МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА ДЛЯ ФОТОСИНТЕЗА РАСТЕНИЙ Российский патент 1995 года по МПК H01J61/18 

Изобретение относится к электротехнической промышленности.

Известна металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью и галогенидами индия, натрия и таллия [1]
Указанная лампа имеет высокую, до 100 лм/Вт, световую отдачу и используется как для общего освещения, так и для фотосинтеза растений.

Недостатком такой лампы является низкая экологичность конструкции, процессов ее изготовления и эксплуатации вследствие использования в составе ее наполнения крайне токсичной ртути и ее соединений, а также галогенидов таллия.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является металлогалогенная лампа для фотосинтеза растений, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами индия, кобальта и натрия [2]
В составе наполнения этой лампы нет токсичных ртути и таллия и ее экологичность несравненно выше, чем лампы-аналога.

Недостатком лампы-прототипа является низкая фитоэффективность излучения вследствие несоответствия его требованиям к спектру излучения, оптимального для фотосинтеза основных овощных культур томата и огурцов. Распределение энергии спектра рассматриваемой лампы в области фотосинтетически активной радиации (ФАР) 400-700 нм следующее: 400-500 нм 25-30% 500-600 нм 40-50% 600-700 нм 20-25%
Требования к спектру излучения для фотосинтеза огурцов и томата такие: 400-500 нм 20% 20% 500-600 нм 40% 20% 600-700 нм 40% 60%
огурец томат
Целью изобретения является увеличение эффективности излучения лампы для фотосинтеза огурцов и томатов.

Цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе для фотосинтеза растений, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, в качестве указанных добавок использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами стронция в количестве 0,2-4 мкмоль/см³, а давление инертного газа составляет 1,33-200 кПа.

В составе наполнения также могут использоваться галогениды лития 0,1-5 мкмоль/см³.

Использование в составе наполнения галогенидов стронция позволяет получить излучение, удовлетворяющее оптимальному для фотосинтеза огурцов. Введение в состав наполнения галогенидов лития обеспечивает излучение, удовлетворяющее оптимальному для выращивания томатов.

На фиг.1 изображена предлагаемая лампа.

Ее конструкция идентична конструкции существующих металлогалогенных ламп. Лампа содержит горелку 1 из оптически прозрачного материала. К горелке герметично присоединены электроды 2. С помощью элементов 3 монтажа горелка фиксируется во внешнем стеклянном баллоне 4, снабженном цоколем 5.

Принцип работы лампы аналогичен соответствующему для традиционных ламп. После включения лампы в схему с балластным сопротивлением осуществляют зажигание лампы (путем подачи на электроды лампы высоковольтного импульса). Возникает дуговой разряд в среде инертного газа, по мере разгорания которого в разряд поступают галогенидные добавки. В результате формируется дуговой разряд в парах галогенидов излучающих добавок с фиксированными параметрами: током, напряжением, световым потоком и т.д.

Количество добавок для обеспечения горелки галогенидами стронция и лития определено экспериментально и составляет соответственно 0,3-6 и 0,1-5 мкмоль/см³. При меньшем количестве их не хватает для работы лампы в течение всего срока службы, так как компоненты расходуются в процессах взаимодействия с элементами конструкции горелки, адсорбции, абсорбции, хемисорбции и т.д. При большем количестве дополнительный положительный эффект уже не достигается, а затраты на приобретение компонентов наполнения, хранение, обработку увеличиваются.

На фиг.2 представлен спектр излучения лампы. Кривая 6 соответствует спектру излучения лампы при использовании добавок на основе стронция. В этом случае соотношение энергии в области ФАР следующее: 300-400 нм 22% 400-500 нм 38% 600-700 нм 40% т.е. соответствует требованиям к излучению, оптимальному для выращивания огурцов.

При дополнительном использовании литиевых добавок спектр пополняется линиями 610 и 670 нм кривая 7, что обеспечивает требованиям к спектру для выращивания томата, так как распределение энергии спектра в области ФАР такое: 400-500 нм 20% 500-600 нм 25% 600-700 нм 55%
Давление инертного газа определено экспериментально и составляет 1,33-200 кПа. При меньшем давлении интенсивное распыление вольфрама электродов в пусковой период снижает срок службы лампы. При большем движении усложняется зажигание лампы.

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице.

Использование изобретения позволит получить экологически чистую, фитоэффективную лампу, обеспечивающую оптимальный спектр излучения для выращивания огурцов и томатов.

Использование: в источниках света. Сущность изобретения: металлогенная лампа содержит горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами. Горелка наполнена инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов. В качестве добавки использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами стронция в количестве 0,3-6 мкмоль/см³, а давление инертного газа составляет 1,33 - 2 кПа. В горелку могут быть введены галогениды лития 0,1-5 мкмоль/см³. 1 з. п. ф-лы, 1 табл. 2 ил.

1. МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА ДЛЯ ФОТОСИНТЕЗА РАСТЕНИЙ, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, отличающаяся тем, что в качестве указанных добавок использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами стронция в количестве 0,3 6,0 мкмоль/см³, а давление инертного газа составляет 1,33 - 200,0 кПа. 2. Лампа по п. 1, отличающаяся тем, что в горелку лампы дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами лития в количестве 0,1
5,0 мкмоль/см³.