просторі колби. З цією метою резервна спіраль зміщена в горизонтальній площині стосовно основної спіралі на розмір а = (0,8 - 1,2)L1 і схрещена з нею на відстані b = (0,1 - 0,4)L від початку основної спіралі. 2 29537 Відношення довжин спіралей 12. Діаметр керна основної спіралі Dк1 0,2 мм; 13. Діаметр керна резервної спіралі Dк2 0,160 мм; 14. Коефіцієнт керна основної спіралі fk1 Dk1 0,2 = = 2,63; = dдр1 0,076 15. Коефіцієнт керна резервної спіралі fk2 Dk 2 0,160 = = = 3,72; dдр2 0,043 L1 = (1,05 L2 - 1,2), де індексом "1" позначені параметри основної спіралі, індексом "2" - параметри резервної спіралі. Спіралі виконані з вольфрамового дроту зі співвідношенням діаметрів dдр1 = 1,72 - 1,79 dдр2 16. Відношення довжин спіралей Для більш сприятливих умов процесів випромінювання та тепловіддачі резервна спіраль 3 зміщена в горизонтальній площині стосовно основної спіралі на розмір а = (0,8 - 1,2)L1 і схрещена в цій же площині на відстані b = (0,1 - 0,4)L1 від початку основної спіралі 2 (фіг. 3 та фіг. 1). Нижче приведено конкретний приклад розрахунку запропонованих параметрів лампи. 1. Напруга на спіралях 3,75 В; 2. Струм на основній спіралі 1 А; 3. Струм на резервній спіралі 0,5 В; 4. Тиск ксенону в колбі 84 кПа; 5. Діаметр вольфрамового дроту основної спіралі dдр1 0,076 мм; 6. Діаметр вольфрамового дроту резервної спіралі dдр2 0,043 мм; L 2,2 = 7. Крок основної спіралі S = S1 = 1 = n1 22 = 0,1 мм, де n1 - розрахункове число витків; L 2 8. Крок резервної спіралі S = S2 = 2 = = n2 21 = = = = L1 2,2 = = L2 2 = 1,1; 17. Відношення діаметрів вольфрамового dдр1 0,076 = = 1,76; дроту dдр2 0,043 18. Зсув резервної спіралі в горизонтальній площині стосовно основної спіралі а = 0,9 L1 = = 0,9 . 2,2 = 1,98 мм; 19. Відстань схрещення резервної спіралі з основною b = 0,2 L1 = 0,2 . 2,2 = 0,44 мм. Запропонована лампа працює таким чином. Спочатку використовується основна спіраль 2, період горіння якої значно перевищує час горіння резервної спіралі 3. Нагрівання спіралей здійснюється при підведенні струму від акумуляторної батареї через Гобразні верхній і нижній електроди 4, 5 та вертикальний електрод 6. При досягненні температури розжарення відбувається світлове випромінювання через інертний газ - ксенон 11 та прозору колбу в зону освітлення. При перегорянні основної спіралі вмикають резервну спіраль, яка забезпечує роботу до заміни лампи в світильнику. Інертний газ - ксенон, тиск якого взято відповідно до запропонованого інтервалу, знижує швидкість розпилення вольфраму, сприяє збільшенню терміна служби лампи. При цьому відбувається підвищення світловіддачі завдяки оптимальному співвідношенню параметрів спіралей та їхнього розташування в порожнині колби. Проведені дослідно-промислові випробування показали значне збільшення терміну служби лампи з одночасним ростом світлових характеристик. = 0,09 мм, де n2 - розрахункове число витків; 9. Коефіцієнт кроку основної спіралі Кш1 = S1 0,1 = = = 0,29 мм, dc1 0,35 де dc1 - діаметр основної спіралі; 10. Коефіцієнт кроку резервної спіралі Кш2 = S2 0,09 = = = 0,36 мм, dc 2 0,25 де dc2 - діаметр резервної спіралі; Кш1 0,29 = = 0,8; 11. Відношення Кш 2 0,36 3 29537 Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 4 Фіг. 3 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 4