Индукционные люминесцентные лампы

Устройство индукционной люминесцентной лампыПомните, что ответил Остап Бендер на предложение купить «вечную» иголку для примуса? «Зачем? Я не собираюсь жить вечно…» Наверное, стоит поспорить с любимым всеми персонажем: используемое техническое изделие все-таки должно быть долговечным, чтобы не донимать человека проблемами выхода его из строя. С другой стороны, чем надежнее вещь, тем менее хочется ее выбрасывать, даже если она морально устарела. Не выбросишь старую — не купишь новую, фирма-производитель не получит прибыль, темпы экономического роста снизятся…

Это, конечно же, шутка — про снижение темпов роста: человек всегда стремится выбрать лучший из возможных вариантов и не позволит себе идти пешком, если можно ехать в автомобиле. В отношении осветительных приборов предел человеческого мечтания — «вечная лампа» белого света, которая совсем (ну или почти совсем) не потребляет электроэнергию. Однако все, что мы прочли в этой книге, как раз говорит о том, что до осуществления человеческой «осветительской» мечты еще очень и очень далеко. И, тем не менее, давайте немного помечтаем.

…К возвращению жены из роддома муж отремонтировал квартиру и установил в комнате красивый светильник с новой лампой, напоминающей своей формой звено цепи…

…Мальчик окончил школу и поступил в институт, а лампочка с формой звена цепи продолжала исправно работать, в ее свете институтские задачки решались легко и непринужденно…

…К возвращению жены сына из роддома новоиспеченный дед открыл полюбившийся всем светильник, протер от пыли лампу с формой звена цепи, которая излучала теплый домашний свет…

…Он возвратился домой после празднования своего пятидесятилетнего юбилея, заваленный подарками от коллег-профессоров, и дома узнал хорошую новость — у него родился внук…

…Когда внука внесли в комнату, он нажал на выключатель и теплый домашний свет лампы, когда-то купленной к дню его рождения и ставшей за прошедшую жизнь полноправным членом семьи, заполнил комнату…

Вот так автор книги представил жизнь сверхнадежного источника света, который дарит радость четырем (!) поколениям. Мечта, скажете? Фантастика? Нет, не фантастика — реальность!

Давайте вспомним, какое самое слабое место у люминесцентной лампы — это ее спираль, которая со временем теряет эмиссию, истончается и перегорает. К современным люминофорам претензий практически нет: они достаточно стойки к продолжительному УФ-излучению и защищены от реакций со ртутью. Можно ли каким-то другим, более надежным, способом создать ионизированное состояние газа-наполнителя и пропускать через него электрический ток? Можно!

На рисунке показано устройство индукционной (безэлектродной) люминесцентной лампы. Колба лампы свернута в виде кольца (прямоугольного или круглого), на колбу надеты в противоположных сторонах два ферритовых кольца, на которые наложены обмотки. В колбу закачан инертный газ (чаще всего — ксенон) с парами ртути, стенки колбы покрыты люминофором. И никаких накальных электродов!

В обмотки катушек подается переменный электрический ток, который рождает переменное электромагнитное поле. Это поле приводит к появлению внутри лампы электрического тока, возбуждающего атомы ртути и, как обычно, рождающего УФ-излучение, которое при помощи люминофора переводится в видимый свет. По сути, колба является короткозамкнутым витком вторичной обмотки «трансформатора» с магнитопроводом в виде ферритового кольца.

Индукционные лампы обладают поистине фантастическими свойствами: при светоотдаче около 80 лм/Вт и индексе цветопередачи чуть более 80 гарантированный срок службы составляет 60 000 часов для серийно выпускаемых ламп и почти 100 000 часов для ламп, которые скоро появятся в продаже. Если средняя наработка лампы в год составит 2000 часов, что примерно соответствует нашим реальным домашним потребностям в освещении, то индукционной лампы «хватит» как раз на 50 лет эксплуатации!

Объемы выпуска индукционных ламп в мире пока не слишком высоки. Например, фирма OSRAM производит серию ламп OSRAM ENDURA  с потребляемой мощностью 72, 100 и 150 Вт. При этом габаритные размеры 72-ваттной и 100-ваттной ламп одинаковы (315 х 139 х 75 мм), 150-ваттная лампа длиннее на 100 мм.

Безэлектродные лампы — дорогое удовольствие, которое, однако, окажется выгодным решением там, где обслуживание светотехнических приборов сопряжено с большими неудобствами. Примером может служить производственное помещение, в котором нельзя прерывать технологические процессы слишком часто, или цех с высокими потолками. Индукционная лампа окупает себя только за счет снижения затрат на обслуживание.

Причина дороговизны безэлектродных ламп не только в сложной конструкции колбы, но еще и в необходимости обеспечения питания от электронного балласта с очень высокой частотой преобразования. Для ламп ENDURA фирма OSRAM поставляет электронные балласты с частотой преобразования 250 кГц типа QUICKTRONIC с габаритными размерами 181 x 100 x 43 мм.

Лампа OSRAM ENDURAВ номенклатуре других фирм (например, Philips) можно встретить грушевидную конструкцию лампы с частотой преобразования около 3 МГц. Отечественное производство индукционных ламп находится на стадии испытаний опытных образцов. К примеру, ОКБ «МЭЛЗ» обозначило в номенклатуре своей продукции лампу БВЛ мощностью 150 Вт со сроком службы 60 000 часов, но, видимо, купить ее можно будет еще не скоро — ведь нужно разрабатывать также надежный электронный балласт.