Гибридная интегрированная компактная люминисцентая лампа
Полезная модель направлена на увеличение светоотдачи интегрированной компактной люминесцентной лампы. Указанный технический результат достигается тем, что в гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампе, содержащей корпус 1 с цоколем 2 для подключения к питающей сети, разрядную колбу 3, электронный пускорегулирующий аппарат с дросселем, дроссель выполнен в виде индуктора 4 с сердечником 5, расположен в непосредственной близости от разрядной колбы на ее оси симметрии и закрыт отражателем 6. 1 илл.
Полезная модель относится к светотехнике и приборостроению и может быть использована при проектировании новых энергоэффективных люминесцентных газоразрядных источников света. Полезная модель направлена на увеличение светоотдачи интегрированной компактной люминесцентной лампы.
Известна интегрированная компактная люминесцентная лампа, содержащая корпус с цоколем для подключения к питающей сети. разрядную колбу и электронный пускорегулирующий аппарат с дросселем (Источники света. Каталог. - OSRAM, 2009. - С.3.11).
Недостатком интегрированной компактной люминесцентной лампы является низкая светоотдача, что обусловлено значительными потерями в разрядной колбе и электродах при заданной яркости свечения лампы, недостаточной эффективностью, примененного в лампе, принципа преобразования электрической энергии тока проводимости в световую энергию, рассеиванием светового потока от внутренних поверхностей разрядной колбы.
Известна интегрированная компактная люминесцентная лампа, содержащая корпус с цоколем для подключения к питающей сети, разрядную колбу и электронный пускорегулирующий аппарат с дросселем (Каталог ламп 2009/2010 гг. - GE LIGHTING, 2009. - С.74).
Недостатком интегрированной компактной люминесцентной лампы является низкая светоотдача, что обусловлено значительными потерями в разрядной колбе и электродах при заданной яркости свечения лампы, недостаточной эффективностью, примененного в лампе, принципа преобразования электрической энергии тока проводимости в световую энергию, рассеиванием светового потока от внутренних поверхностей разрядной колбы.
Известна интегрированная компактная люминесцентная лампа, содержащая корпус с цоколем для подключения к питающей сети, разрядную колбу и электронный пускорегулирующий аппарат с дросселем (Энергосберегающие лампы. Каталог. - GENERAL, 2010. - С.4).
Указанная интегрированная компактная люминесцентная лампа является наиболее близкой по технической сущности к полезной модели и выбрана в качестве прототипа.
Недостатком интегрированной компактной люминесцентной лампы является низкая светоотдача, что обусловлено значительными потерями в разрядной колбе и электродах при заданной яркости свечения лампы, недостаточной эффективностью, примененного в лампе, принципа преобразования электрической энергии тока проводимости в световую энергию, рассеиванием светового потока от внутренних поверхностей разрядной колбы.
Полезная модель направлена на решение задачи увеличения светоотдачи интегрированной компактной люминесцентной лампы, что является целью полезной модели.
Указанная цель достигается тем, что в гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампе, содержащей корпус с цоколем для подключения к питающей сети, разрядную колбу, электронный пускорегулирующий аппарат с дросселем, дроссель выполнен в виде индуктора с сердечником и расположен в непосредственной близости от разрядной колбы на ее оси симметрии и закрыт отражателем.
Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является увеличение светоотдачи интегрированной компактной люминесцентной лампы, что достигается за счет принятого нового гибридного принципа преобразования электрической энергии в световую энергию. Световая энергия вырабатывается за счет эффективного использования энергии тока проводимости лампы и энергии вихревых токов в разрядной колбе. Оба вида преобразования энергии оптимально дополняют друг друга и позволяют создать люминесцентную газоразрядную лампу с максимально высокой светоотдачей. Отражатель позволяет перенаправить поток излучения от внутренних поверхностей разрядной колбы, снизить рассеивание потока и дополнительно повысить светоотдачу.
Повышение светоотдачи гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампы, является полученным техническим результатом, обусловленным новым принципом преобразования энергии, особенностями новой конструкции интегрированной компактной люминесцентной лампы, то есть, отличительными признаками полезной модели. Таким образом, отличительные признаки заявляемой гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампы являются существенными.
На рисунке приведен пример типовой конструкции гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампы.
Гибридная интегрированная компактная люминесцентная лампа содержит корпус 1 с цоколем 2 для подключения к питающей сети, разрядную колбу 3, электронный пускорегулирующий аппарат с дросселем, который выполнен в виде индуктора 4 с сердечником 5 и расположен в непосредственной близости от разрядной колбы на ее оси симметрии и закрыт отражателем 6.
Гибридная интегрированная компактная люминесцентная лампа в установившемся режиме работает следующим образом. Лампа через цоколь 2 стандартного вида подключается к обычной питающей сети переменного тока. Корпус 1 является несущей конструкцией, на которой устанавливаются все остальные элементы гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампы. При работе устройства часть энергии рассеивается, что приводит к разогреву элементов. Отвод тепла осуществляется, в том числе, корпусом 1. Электронный пускорегулирующий аппарат преобразует переменное напряжение питающей сети низкой частоты в переменное напряжение повышенной частоты, необходимое для питания разрядной колбы 3 и поддержания в ней электрического разряда. При работе устройства электронный пускорегулирующий аппарат обеспечивает требуемые параметры преобразования напряжения (низкие пульсации выходного напряжения и тока лампы, стабилизированный выходной ток, высокий коэффициент мощности и коэффициент полезного действия). Электрический разряд в колбе 3 излучает свет определенных длин волн, который преобразуется люминофором, нанесенным на ее внутреннюю поверхность, восстанавливающим недостающие части спектра с целью получения «белого света». Энергия поступает в объем разрядной колбы 3 по двум каналам преобразования: от тока проводимости и от вихревых токов, наводимых переменным электромагнитным полем дросселя (индуктора) 4 с сердечником 5 за счет электромагнитной индукции. Электромагнитная индукция вызывает ионизацию атомов рабочего вещества разрядной колбы 3 и образование плазмы. Плазма представляет собой проводящую среду и разрядная колба 3 выполняет роль вторичной обмотки эквивалентного трансформатора, первичной обмоткой которого является индуктор 4. Электрическая цепь вторичной обмотки замыкается через электроды разрядной колбы 3, в результате чего через нее дополнительно протекает ток проводимости. Сердечник 5 локализует магнитный поток индуктора 4 в объеме. Потоки рассеяния индуктора 4 замыкаются через части разрядной колбы 3, вызывая формирование вихревых токов. Ускоренные электроны плазмы возбуждают атомы рабочего вещества разрядной колбы 3. Переход атомов рабочего вещества в нормальное состояние вызывает излучение световых волн. Индуктор 4 является элементом схемы электронного пускорегулирующего аппарата лампы, обеспечивая его работоспособность и ограничение тока проводимости через разрядную колбу 3. Отражатель 6 служит для перенаправления потока излучения от внутренних поверхностей разрядной колбы 3. В результате поток излучения гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампы не подвергается частичному непроизводительному рассеиванию. Светоотдача устройства существенно возрастает.
Индуктор лампы 4 может состоять из двух или более частей в зависимости от конструкции разрядной колбы 3. Сердечник 5 может быть выполнен с дополнительными элементами охлаждения. Электроды разрядной колбы 3, в общем случае, могут не иметь дополнительного специального покрытия, повышающего эмиссионные свойства. Разрядная колба 3 может быть выполнена без люминофорного покрытия, например, в лампах ультрафиолетового излучения. Отражатель изготавливается из светоотражающего материала с диэлектрическими свойства. Принцип работы гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампы при этом не изменяется.
По сравнению с прототипом существенно увеличивается светоотдача гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампы. Электрическая энергия преобразуется в световую энергию по двум каналам: от тока проводимости и от вихревых токов за счет электромагнитной индукции. В результате, каждый элемент лампы является оптимальным и может быть выполнен с минимальными потерями. Электронный пускорегулирующий аппарат лампы (за счет использования нового принципа) работает на оптимальной частоте с низкими потерями. Отражатель эффективно перенаправляет световой поток от внутренних поверхностей разрядной колбы и предотвращает бесполезное рассеивание потока. По сравнению с прототипом светоотдача может возрасти до 115÷125 лм/Вт, что на 50÷60% выше, чем в известных лампах.
В результате уменьшения электрической нагрузки на электроды снижается их износ, что увеличивает срок службы и надежность работы заявляемой гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампы Срок службы новой гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампы может быть увеличен в 3÷5 раз. Время наработки на отказ лампы (оценка надежности работы) увеличивается на 80÷90% по сравнению с прототипом.
По сравнению с прототипом может быть существенно упрощена конструкция и снижена цена (на 10÷15%) заявляемой гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампы за счет отсутствия необходимости применения электродов с дополнительными покрытиями, уменьшения потерь мощности в элементах и снижения их загрузки по току, следовательно, за счет возможности использования элементов на меньшую установленную мощность и с более низкой ценой.
По сравнению с прототипом могут быть снижены весогабаритные показатели заявляемой лампы (до 7%) за счет оптимизации конструкции.
Уменьшение весогабаритных показателей гибридной интегрированной компактной люминесцентной лампы существенно расширяет ее область применения по сравнению с прототипом.
Гибридная интегрированная компактная люминесцентная лампа, содержащая корпус с цоколем для подключения к питающей сети, разрядную колбу, электронный пускорегулирующий аппарат с дросселем, выполненным в виде индуктора с сердечником, расположенным в непосредственной близости от разрядной колбы на ее оси симметрии и закрытым отражателем.
