Устройство, увеличивающее срок службы электрической лампы накаливания

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ 2005/1135.1 28.09.2005 15.03.2010, бюл.318736, 15.08.2007, бюл.8 Дубровин Николай Александрович 94023355, кл. Н 01 Н 13/00, 20.05.19962263660, кл. Н 05 В 39/04, 03.10.1975 Белоусов А.К. и др., Электрические разъемные контакты в радиоэлектронной аппаратуре, М., Энергия, 1975, с.215, 216(54) УСТРОЙСТВО, УВЕЛИЧИВАЮЩЕЕ СРОК СЛУЖБЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ(57) Для увеличения срока службы лампы накаливания предлагается устройство, состоящее из стандартного электрического выключателя, используемого, например, в квартирной электропроводке, в который встроены дополнительный контакт в виде пластинки из упругого металла и полупроводниковый диод. При включении лампы таким выключателем в сеть его подвижный контакт, двигаясь к неподвижному контакту, сначала замыкается на дополнительный контакт и ее спираль, на несколько мгновений сначала подключается к сети переменного тока последовательно с диодом. В результате этого холодная спираль начинает разогреваться импульсами выпрямленного переменного тока, кото рые оказывают на нее динамическое и тепловое воздействия значительно меньшие, чем импульсы переменного тока, начинающие разогревать холодную спираль лампы при ее включении в сеть стандартным выключателем. По прошествии указанных выше мгновений подвижный контакт, оставаясь замкнутым на дополнительный контакт, замыкается и на неподвижный контакт включателя, и диод замыкается накоротко, а спираль лампы оказывается подключенной к сети переменного тока напрямую, в результате чего по ней течет переменный ток, который разогревает ее окончательно и обеспечивает нормальное горение лампы. Аналогичный описанному выше процесс происходит и при замене полупроводникового диода на резистор, который в первые мгновения после включения лампы в сеть, благодаря дополнительному контакту оказывается соединенным со спиралью лампы последовательно, в результате чего величина переменного тока, начинающего разогревать холодную спираль, уменьшается. Затем, когда резистор замыкается накоротко электрический ток, протекающий через спираль лампы увеличивается до нормального и разогревает ее до рабочей температуры, обеспечивая нормальное горение лампы. 18736 Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к электрическим выключателям, используемым для включения электрических ламп накаливания в электрическую сеть переменного и (или) постоянного тока и их выключения. Известно, что когда электрическая лампа накаливания (далее лампа) перегорает, то это чаще всего происходит не во время ее горения, а в момент ее включения в электрическую сеть (далее сеть) выключателем, а срок их службы оказывается тем меньше, чем чаще она включается и выключается. Это объясняется тем, что электрическое сопротивление вольфрамовой спирали лампы, как и любого электрического проводника, зависит от ее температуры, а т.к. перед включением лампы в сеть выключателем она холодная, то ее сопротивление в несколько раз (примерно в десять раз) меньше того,которое спираль имеет во время горения лампы. Поэтому, протекающий в первые мгновения после включения лампы в сеть по ее холодной спирали электрический ток,согласно закона Ома больше электрического тока, который через нее будет протекать во время последующего горения лампы. И, хотя, по мере разогревания им спирали лампы (приводящему к увеличению ее электрического сопротивления) он очень быстро (в течение долей секунды) уменьшается до нормального (т.е. того,который протекает через спираль лампы во время ее горения), повторяющийся при каждом включении лампы в сеть мгновенный ударный процесс разогревания спирали током, в несколько раз превосходящим нормальный, приводит к тому, что при очередном включении лампы в сеть ее спираль перегорает. Из этого следует вывод, что если уменьшить величину электрического тока, протекающего через спираль лампы в первые мгновения после ее включения в сеть выключателем, то это приведет к смягчению мгновенного ударного процесса разогревания спирали до ее рабочей температуры и уменьшению вероятности перегорания лампы в момент ее включения в сеть, в результате чего срок службы лампы увеличится. До настоящего времени нигде в мире не предпринимались и не предпринимаются меры, направленные на увеличение срока службы электрических ламп накаливания указанным выше способом. Заявителем предлагается изобретение, обеспечивающее уменьшение электрического тока, протекающего через спираль лампы в первые мгновения после ее включения в сеть выключателем, которое представляет собой стандартный выключатель любого типа, используемый для включения лампы накаливания или группы ламп (например, в люстре) в сеть, в который встроены дополнительный контакт и полупроводниковый диод или резистор. Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого изобретения, является увеличение срока службы ламп накаливания, ис 2 пользуемых для освещения, как в быту, так и на производстве. Прототипом предлагаемого изобретения является стандартный выключатель любого типа, выпускаемый промышленностью для включения в электрическую сеть переменного или постоянного тока одной лампы накаливания или нескольких ламп одновременно (например, в люстре), состоящий из корпуса из материала, не проводящего электрический ток (например, пластмассы), в котором закреплены неподвижный и подвижный электрические контакты и рычажок, с помощью которого осуществляется замыкание подвижного контакта на неподвижный и его размыкание (т.е. включение и выключение выключателя). (Б.С.Э., издание Советская энциклопедия, 3-е издание, Москва, 1971 г., т.5,стр. 526). Для изготовления предлагаемого выключателя используется стандартный выключатель любого типа, в который встраиваются дополнительный контакт 1 и полупроводниковый диод 2 (далее диод) или резистор 3, используемые в компьютерах и радиотехнических устройствах (см. фиг. 1, 2, 3, где резистор 3 показан пунктиром). Диод 2 (или резистор 3) одним своим выводом присоединяется к контакту 1, а другим выводом к неподвижному контакту 4 выключателя. Контакт 1 выполнен в виде пластинки из упругого металла (например, латуни). Его форма и размеры зависят от типа стандартного выключателя. Встраивание в стандартный выключатель как контакта 1, так и диода 2 (или резистора 3) не требует изменения его конструкции, т.к. они имеют миниатюрные размеры (например, в опытном экземпляре предлагаемого выключателя с диодом 2 контакт 1 имеет размеры 25,04,00,3 мм,диод 2 - 7,54,04,0 мм а с резистором 3 контакт 1 имеет такие же размеры, как и в первом случае, а резистор 3 имеет длину 18,0 мм и диаметр 8,0 мм). Контакт 1 встраивается в стандартный выключатель таким образом, чтобы при переводе рычажка 5 выключателя из положения Выкл в положение Вкл его подвижный контакт 6, двигаясь к контакту 4, перед замыканием на него сначала замкнулся на контакт 1 (см. фиг. 2), а затем, оставаясь замкнутым на него, через несколько мгновений замкнулся и на контакт 4 (см. фиг. 3). Очевидно, что при переводе рычажка 5 выключателя обратно, т.е. из положения Вкл в положение Выкл контакт 6 сначала разомкнтся с контактом 4, а затем и с контактом 1. Встраивание в стандартный выключатель как контакта 1, так и диода 2 (или резистора 3)может быть выполнено или при изготовлении выключателя, или в выключатель, который уже используется,например, в квартирной электропроводке. Когда для включения лампы накаливания в сеть переменного электрического тока предлагаемым стандартным выключателем, в который встроены дополнительный контакт 1 и диод 2 его рычажок 5 переводится из положения Выкл в положение Вкл - это приводит к тому, что подвижный контакт 6 выключателя начав двигаться к его непод 18736 вижному контакту 4 , прежде чем на него замкнуться, сначала замыкается на контакт 1 (см. фиг. 2). В результате этого холодная спираль лампы, пока контакт 6, оставаясь замкнутым на контакт 1, не замкнется на контакт 4, оказывается подключенной к электрической сети последовательно с диодом 2, изза чего по ней начинает протекать не переменный ток, а импульсы выпрямленного диодом 2 переменного тока. Поэтому, процесс начала разогревания холодной спирали лампы этими импульсами происходит значительно мягче, чем переменным током,который ее разогревает при включении лампы в сеть стандартным выключателем. Когда же контакт 6,спустя несколько мгновений после замыкания на контакт 1 достигает контакта 4 и замыкается на него, спираль лампы оказывается уже частично разогретой, а диод 2-замкнутым накоротко. В результате спираль лампы оказывается подключенной к электрической сети не через диод 2, а напрямую (см. фиг. 3) и по ней начинает протекать переменный ток, который разогревает ее до рабочей температуры и обеспечивает нормальное горение лампы. Если в предлагаемом выключателе вместо диода 2 встроен резистор 3, то смягчение процесса начального разогревания холодной спирали лампы при ее включении в сеть переменного тока достигается уменьшением величины тока в результате того,что после замыкания контакта 6 на контакт 1, когда он в течение нескольких мгновений движется к контакту 4, чтобы замкнуться и на него (см. выше),спираль лампы в течение этих мгновений оказывается подключенной к сети последовательно с резистором 3 и величина тока, протекающего через нее,определяется согласно закону Ома следующей формулой Из приведенной формулы следует, что подбором величины сопротивления резистора 3 можно обеспечить уменьшение величины тока, начинающего разогревать холодную спираль лампы по сравнению с током, начинающим ее разогревать при включении лампы в сеть стандартным выключателем, например, в 2-3 или более раз. Когда же контакт 6 замкнется на контакт 4 и резистор 3 окажется замкнутым накоротко, спираль лампы окажется подключенной к сети напрямую и величина тока, протекающего через нее, будет определяться теперь напряжением сети и величиной только сопротивления спирали. Этот ток окончательно разогревает спираль до рабочей температуры и обеспечивает нормальное горение лампы. Из изложенного выше следует, что при использовании для включения (и выключения) лампы накаливания или нескольких ламп накаливания (например, в люстре) в электрическую сеть переменного тока предлагаемого выключателя вместо стандартного выключателя величина электрического тока, начинающего разогревать холодную спираль лампы (ламп) в первые мгновения после ее (их) включения, оказывается меньше, чем при использо вании для этого стандартного выключателя, что приводит к увеличению срока службы лампы(ламп). При использовании предлагаемого выключателя с встроенным в него диодом 2, диод 2 электрической энергии не потребляет, а только пропускает электрический ток в одном направлении и не пропускает в обратном направлении. Если же в предлагаемом выключателе встроен резистор 3, то потребление им электрической энергии происходит только в первые мгновения после включения лампы в электрическую сеть, когда он оказывается соединенным со спиралью лампы последовательно. А когда по прошествии указанных выше мгновений контакт 6 замыкается на контакт 4 (см. выше), резистор 3 оказывается замкнутым накоротко и в течение всего времени горения лампы он энергии не потребляет. При этом, т.к. нагревание резистора 3 потребляемой им электрической энергией происходит только в течение нескольких мгновении после включения лампы в сеть, то в качестве резистора 3 может использоваться резистор, рассчитанный на ничтожно малую мощность рассеивания (например, не более 0,5-1,0 ватт). На основании вышеизложенного заявитель убежден, что предлагаемое им изобретение при его использовании для включения и выключения электрических ламп накаливания, питаемых от электрической сети переменного или постоянного тока, вместо стандартных выключателей, приведет к тому,что срок службы ламп значительно увеличится. Это его убеждение основывается, например, на том,что после встраивания в каждый из семи стандартных выключателей, имеющихся в электропроводке его квартиры, дополнительного контакта и полупроводникового диода, которое было выполнено более полутора лет назад ни одна из одиннадцати ламп накаливания, шесть из которых используется в двух люстрах, до сих пор не перегорела. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Электрический выключатель для включения и выключения электрической лампы накаливания или нескольких ламп одновременно, например, в люстре, в электрическую сеть переменного тока, состоящий из корпуса из материала, не проводящего электрический ток, например, пластмассы, в котором закреплены неподвижный и подвижный электрические контакты и рычажок для замыкания подвижного контакта на неподвижный и их размыкания, отличающийся тем, что в него встроены неподвижный дополнительный электрический контакт в виде пластинки из упругого металла, например, латуни и полупроводниковый диод или резистор, используемые в компьютерах и радиотехнических устройствах, каждый из которых, при его встраивании в выключатель, одним своим выводом присоединен к дополнительному контакту, а другим выводом - к неподвижному контакту выключателя.