Металлогалогенная лампа для облучения растений

 

Использование: в облучательных установках при выращивании растений. Сущность изобретения: лампа наполнена ксеноном при давлении 16-266 кПа и добавками для обеспечения горелки галогенидами лития, галлия, индия, таллия, взятыми в количествах (н.моль/см3) 45-600; 30-300; 15-200 и 6-80 соответственно, молярное отношение количества лития к количеству галлия, индия и таллия составляет соответственно 1,5-3,5; 3,0-7,0 и 5,0-10,0. Лампа имеет повышенный КПД в области фотосинтетически активной радиации. 1 ил., 1 табл.

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1 I) (гп)5 Н 01 J 6

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

9, ото. ед

20,Hg

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4900708/07 (22) 09.01.91 (46) 30,08.92. Бюл. ¹ 32 (71) Саранское производственное обьединение "Лисма" (72) С,Г, Ашурков, И.Ф. Минаев, Г.С. Сарычев и Ю,А Архипов (56) Еленбаас В, Ртутные лампы высокого давления /Под ред. И,M. Весельницкого и Г.Н. Рохлина, Энергоиздат, 1976, с, 258—

320.

Патент США ¹ 4757236, кл. Н 01J 61/18, 1988. (54) МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА ДЛЯ

ОБЛУЧЕНИЯ РАСТЕНИЙ (57) Использование: в облучательных установках при выращивании растений. Сущность изобретения: лампа наполнена ксеноном при давлении 16 — 266 кПа и добавками для обеспечения горелки галогенидами лития, галлия, индия, таллия, взятыми в количествах (н.моль/смз) 45-600; 30-300;

15 — 200 и 6 — 80 соответственно, молярное отношение количества лития к количеству галлия, индия и таллия составляет соответственно 1,5 — 3,5; 3,0 — 7,0 и 5,0-10,0. Лампа имеет повышенный КПД в области фотосинтетически активной радиации. 1 ил., 1 табл, 1758707

10

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в производстве металлогалогенных ламп, предназначенных для облучательных устаНоВоК при выращивании растений.

Известна газоразрядная лампа высокого давления, содержащая горелку из оптически прозрачного материала, наполненную инертным газом, ртутью и натрием.

Указанная лампа, кроме применения для освещения улиц, дорог и других объектов, используется и для светокультуры растений, Следует отметить, что лампа является необходимым элементом большинства облучательных установок для выращивания светокультур растений в условиях теплиц и ее спекгр излучения должен отвечать следующим условиям: а) высокий энергетический

КПД излучения в области фотосинтетически активной радиации (ФАР) — 380 — 710 нм: не менее 23-25%; б) определенное соотношение между потоками излучения в условно синей (380-500 нм), условно зеленой (500-600 нм) и условно. красной (600-710 нм) частях области ФАР, которое в большинстве применений таких ламп в идеале (данные ориентировочные) должно составлять 30;15:55, Недостатками лампы при использова нии для выращивания светокультуры растений являются низкая экологичность вследствие применения в составе наполнения крайне токсичной ртути; неудовлетвоpMT8JII l. îå соотношение между условно синей, условно зеленой и условно красной частями области ФАР i !0: 60: ЗО); недостаточно высокий КПД излучения в области

ФАР (не более 23-24%).

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является металлогалогенная лампа для облучения растений, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную ксеноном и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов.

В указанной лампе не используется ртуть и в экологическом отношении она является гораздо более благополучной, чем лампа-аналог.

Недостатком лампы является то, что состав наполнения лампы-галогениды натрия и скандия — генерирует спектр излучения с неудовлетворительным соотношением лежду условно красной, условно зеленой и условно синей частями области ФАР (порядка 10: 55: 35) и недостаточно высоким КПД в области ФАР (не более 22%).

Целью изобретения является повышение КПД излучения в области ФАР (380 — 710 нм) и оптимизация соотношения излучения в условно синей, условно зеленой и условно красной частях области ФАР.

Поставленная цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе для облучения растений, содер>кащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную ксеноном и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, в качестве указанных добавок использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами лития, галлия, индия и таллия, при этом молярное отношение лития к галлию, индию и таллию составляет 1,5 — 3,5; 3,0 — 7,0 и 5,0-10,0 соответственно, компоненты взяты в следуюших количествах, в н моль/см;

Добавки для обеспечения горелки галоген идами лития 45-600 галлия 30-300 индия 15-200 тэллия 6 — 80 а давление ксенона составляет 16 †2 кПа, На чертеже представлен спектр излучения лампы.

Б металлогалогенной лампе выбранный состав наполнения, а также взятое соотношение между компонентами наполнения позволяют получить излучение, эффективность которого в области ФАР превышает соответствующую для лампыпрототипа и составляет 25,5 — 27,0. Кроме того, соотношенле излучения между условно синей, зеленой и красной частями области

ФАР более благоприятное.

Конструктивно лампа не отличается от известных металлогалогенных ламп. Лампа может бь ть наполнена как в одноцокольном варианте, так и в софитном исполнении, После установки лампы в патроне, подключенном в цепь питания лампы, на горелку подается напряжение питающей сети и высоковольтный электрический импульс, в результате чего ме>кду электродами возникает разряд в ксеноне, который, разогревая стенку горелки, приводит к испарению с ней указанных галогенидов излучающих металлов — лампа разгорается. Через некоторое время лампа переходит в режим дугового разряда с установившимися параметрами.

При этом на непрерывный спектр ксенона (см. чертеж) в этой области и заметными синими линиями — 461,2/2,4 нм, 467,1 нм и

473,4 нм, наложены уширенные сильные линии металлов добавок: в условно синем участке — линии галлия 403,3 и 417,2 нм и индия

410,2 и 451,1 нм, в условно зеленом участке— линия таллия 535,0 нм и в условно красном— линии 610,4 и 670,8 нм лития и линии галлия

1758707

639,7 и 641,3 нм, В результате наряду с высоким КПД излучения лампы в области

ФАР достигается улучшенное соотношение между условно синим, зеленым и красным участками этой области.

Количество добавок для обеспечения горелки галогенидами лития, галлия, индия и таллия выбрано экспериментально из условий обеспечения срока службы

JlBMn 5 тыс. ч и составляет соответственно

45 — 600 — н моль/см; 30 — 300 — н моль/см;

15 — 200 н моль/см; 6-80 н моль/смз.

При меньших количествах срок службы снижается, т. к. образующихся галогенидов недостаточно, чтобы обеспечить приемлемый срок службы. При больших количествах добавок положительные факторы уже не достигаются, а затраты на приобретение добавок растут.

Следует отметить качественно новое проявление добавок для обеспечения горелки галогенидами лития в условиях ксенонового наполнения. Введенные вуказанных концентрациях они не менее чем втрое повышают градиент электрического потенциала разряда, что существенно упрощает задачу создания конкретных, обычно 700—

3500 Вт, ламп в приемлемо малых габаритах, в том числе в расчете на использование этих ламп в уже существующих облучателях. Этот эффект, очевидно, объясняется тем, что атомы лития в результате термической диссоциации, обладая большим эффективным сечением упругого соударения с электронами, существенно повышают сопротивление разряда в ксеноне, у которого в рассматриваемом интервале температур (6000 — 10000 К), указанные сечения малы ("рамзеуеровский минимум"). Ничего подобного в ртутных лампах с добавкой йодида лития не наблюдается, поскольку в этом случае решающее влияние на суммарные электрические характеристики разряда оказывает низкий потенциал ионизации лития, что выражается в некотором снижении градиента потенциала таких ламп по сравнению с чисто ртутными, Молярное отношение количества лития к количеству галлия, индия и таллия должно составлять 1,5-3,5; 3,0-7,0 и 5,0-10,0 соответственно. Это определено экспериментальноо.

При отношениях, больших 3,5; 7,0; 10,0 сказывается превалирующее излучение лития (линии 610 и 670 нм) в ущерб излучению соответственно галлия, индия и таллия, что приводит к нежелательному снижению КПД излучения в области ФАР, изменению спектра.

При молярных отношениях, меньших

1,5; 3,0 и 5,0, сказывается, напротив, недостаток излучения лития на фоне излишнего роста излучения галлия, индия и таллия, что также снижает КПД излучения в области

ФАР.

Давление ксенона выбирается в диапазоне 16-266 кПа.

При давлении ксенона, меньшем 16 кПа, низок градиент электрического потенциала и при конкретной мощности начинают черезмерно расти габариты лампы. К тому же, как экспериментально показано, становится недостаточным уширяющее влияние ксенона на линии излучающих металлов.

При давлении, большем 266 кПа, лампа становится взрывоопасной и, кроме того, снижающаяся при этом температура разряда сказывается на снижении интенсивности линий добавок (особенно красных линий галлия 639,7 и 641,3 нм).

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице, Применение изобретения позволит повысить КПД излучения в области ФАР (у лампы-прототипа КПД составляет 22%, а у предлагаемых ламп 24,5 — 27,5 ) при суще° ственно лучшем соотношении между условно синей, условно зеленой и условно красной областями ФАР, Формула изобретения

Металлогалогенная лампа для облучения растений, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную ксеноном идобавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения КПД и эффективности путем оптимизации соотношений в условно синей, условно зеленой и условно красной частях спектра излучения области ФАР, в качестве указанных добавок использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами лития, галлия, индия и таллия, взятые соответственно в количествах (в н моль/см )

45-600, 30-300, 15-200 и 6-80, молярное отношение количества лития к количеству галлия, индия и таллия, лежит в пределах

1,5-3,5 — 3,0 — 7,0 и 5,0 — 10,0 соответственно, а давление ксенона находится в диапазоне

16 — 266 кПа.

1758707

5 о .о ,5

9:73

Составитель H Ñåìåíoí

Редактор Л.Веселовская Техред М.Моргентал Корректор З.Салко

Заказ 3004 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101