Металлогалогенная лампа

 

Использование: в безртутных металлогалогенных лампах для светокультуры растений. Сущность изобретения: металлогалогенная лампа содержит горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами натрия и скандия. В горелку лампы введены добавки для обеспечения ее галогенидами лития и цезия в следующих количествах, мкмоль/см³: добавки для обеспечения горелки галогенидами натрия 0,2 - 13, скандия 0,06 - 6, лития 0,5 - 12, цезия 0,2 - 10, а давление инертного газа составляет 13,3 - 200 кПа. В горелку лампы введены добавки для обеспечения горелки галогенидами самария в количестве 0,15 - 5 мкмоль/см³. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует безртутные металлогалоген- ные лампы для светокультуры растений.

Известна металлогалогенная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью, галогенидами скандия и лития.

Состав наполнения указанной лампы генерирует излучения с достаточно высоким КПД (до 28% ) в области спектра фотосинтетически активной радиации (ФАР).

Недостатком лампы является низкая экологичность ее конструкции и процесса эксплуатации вследствие использования в составе наполнения крайне токсичной ртути.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами натрия и скандия. Лампа-прототип имеет весьма высокую световую отдачу (до 100 лм/Вт).

Недостатком указанной лампы является низкий уровень излучения в условно красной области ФАР (600 700 нм) до 15% что не позволяет добиться высокой урожайности большинства овощей.

Целью изобретения является увеличение эффективности излучения в области ФАР.

Цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами натрия и скандия, в горелку лампы введены добавки для обеспечения горелки галогенидами лития и цезия, добавки взяты в следующих количествах, мкмоль/см³.

Добавки для обеспечения горелки галогенидами натрия 0,2 13,0 скандия 0,06 6,0 лития 0,5 12,0 цезия 0,2 10,0, а давление инертного газа составляет 13,3 200 кПа.

В лампе могут дополнительно использоваться добавки для обеспечения горелки галогенидами церия и скандия в количестве 0,05 5 и 0,15 5 мкмоль/см³.

В лампе по изобретению экспериментально подобранный состав наполнения обеспечивает излучение со следующим распределением энергии излучения в области ФАР, 400 500 нм 30±5, 500 600 нм 35±5; 600 700 нм 35±5. Такое распределение энергии в спектре излучения лампы позволяет увеличить урожайность большинства овощей.

Конструкция лампы идентична соответствующим. Принцип работы лампы также идентичен соответствующему для известных ламп. После подключения лампы к питающей сети последовательно с балластным сопротивлением осуществляется зажигание лампы путем подачи на электроды высоковольтного электрического импульса. Возникает дуговой разряд в среде инертного газа, по мере развития которого увеличивается мощность лампы, и в результате повышения температуры горелки в разряд поступают галогенидные добавки. В результате формируется дуговой разряд в среде галогенидов металлов с фиксированными параметрами: мощностью, напряжением, световым потоком лампы и т.д.

В лампе по изобретению генерируется спектр излучения, который характеризуется большой составляющей (не менее 30%) излучения в условно красной области ФАР (600 700 нм). Это позволяет увеличить урожайность большинства плодоовощных культур, таких как томаты, огурцы, сладкий перец, салат и т.д.

Распределение энергии спектра в области ФАР при использовании добавки натрия, скандия, лития и цезия такое: 400 500 нм 34% 500 600 нм 36% 600 700 нм 30% Дополнительное введение в горелку лампы добавок для обеспечения горелки галогенидами церия, не меняя характера излучения, увеличивает интегральный уровень излучения лампы.

Самарий, как показали экспериментальные исследования, позволяет стабилизировать процесс зажигания лампы.

Количество излучающих добавок определено экспериментально и выбрано следующим: Добавки для обеспечения горелки галогенидами натрия 0,2-13, скандия 0,06-6, лития 0,5-12, церия 0,2-10.

При меньших количествах добавок их не хватает для нормальной работы лампы в течение всего срока службы, так как добавки жестчатся в процессах адсорбции, абсорбция, хемисорбции и т.д. При большем количестве добавки дополнительного роста излучения нет, а затраты на приобретение дорогостоящих добавок, их обработку и хранение увеличиваются.

Количество добавок для обеспечения горелки галогенидами цезия и самария определено экспериментально с одной проверки из условий стабилизации дуги разряда и процесса зажигания, с другой (при избыточном количестве добавок цезия и самария) из условия снижения температуры разряда и уменьшения вследствие этого выхода излучения. Экспериментально подобранные количества добавок цезия и самария составляют 0,05 5 и 0,15 5 мкмоль/см³ соответственно.

В качестве добавок для обеспечения горелки галогенидами металлов могут использоваться непосредственно галогениды излучающих металлов, например NaI, CsI, ScI₃ и т.д; чистые металлы и галогениды неактивных металлов (на примере скандия), в этом случае галогениды металлов образуются в результате следующей реакции: 2Sc + 3SnX₂ 2ScX₃ + 3Sn, где Х галоген; оксиды металлов, галогениды неактивных металлов и металл, связывающий кислород оксидов (обычно алюминий). Реакция образования галогенидов металлов при этом такая Sc₂O₃ + 3SnX₂ + 2Al 2ScX₃ + Al₂O₃ + +3Sn.

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице.

Внедрение изобретения позволит при практически неизменной себестоимости увеличить урожайность выращиваемых овощей: огурцов, томатов, салата и т.д.

Формула изобретения

МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами натрия и скандия, отличающаяся тем, что в горелку дополнительно введены добавки для обеспечения ее галогенидами лития и цезия, добавки взяты в следующих количествах, мкмоль/см³: Добавки для обеспечения горелки галогенидами натрия 0,2 13,0 скандия 0,06 6,0 лития 0,5 12,0 цезия 0,2 10,0
а давление инертного газа составляет 13,3 200,0 кПф.

2. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что в горелку дополнительно введены добавки для обеспечения ее галогенидами церия в количестве 0,05 5,0 мкмоль/см³.

3. Лампа по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в горелку дополнительно введены добавки для обеспечения ее галогенидами самария в количестве 0,15 - 5,0 мкмоль/см³.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2