Ртутная газоразрядная лампа для облучения растений в теплице

 

Изобретение относится к светотехнике, конкретно к ртутным газоразрядным лампам, и может быть использовано в сельском хозяйстве для облучения растений в теплицах. Сущность изобретения: ртутная газоразрядная лампа для облучения растений в теплице содержит оптически прозрачную горелку, загерметизировнные электроды и металлогалогенный наполнитель. Согласно изобретению 5 - 85 мас.% металлогалогенного наполнителя заключены в гранулы с оболочкой , содержащей тугоплавкие оксиды или нитриды, или карбиды, или смеси на их основе. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к источникам света, конкретно к ртутным газоразрядным лампам (ГЛ), и может быть использовано в сельском хозяйстве для облучения растений в теплицах.

Известна ртутная ГЛ для облучения растений в теплице, содержащая оптически прозрачную горелку, загерметизированные электроды и металлогалогенный наполнитель. Однако спектральный состав такой ГЛ изменяется в процессе ее работы из-за выгорания наполнителя, что приводит к облучению растений светом неоптимального спектрального состава и, как следствие, к снижению урожайности растений.

Цель изобретения - повысить урожайность растений, в частности огурцов и томатов, за счет обеспечения постоянного спектрального состава излучения ГЛ.

В ртутной ГЛ для облучения растений в теплице, содержащей оптически прозрачную горелку, загерметизированные электроды и металлогалогенный наполнитель, согласно изобретению 5-85 мас.% металлогалогенного наполнителя заключены в гранулы с оболочкой, содержащей тугоплавкие оксиды или нитриды, или карбиды, или на их основе смеси.

В предпочтительном варианте выполнения ГЛ 10-50 мас.% металлогалогенного наполнителя заключены в гранулы с оболочкой, содержащей оксид магния и/или оксид титана, и/или оксид кремния, и/или оксид алюминия, и/или оксид тория, и/или карбид кремния, и/или нитрид бора.

Распределение гранул по толщинам оболочек предпочтительно удовлетворяет соотношению Δ n/n = (0,9-1,1)(l₁-l₂)(l_макс-l_мин), (1) где Δ n - количество гранул с толщиной оболочки от l₁ до l₂; n - общее количество гранул; l_макс - максимальная толщина оболочки гранулы; l_мин - минимальная толщина оболочки гранулы.

Количество металлогалогенного наполнителя в каждой грануле предпочтительно составляет m=(0,9-1,1) М/n (2), где М - общая масса наполнителя, заключенного в гранулы. Предпочтительно 10-50 мас.% металлогалогенного наполнителя заключены в гранулу с оболочкой, содержащей 10-50 мас.% оксида кремния, 45-80 мас.% оксида тория и 5-10 мас.% оксида титана.

Гранулы служат для пополнения наполнителя, выгорающего в процессе работы ГЛ и, следовательно, для обеспечения постоянства спектрального состава. В процессе работы ГЛ гранулы постепенно растрескиваются, лопаются, и содержащийся в них наполнитель выходит наружу, пополняя выгоревший и сохраняя постоянным спектральный состав излучения.

Так как во время работы ГЛ внутри баллона сохраняется повышенная температура, оболочка гранул должна содержать тугоплавкий материал - оксиды, нитриды, карбиды или смеси на их основе, например оксид магния, оксид титана, оксид кремния, оксид алюминия, оксид тория, карбид кремния, нитрид бора.

В гранулах должно быть заключено 5-85 мас.% металлогалогенного наполнителя (от общей его массы). Если указанное количество меньше 5 мас.%, количество резервного наполнителя очень небольшое, и он не может сколько-нибудь существенно повлиять на стабильность спектрального состава ГЛ. Если указанное количество более 85%, нестабильность спектрального состава излучения может быть увеличена из-за некоторой статистической неопределенности во времени освобождения наполнителя из гранул.

Толщина гранул может быть постоянной, а может быть и переменной. Если толщина гранул постоянна, большая их часть раскрывается в одно и то же время, что не позволяет достичь желаемого результата. Поэтому наилучшим является вариант, когда толщина гранул является переменной, т.е. гранулы распределены по фракциям с различной толщиной. В этом случае гранулы с более толстой оболочкой раскрываются позднее, чем с более тонкой. Это обеспечивает определенную равномерность поступления наполнителя в газовую фазу. Как было по казано, наилучшим распределением гранул по толщинам оболочек является такое, которое удовлетворяет соотношению (1).

Количество металлогалогенного наполнителя в каждой грануле может быть одинаковым, а может и несколько отличаться. Наилучшим, как было показано, является распределение по массам, удовлетворяющее формуле (2).

Обычно металлогалогенный наполнитель содержит несколько компонентов. Например, наполнитель для ГЛ, служащей для выращивания огурцов, содержит смесь йодидов натрия, лития и индия.

Предложенное решение отличается от известного тем, что 5-85 мас.% металлогалогенного наполнителя заключены в гранулы с оболочкой, содержащей тугоплавкие оксиды или нитриды, или карбиды, или смеси на их основе. Таким образом, предложенное решение удовлетворяет критерию изобретения "новизна".

В патентной и научно-технической литературе не описаны выше приведенные отличительные признаки ни в совокупности, ни порознь. Таким образом, предложенное решение удовлетворяет критерию изобретения "изобретательский уровень".

Предложенная ГЛ может быть использована в сельском хозяйстве для облучения растений в теплице, позволяет повысить урожайность растений за счет обеспечения постоянства спектрального состава излучения ГЛ. Таким образом, предложенное решение удовлетворяет критерию изобре- тения "промышленная применимость".

На фиг. 1 показана ГЛ, общий вид; на фиг. 2 показано сечение гранулы; на фиг. 3 показан график распределения ампул по толщинам их оболочек, когда Δ n/n = (l₁-l₂) (l_макс-l_мин), т.е. коэффициент распределения равен единице.

ГЛ содержит корпус 1, баллон 2, электроды 4 с выводами 3. В баллоне размещены гранулы 5 с металлогалогенным наполнителем. Позицией 6 обозначена область разряда. Гранулы содержат оболочку 7 и металлогалогенный наполнитель 8.

ГЛ работает следующим образом.

После установки ГЛ в теплицу ее подключают к источнику питания. Зажигающий импульс от пускового устройства подают на электроды 4. Между электродами зажигается дуга, и ГЛ через расчетный промежуток времени начинает работать. Наполнитель ГЛ переходит в газовую фазу, обеспечивая необходимый спектральный состав излучения. В процессе работы ГЛ наполнитель начинает выгорать, что может приводить к уменьшению интенсивности соответствующих полос в спектре ГЛ. Однако одновременно под воздействием повышенной температуры растрескиваются оболочки 7 некоторых гранул 5, и наполнитель 8 переходит в газовую фазу, обеспечивая постоянство спектра излучения. За счет подбора оптимального распределения гранул по толщинам оболочек 7 спектр излучения ГЛ будет постоянным.

Таким образом, изобретение позволяет повысить урожайность растений, выращиваемых в теплице, в частности огурцов и томатов, за счет обеспечения постоянного спектрального состава излучения ГЛ.

Формула изобретения

1. РТУТНАЯ ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ РАСТЕНИЙ В ТЕПЛИЦЕ, содержащая оптически прозрачную горелку с металлогалогенным наполнителем и герметично установленные в ней электроды, отличающаяся тем, что 5 - 85 мас.% металлогалогенного наполнителя заключены в гранулы с оболочкой, содержащей тугоплавкие окислы, и/или нитриды, и/или карбиды.

2. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что 10 - 50 мас.% металлогалогенного наполнителя заключены в гранулы с оболочкой, содержащей оксид магния, и/или оксид титана, и/или оксид кремния, и/или оксид алюминия, и/или оксид тория, и/или карбид кремния, и/или нитрид бора.

3. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что распределение гранул по толщинам оболочек удовлетворяет соотношению Δ_n/n = (0,9-1,1)(l₁-l₂):(l_max-l_min), где Δn - количество гранул с толщиной оболочки от l₁ до l₂; n - общее количество гранул; l_max - максимальная толщина оболочки гранулы; l_min - минимальная толщина оболочки гранулы.

4. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что количество металлогалогенного наполнителя в каждой грануле составляет m = (0,9 - 1,1) M, где M - общая масса наполнителя, заключенного в гранулы.

5. Лампа по пп.1 - 4, отличающаяся тем, что 10 - 50 мас.% металлогалогенного наполнителя заключены в гранулу с оболочкой, содержащей 10 - 50 мас. % оксида кремния, 45 - 80% оксида тория и 5 - 10% оксида титана.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3