Амальгамные люминесцентные лампы. Области применения.

 

Стандартные и энергоэкономичные ЛЛ имеют большие потери светового потока (до 25 - 30 %) при работе в закрытых светильниках. При этом некоторое снижение светового потока (5 - 10 %) обусловлено уменьшением мощности лампы при повышении to.c остальная часть (15 - 25 %) - снижением световой отдачи лампы. Смещение максимума зависимости Ф_Л= f(to.c) в область 45 - 50°С ("высокотемпературные" лампы) позволяет получить от закрытого светильника с такими ЛЛ боль­ший (на 25 - 30 %) световой поток по сравнению со стандартными лампами с увеличенной (на 5 - 10 %) мощностью и соответст­венно уменьшить количество светильников при сохранении преж­них уровней освещенности. В существующих ОУ вместо четырех ламп целесообразно применять только три „высокотемпературные" лампы, что дает экономию электроэнергии на 25 % практически при сохранении уровней освещенности. Для обеспечения в по­следнем случае высокого качества освещения с точки зрения пуль­саций светового потока каждую четвертую лампу следует отключать в различных цепях питания (поочередно в индуктивной « индуктивно-емкостной схеме). Такое применение амальгамных ЛЛ (АЛЛ) позволяет считать их энергоэкономичными источниками света по сравнению со стандартными ЛЛ. Возможна также раз­работка специальных энергоэкономичных АЛЛ, которые в закры­том светильнике будут давать такой же световой поток, как и ртутные лампы, но мощность ламп при этом можно снизить на 20 — 25 %. Такой подход к разработке и применению АЛЛ с позиций экономии электроэнергии ранее не рассматривался, хотя эта экономия электроэнергии может быть в 2 раза больше, чем при применении ЭЛЛ. Вероятно, создание и применение таких ламп выгоднее, чем применение АЛЛ со световым потоком, на 20 - 25 % более высоким, чем у ртутных ламп (при высоких температурах в светильнике - 45 - 60°С). Дело в том, что проекты освещения рассчитываются на использование ртутных ламп, и дополнительное повышение уровней освещенности на 25 — 30 % при использовании АЛЛ, вероятно, незначительно ска­зывается на повышении производительности труда, а расход энер­гии при этом увеличивается (на 5 - 10 %). Возможно, это и явилось основной причиной снижения интереса к АЛЛ, уменьше­ния их номенклатуры, прекращения их производства рядом фирм („Осрам" — Германия, „Филипс" — Нидерланды, „Дженерал Электрик" — США).

 

Амальгамы для АЛЛ должны удовлетворять следующим основным требованиям:

- иметь более низкую упругость паров ртути — такую, чтобы максимум световой отдачи имел место при температуре амальгамы 65-90°С;

- давление паров ртути должно слабо зависеть от температуры амальгамы в рабочем диапазоне температур;

- должна отсутствовать заметная упругость паров других компонентов амальгамы при рабочих температурах;

- должны отсутствовать вредные воздействия на внутреннюю среду лампы (катоды, люминофор, стекло);

- иметь достаточно высокую температуру плавления с тем, чтобы амальгама не плавилась при прогревах лампы во время ее изготовления;

- подвергаться механический обработке (штамповке, галтовке и т. п.).

Ранее применяли амальгамы ртути с кадмием, а затем с индием, но они имели ряд недостатков, и поэтому от них отказались. Амальгама с кадмием имела узкий диапазон оптимальных температур и оказалась нестабильной из-за летучести кадмия. Амальгама с индием имела низкую температуру плавления и плохо поддавалась механической обработке. В настоящее время применяют многокомпонентные амальгамы, состоящие в основном из Hg, Pb и Bi, иногда еще с добавками In или Cd. Максимум световых отдач у ламп с многокомпонентными амальгамами всегда приходится на более низкие температуры, чем у ламп с бинарной системой Cd—Hg (80 и 20% соответственно)

Серьезным достоинством амальгамных ламп является то, что в сборочных цехах снижается концентрация паров ртути, уменьшается ее расход, а при случайном разбивании лампы амальгама не разбрызгивается на мелкие капли подобно ртути.

Однако развитие АЛЛ позволяет наиболее полно решить эко­логические проблемы производства и применения ЛЛ. Рассмотрим некоторые конструкции АЛЛ, а также возможные пути их усо­вершенствования с учетом требования экономии электроэнергии. Для АЛЛ, разработанных в 1969 — 1977 гг., была выбрана тех­нология производства, при которой основная амальгама вводится в штенгель лампы в виде шарика или штабика, а часть ножки покрывается сплавом In — Sn. Последний в процессе тренировки АЛЛ поглощает часть ртути и образует пусковую амальгаму, ус­коряющую процесс разгорания лампы. При разработке АЛЛ были установлены тепловые режимы различных зон ЛЛ, анализ которых позволил сформулировать принципы выбора зон расположения амальгамы для различных условий эксплуатации ламп:

- для АЛЛ, пред­назначенных для эксплуатации в ус­ловиях изменяющейся to.c. амальгаму целесообразно располагать в зоне с повышенной температурой;

- для АЛЛ, предназначенных для эксплуа­тации с большими отклонениями Uc, амальгаму целесообразно располагать в зонах с пониженной температурой или стабилизировать температуру зоны расположения амальгамы.

Параметры амальгамных ЛЛ почти не отличаются от параметров аналогичных ртутных ламп, но оптимум их светоотдачи сдвинут в сторону более высоких температур. Недостатком амальгамных ламп является заметно большее время разгорания, связанное с более низкой упругостью паров ртути над амальгамой и более медленным прогревом места ее расположения. В целях сокращения времени разгорания часть амальгамы иногда помещают вблизи катода, например на лопаточке, с тем чтобы ускорить ее нагрев.