газоразрядная лампа с жидкостным охлаждением

Формула изобретения

1. Газоразрядная лампа с жидкостным охлаждением, имеющая цоколь (2), U-образное светящееся тело (3) и окружающую колбу или баллон (4) для жидкости, в которой цоколь (2) включает впускной и выпускной каналы (7, 8) для жидкости, при этом один впускной канал (7) направлен к изогнутой части (11) светящегося тела (3), а выпускной канал (8) содержит два ответвителя (13), которые начинаются вблизи стержней (9, 10) светящегося тела (3), отличающаяся тем, что ответвление (13") у катодной стороны светящегося тела (3) выполнено с большей площадью поперечного сечения, чем ответвление (13"") у анодной стороны.

2. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что впускной канал (7) содержит трубку (12), которая открывается в непосредственной близости от изогнутой части (11) светящегося тела (3).

3. Лампа по п. 2, отличающаяся тем, что трубка (12) проходит параллельно стержням (9, 10) светящегося тела (3).

4. Лампа по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что входные отверстия ответвлений (13", 13"") в цоколе (2) проходят вдоль линий, направленных к концам стержней (9, 10) светящегося тела, обращенным к цоколю (2).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к газоразрядной лампе с жидкостным охлаждением, имеющей цоколь, U-образное светящееся тело и окружающую колбу или баллон для жидкости, в которой основание включает впускной и выпускной каналы для жидкости, причем один впускной канал направлен к изогнутой части светящегося тела, а выпускной канал содержит два ответвления, которые начинаются вблизи стержней светящегося тела.

В технике известно применение газоразрядных ламп различных типов для стерилизации предметов или для уменьшения количества живых организмов, например, при упаковке медицинских инструментов и принадлежностей или при асептической упаковке продуктов питания. Такие газоразрядные лампы могут, например, при равномерном или пульсирующем потоке испускать ультрафиолетовый свет. Кроме света такие лампы выделяют тепло, которое необходимо отводить для предотвращения старения ламп, приводящего к меньшей светоотдаче и более короткому сроку службы (см., например, патент Великобритании 1294022, кл. H 01 J 61/52, 61/24, 1972). Эта проблема обычно решается посредством жидкостного охлаждения, т.е. жидкость, обычно воду, заставляют течь вдоль светящихся частей лампы для их охлаждения и для сохранения приемлемой рабочей температуры лампы. В этой связи возникает особая проблема с газоразрядными лампами такого типа, который содержит изогнутое, например U-образное, светящее тело. Хотя такая конфигурация позволяет, например, облучать изнутри частично готовый упаковочный контейнер, U-образная форма светящегося тела обуславливает явную концентрацию тепла в изогнутой части светящегося тела, что означает ее работу при сравнительно высокой рабочей температуре, даже если лампа снабжена жидкостным охлаждением. При обычном жидкостном охлаждении газоразрядной лампы этого типа применяют наполненную жидкостью колбу или баллон, например, из кварцевого стекла, в котором находится светящееся тело. Вводимая охлаждающая жидкость подается, например, через переходный вкладыш вдоль светящегося тела таким образом, чтобы жидкость текла вдоль одного стержня светящегося тела, огибала его изогнутую часть и возвращалась вдоль противоположного стержня светящегося тела. Так как охлаждающая вода имеет самую низкую температуру при ее втекании в колбу для жидкости, то в результате эта конструкция обеспечивает наиболее сильное охлаждение одного стержня светящегося тела (точнее, на его начальном конце), в то время как вода будет уже несколько нагретой при ее поступлении к изогнутой части светящегося тела, так что охлаждение этой части не будет оптимальным.

Из японской патентной выкладки 05101810, кл. H 01 J 61/52, публ. 23.04.1993 известна охлаждаемая разрядная трубка, в которой хладагент подается из подающей трубки, у которой выходное отверстие находится в непосредственной близости от изогнутой части U-образной разрядной лампы. Хладагент протекает от изогнутой части разрядной лампы вдоль ее стержней и затем выходит через два выходных отверстия. Такая конфигурация несколько выравнивает охлаждающий эффект, однако охлаждающий эффект все-таки не совсем соответствует конфигурации разрядной трубки.

Таким образом, в технике существует насущная необходимость создания газоразрядной лампы с жидкостным охлаждением, которая содержит изогнутое или U-образное светящееся тело, при этом газоразрядная лампа имеет охлаждающую систему, приспособленную к конфигурации светящегося тела и обеспечивающую максимальное охлаждение в самом горячем месте светящегося тела.

Одной целью настоящего изобретения является создание газоразрядной лампы с жидкостным охлаждением такого типа, который содержит изогнутое или U-образное светящееся тело и лишен вышеуказанных недостатков, но обеспечивает оптимальный поток охлаждающей жидкости, максимально увеличивая светоотдачу и срок службы лампы.

Другой целью настоящего изобретения является создание такой газоразрядной лампы с жидкостным охлаждением и с U-образным светящимся телом, в которой поток охлаждающей жидкости регулируется таким образом, чтобы обеспечить максимальное охлаждение самой горячей изогнутой части светящегося тела.

Кроме того, целью настоящего изобретения является создание лампы с жидкостным охлаждением и с U-образным светящимся телом, в котором охлаждающая жидкость направляется по каналам и трубкам таким образом, чтобы охлаждение различных частей светящегося тела соответствовало степени нагрева во время работы.

Согласно настоящему изобретению вышеперечисленные и другие цели достигнуты благодаря тому, что газоразрядная лампа с жидкостным охлаждением, снабженная цоколем, U-образным светящимся телом и окружающей колбой или баллоном для жидкости, в которой основание включает впускной и выпускной каналы для жидкости, причем один впускной канал направлен к изогнутой части светящегося тела, а выпускной канал содержит два ответвления, которые начинаются вблизи стержней светящегося тела, обладает тем отличительным признаком, что ответвление у катодной стороны светящегося тела выполнено с большей площадью поперечного сечения, чем ответвление у анодной стороны.

Предпочтительный вариант выполнения газоразрядной лампы согласно настоящему изобретению, кроме того, обладает отличительными признаками, изложенными в зависимых пунктах прилагаемой формулы изобретения.

Приспосабливая и направляя поток жидкости так, чтобы охлаждение светящегося тела изменялось в соответствии с имеющейся степенью нагрева, можно не только достигать максимального срока службы лампы согласно настоящему изобретению, но также и оптимального режима работы, обеспечивая, что лампа на большей части своего срока службы будет оказывать максимальное уничтожающе-стерилизующее действие. Это весьма важно в промышленных случаях применения, например, в машинах для упаковки продуктов питания.

Теперь будет подробнее описан один предпочтительный вариант выполнения лампы согласно настоящему изобретению с особой ссылкой на сопровождающие схематические чертежи, на которых показаны только те части и детали, которые необходимы для понимания настоящего изобретения.

На фиг. 1 изображен вертикальный вид сбоку газоразрядной лампы согласно настоящему изобретению; на фиг.2 - вид в разрезе газоразрядной лампы на фиг. 1 в увеличенном масштабе.

На фиг.1 показан один из предпочтительных вариантов выполнения газоразрядной лампы согласно настоящему изобретению. Конечно, газоразрядные лампы могут иметь различные конструкции и различные конфигурации, но общей особенностью газоразрядных ламп согласно изобретению является то, что они содержат цоколь 2, изогнутое или U-образное светящееся тело 3 и колбу или баллон 4 для жидкости, изготовленный, например, из кварцевого стекла и окружающий светящееся тело 3. Как видно из фиг.1, цоколь 2 лампы снабжен контактами 5, 6 для подсоединения к электросети, которые, конечно, могут быть выполнены любым желаемым образом. Цоколь также содержит (фиг. 2) впускное и выпускное отверстия соответственно 7", 8" впускного канала 7 и выпускного канала 8 для охлаждающей жидкости. Светящееся тело 3 выполнено U-образным и состоит из двух стержней 9 и 10 и расположенной между ними изогнутой части 11. Конечно, светящееся тело может также иметь любую другую согнутую или изогнутую форму, например V- или -образную форму, или состоять из множества изогнутых частей. Трубка 12 для охлаждающей жидкости проходит посередине между стержнями 9, 10 светящегося тела 3. Колба или баллон 4 для жидкости выполнена с по существу круглым (или сплющено круглым) поперечным сечением, при этом трубка 12 простирается концентрично через колбу 4 для жидкости таким образом, чтобы выпускать жидкость в непосредственной близости от изогнутой части 11 светящегося тела 3.

Как видно из фиг.2, впускной канал 7 для охлаждающей жидкости простирается от впускного отверстия 7" в цоколе 2 к центральной части цоколя, где он проходит вдоль центральной оси лампы 1 до торца цоколя, обращенного к светящемуся телу 3. В этом месте впускной канал 7 соединяется с трубкой 12, которая, как упоминалось выше, простирается концентрично вниз через колбу 4 для жидкости таким образом, что ее нижний открытый конец оказывается направленным к самой горячей, изогнутой части 11 светящегося тела 3. Выпускной канал 8 простирается от выпускного отверстия 8" в цоколе также вертикально вниз к цоколю 2 лампы, но затем он разделяется на два ответвления 13, которые открываются в той части цоколя, которая обращена к колбе 4 для жидкости. Оба ответвления 13" и 13"" выпускного канала 8, точнее, открываются непосредственно вблизи тех частей стержней 9, 10 светящегося тела 3, которые закреплены в цоколе 2. Входные отверстия выпускного канала 8 и обоих ответвлений 13", 13"" в цоколе простираются вдоль линий, которые направлены к концам стержней светящегося тела лампы, обращенным к цоколю. Кроме того, оба ответвления 13", 13"" выпускного канала имеют разную площадь поперечного сечения, причем ответвление 13" с большей площадью поперечного сечения расположено вблизи катодной стороны светящегося тела 3, а ответвление 13"" с меньшей площадью поперечного сечения находится у анодной стороны светящегося тела 3.

На фиг. 2 можно также видеть, как контакты 5, 6 соединены проводниками, расположенными в цоколе 2 (показаны пунктирными линиями), с каждым соответствующим стержнем 9, 10 светящегося тела 3.

При использовании газоразрядной лампы согласно изобретению, например, для внутренней стерилизации упаковочных контейнеров газоразрядную лампу 1 опускают в упаковочный контейнер и включают на достаточный период времени для эффективного уничтожения всех находящихся там живых организмов, так чтобы затем можно было проводить асептическое заполнение упаковочного контейнера. Для обеспечения максимального срока службы и неизменно хорошего стерилизующего действия в течение всего срока ее службы лампу во время работы охлаждают охлаждающей жидкостью, предпочтительно деионизированной водопроводной водой. Вода через впускной канал 7 поступает в газоразрядную лампу 1 и через отверстие в трубке 12 вытекает в направлении к самой горячей части светящегося тела 3, т.е. к его нижней изогнутой части 11. Поскольку отверстие в трубке 12 не только направлено к этой части светящегося тела, но и также расположено в непосредственной близости от нее, охлаждающее действие у изогнутой части 11 светящегося тела 3 будет максимальным. Охлаждающая жидкость, втекающая в колбу или баллон 4 для жидкости, затем вытесняется вверх вдоль обоих стержней 9, 10 светящегося тела 3, чтобы, наконец, вытекать через ответвления 13", 13"" выпускного канала 8, открывающихся в колбу 4 для жидкости. Расположение и направление ответвлений обеспечивает то, что перед тем как покинуть колбу 4 для жидкости, охлаждающая жидкость течет в непосредственной близости от частей стержней 9, 10, закрепленных в цоколе 2, что также обеспечивает оптимальное охлаждение этих частей. Благодаря конструкции, имеющей разные площади поперечного сечения двух ответвлений 13", 13"" выпускного канала 8, кроме того, обеспечивается, что более теплая катодная сторона (стержень 9) светящегося тела 3 подвергается действию большего потока, чем несколько более холодная анодная сторона, что делает еще более оптимальным охлаждение светящегося тела 3 в целом.

Кроме того, это действие усиливается тем, что оба входных отверстия выпускного канала 8 находятся на линиях, направленных к закрепленным концам стержней 9, 10.

В результате в газоразрядной лампе с жидкостным охлаждением, изготовленной и сконструированной согласно настоящему изобретению, будет обеспечиваться соответствующее охлаждение светящегося тела 3, так что оно будет иметь длительный срок службы. Кроме того, снижается риск химического изменения или ухудшения наиболее нагревающейся изогнутой части светящегося тела, что прежде было проблемой, поскольку это вместе с накапливающимся покрытием на внутренней стороне светящегося тела приводило ранее к постепенному ухудшению светоотдачи, что на практике снижало реальный срок службы известных ламп.

Настоящее изобретение не следует рассматривать как ограниченное тем, что описано выше и показано на чертежах, при этом возможны многочисленные изменения, не выходящие за пределы прилагаемой формулы изобретения.