МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА Российский патент 1994 года по МПК H01J61/18 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности, усовершенствует металлогалогенную лампу для светокультуры растений.

Известна металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала, наполненную инертным газом ртутью и добавками для обеспечения горелки галогенидами лития и церия.

В ряде составов наполнения излучение лампы дает следующее распределение энергии в области ФАР (380-710 нм) 40N40N20% (соотношение энергии в областях спектра 380-500 нм, 500N600 нм и 600-710 нм). Такое соотношение энергии в спектре излучения по (1) является оптимальным для выращивания огурцов.

Недостатком указанной лампы является низкая экологичность ее конструкции, вследствие использования в составе наполнения крайне токсичной ртути.

Наиболее близкой по технической сущности является известная металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами индия, натрия и таллия.

В лампе-прототипе не используется ртуть и ее соединения, поэтому экологичность ее конструкции достаточно велика.

Недостатком описываемой лампы является неоптиментальное для огурца распределение энергии излучения в условно нижней, зеленой и красной частями области ФАР, (% ) 40N50: -10.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности излучения лампы для светокультуры огурцов.

Поставленная цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, добавками для обеспечения горелки галогенидами индия, натрия и талия, в горелку лампы дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами лития, компоненты взяты в следующих количествах, мк моль/см³:
(добавки для обеспечения горелки галогенидами) индия 0,15-5,0 натрия 0,2-10,0 таллия 0,1-3,0 лития 0,3-10,0 и давление инертного газа составляет 26,6-200,0 кПа.

В лампе также могут использоваться добавки для обеспечения горелки галогенидами кальция в количестве 0,05-2,0 мк моль/см³, галогенидами кадмия в количестве 0,05-2,0 мк моль/см³, галогенидами кадия в количестве 0,4-15,0 мк моль/см³.

В лампе по предлагаемому изобретению экспериментально подобранные составы наполнения обеспечивают излучение, в котором распределение энергии на участках области ФАР (% ) (40± 5-40± 5-20± 5) - соответствует в пределах допуска оптимальному для светокультуры огурцов.

На фиг. 1 изображена металлогалогенная лампа по данной заявке. Лампа содержит горелку 1 из оптически прозрачного материала, в которой посредством молибденовых фольговых вводов 2 герметично установлены электроды 3. Горелка 1 с помощью элементов монтажа 4 установлена во внешнем стеклянном баллоне 5. Лампа может быть выполнена как софитной, так и с одним цоколем 6.

Принцип работы предлагаемой МГЛ также идентичен соответствующему для известных МГЛ.

После подключения лампы в схему питания производят ее зажигание путем подачи высоковольтного импульса с амплитудой 10 кВ. Происходит развитие разряда в инертном газе, который по мере нагревания горелки переходит в разряд в парах галогенидов излучающих металлов с фиксированными параметрами мощностью, током и напряжением на лампы. В условиях разряда происходят процессы возбуждения и излучения атомов излучающих элементов, формирующие конкретный спектр излучения лампы.

Спектр излучения лампы показан на фиг. 2. На непрерывном фоне, составляющем уровень порядка 7-10% максимальной линии таллия (535 нм), выделяются линии излучения индия (410 и 451 нм), натрия (589 нм) лития (610 и 670 нм) и, как уже отмечено, таллия.

При использовании в составе наполнения добавок для обеспечения горелки галогенидами кальция, кадмия или калия в составе спектра появляются линии излучения, характерные для упомянутых металлов - 422,7 657,3 нм (Са), 644 нм (Сd), 691 нм (К) соответственно.

В качестве добавок для обеспечения горелки галогенидами излучающих элементов могут быть использованы:
1. Галогениды излучающих элементов.

2. Чистые металлы и галогениды неактивных металлов (например галогениды олова).

3. Оксиды металлов, галогениды неактивных металлов и алюминий и/или кремний для связывания кислорода оксидов.

Во 2,3-ем случае галогениды образуются в результате следующих взаимодействий (на примере натрия):
Na+SnX₂ ->NaX+Sn (1)
Na₂O+SnX₂+Al(Si)-> -> NaX+Al₂O₃(SiO₂)+Sn (2), где Х - галоген.

Количество добавок для обеспечения горелки галогенидами индия, натрия, таллия и лития, а также дополнительно вводимых добавок для обеспечения горелки галогенидами кальция, кадмия и калия определено экспериментально и составляет (в мк ˙моль/см³): индия 0,15-5,0 натрия 0,2-10,0 таллия 0,1-3,0 лития 0,3-10,0 кальция 0,05-2,0 кадмия 0,05-2,0 калия 0,4-15,0
При больших количества отдельной добавки возникает излишне мощное излучение отдельного элемента в ущерб другим и оптимальное распределение спектра излучения не достигается.

При меньших количествах добавок их не хватает на приемлемый срок службы МГЛ. 4 ( ≈3000-5000).

Давление инертного газа определено экспериментально и составляет 26,6-200,0 кПа.

При меньшем давлении снижается напряжение на лампе и при фиксированной мощности габариты растут.

При большем давлении инертного газа увеличивается вероятность взрыва ламп в рабочем состоянии.

В лампе могут применяться такие инертные газы, как аргон, криптон и ксенон.

Примеры конкретного исполнения:
Использование предлагаемого изобретения позволит увеличить эффективность излучения лампы для выращивания огурцов. При этом сохраняется высокая экологичность конструкции и процесса эксплуатации ламп. (56) Авторское свидетельство СССР N 1704193, кл. Н 01 J 61/18, 1989, непублик.

Существо: в горелку лампы, наполненную инертным газом, введены добавки для обеспечения горелками галогенидами индия, натрия, таллия и лития, а давление инертного газа установлено в пределах от 26,6 до 200,0 кПа. 3 з. п. ф-лы, 1 табл. , 2 ил.

1. МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА, содержащая горелку из оптически прозрачного стекла с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, добавки для обеспечения горелки галогенидами индия, натрия и таллия, отличающаяся тем, что в горелку лампы дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами лития, причем добавки для обеспечения горелки галогенидами индия, натрия, таллия и лития взяты в следующих количествах, мкмоль/см³:
Индий 0,15 - 5,0
Натрий 0,2 - 10,0
Таллий 0,1 - 3,0
Литий 0,3 - 10,0
а давление инертного газа выбрано в пределах 26,6 - 200,0 кПа. 2. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что в горелку дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами кальция в количестве 0,05 - 2,0 мк. моль/см³. 3. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что в горелку дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами кадмия в количестве 0,05 - 2,0 мкмоль/см³. 4. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что в горелку дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами калия в количестве 0,4 - 15,0 мкмоль/см³.