DK170567B1

DK170567B1 - Højtryks-natriumdampudladningslampe

Info

Publication number: DK170567B1
Application number: DK444889A
Authority: DK
Inventors: Cornelis Adrianus Joann Jacobs; Aldegondus Wouterus Jansen; Jan Alfons Julia Stoffels
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1988-09-12
Filing date: 1989-09-08
Publication date: 1995-10-23
Also published as: DK444889D0; DK444889A; NL8802228A; EP0364014A1; HUT51030A; JP3014105B2; HU200857B; DE68915506T2; JPH02109249A; DE68915506D1; EP0364014B1; US5600204A

Description

DK 170567 B1

Opfindelsen angår en højtryks-natriumdampudlad-ningslampe med en keramisk udladningsbeholder, i hvilken der findes natrium, kviksølv og xenon, hvoraf xenonet er på tryk på mindst 26,7 kPa (200 torr) ved 5 tal 300 K, hvorhos lampen i driftstilstanden frembringer et lysspektrum, i hvilket der findes et absorptionsbånd ved en bølgelængde på 589,3 nm, på hver side af hvilket der findes spektralflanker, som hver har et respektivt maksimum, idet der fremkommer en bølgelæng-10 deforskel Δλ mellem de nævnte maksima.

En lampe af den indledningsvis omhandlede art kendes fra britisk patentskrift nr. 1 587 987 (N 8762).

Den kendte lampe, der hyppigt anvendes bl.a. til offentlig belysning, er en effektiv lyskilde. Xenonet 15 tjener som buffergas, som følge af hvilket strålingseffektiviteten og dermed belysningseffektiviteten forbedres i sammenligning med højtryks-natriumlamper, der indeholder sjælden gas som startgas, f. eks. ved et tryk på indtil 6,7 kPa (50 torr). Det lysspektrum, der 20 i driftstilstanden frembringes af de to arter af højtryks-natriumlamper er imidlertid meget ensartet.

Lysspektret, som frembringes af disse lamper, omfatter et forholdsvis ringe indhold i det blå område. Dette er en ulempe for brugen af disse lamper til visse 25 anvendelser.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe et middel til forbedring af det blå bidrag i den blå del af spektret.

Ifølge opfindelsen er en lampe af den indled-30 ningsvis omhandlede art til dette formål ejendommelig ved, at natriummet og kviksølvet findes i et vægtforhold Na/Hg på højst 0,125 og mindst 0,075, og ved at bølgelængdeforskellen Δλ er mindst 3,5 nm og højst 6nm.

35 Lampen ifølge opfindelsen viser sig at have en andel i spektrets blå område (350-450 nm), som er DK 170567 B1 2 5-12 % af strålingseffekten af det spektrum, som frembringes af lampen mellem 250 og 780 nm. En sådan forholdsvis stor andel i den blå del af spektret er forbundet med en strålingseffektivitet, som er reduceret i 5 forhold til den kendte lampe, og også med en reduceret belysningseffektivitet. Reduktionen er imidlertid en sådan, at der med lampen ifølge opfindelsen opnås værdier af strålingseffektiviteten og belysningseffektiviteten, som er sammenlignelige med de værdier, der gæl-10 der for højtryks-natriumlamper med xenon som startgas. Reduktionen af bølgelængdeforskellen Δλ resulterer ganske vist i, at andelen i den blå del af spektret tiltager, men dette er forbundet med en kraftig formindskelse af belysningseffektiviteten. Det har vist 15 sig, at hvis bølgelængdeforskellen Δλ forøges, fører dette til en formindskelse af andelen i den blå del af spektret. Det bør her bemærkes, at maksima for belysningseffektiviteten opnås ved en bølgelængdeforskel Δλ på ca. 10 nm.

20 Den forøgede andel i spektrets blå del gør lam pen ifølge opfindelsen særlig egnet til brug ved bestråling af planter, fordi den frembragte spektrale fordeling både fremmer en kraftig plantevækst (fotosyntese) og en god plantemorfologi. Imidlertid er det 25 almindeligvis nødvendigt for en god plantevækst, at andelen i bølgelængdeområdet mellem 400 nm og 780 nm er mindst 90 % af lampens totale strålingseffekt. Med udtrykket "totale strålingseffekt" menes her effekten mellem 250 nm og 780 nm. En yderligere fordel er, at 30 farvningen af planter, som er bestrålet med lampen i-følge opfindelsen, forbedres. Dette muliggør udførelse af en visuel inspektion af de bestrålede planter under ' bestrålingen.

Bølgelængdeforskellen Δλ er et mål for trykket i 35 af natrium og kviksølv i udladningsbeholderen, som det bl.a. er beskrevet i "The high-pressure sodium lamp".

DK 170567 B1 3 1986 af J.J. de Groot og J.A.J.M. van Vliet. I dette tilfælde kan bølgelængdeforskellen Δλ antages at blive bygget op af en andel ΔλΒ, som ligger mellem 589,3 nm og maksimum af flanken på kortbølgesiden af selvabsorp-5 tionsbåndet på den ene side og en andel AXR, som ligger mellem 589,3 nm og maksimum af flanken på langbølgesiden af det nævnte selvabsorptionsbånd på den anden side. Omend andelene ΔλΒ og AkR varierer i afhængighed af natrium/kviksølv-forholdet, har det vist sig, 1 o at for den ønskede influering på det frembragte lysspektrum er bølgelængdeforskellen Δλ af afgørende vigtighed .

Opfindelsen er i det følgende forklaret nærmere med henvisning til tegningen, hvor 15 fig. 1 er et sidebillede af en lampe, delvis u- brudt, ifølge opfindelsen, fig. 2 et spektrum af det lys, som afgives af den i fig. 1 viste lampe, fig. 3 et spektrum, som frembringes af en anden 20 lampe ifølge opfindelsen, og fig. 4 et spektrum, som frembringes af en høj-tryks-natriumlampe, der indeholder Xe som startgas.

I den i fig. 1 viste lampe betegner henvisningen 1 en udladningsbeholder, som har en keramisk væg, 25 og henvisningen 2 betegner et ydre hylster, som omgiver udladningsbeholderen og ved den ene ende er forsynet med en lampesokkel 3. Udladningsbeholderen er ved begge ender forsynet med elektroder 4, 5, som hver er forbundet med et gennemføringselement henholds-30 vis 6 og 12. Gennemføringselementet 6 er over en leder 7 forbundet med en fast strømleder 8, som ved den ene ende er forbundet med et første kontaktpunkt (ikke vist) på lampesoklen 3. Den anden ende af den faste strømleder 8 er flankeret og tjener som støtte-35 organ i og på det ydre hylster 2. Gennemføringselementet 12 er over en litzetråd 13 forbundet med en DK 170567 B1 4 fast strømleder 9, som ved den ene ende er forbundet med et andet kontaktpunkt (ikke vist) af lampesoklen 3.

Udladningsbeholderen 1 har en del 20, som 5 ved den ene ende er elektrisk forbundet med lederen 7.

En anden ende af delen 20 er forbundet med et bime- i talelement 21, som er fastgjort til den faste strømleder 8. Når lampen er ude af drift, ligger bimetal-elementet 21 an mod udladningsbeholderens væg, såle-10 des at også delen 20 er i berøring med udladningsbeholderens væg. I lampens driftstilstand opvarmes bi-metalelementet af den stråling, som udsendes af udladningsbeholderen, på en sådan måde, at bimetalelementet bøjes bort fra udladningsbeholderen, som følge af hvil-15 ket delen 20 fjernes for hovedpartens vedkommende fra udladningsbeholderens væg. Udladningsbeholderens fyldning bestod af 26 mg natrium og kviksølv i et vægtforhold Na/Hg på 0,125 og xenon ved et tryk på 40 kPa ved ca. 300 K. Den viste lampe har en nominel effekt 20 på 400 W, en buespænding på 100 V og en elektrodespalte på 90 mm.

Tabel I viser spektrale måleresultater for forskellige lamper. Alle lamper indeholdt 26 mg Na-Hg- amalgam. Lampen 1 havde et xenontryk ved 300 K på 25 3,6 kPa mens lamperne 2-7 incl. havde et xenontryk på 40 kPa. Lamperne 4, 5 og 6 er lamper ifølge opfindelsen. Spektret for lampe 4 er vist i fig. 2, og spektret for lampe 5 er vist i fig. 3. Lamperne 2 og 3 er lamper ifølge kendt teknik, og deres spektrum 30 svarer til spektret for lampe 1, som er vist i fig.

4. I figurerne 2, 3 og 4 er bølgelængden λ afsat i nm ad abscissen. Strålingseffekten $ (strålingsenergi- » strømmen) er afsat i et relativt mål langs ordinaten.

Kun belysningseffekten for lamperne 2 og 3 er be-35 tydeligt højere end det er tilfældet for lampe 1.

Det er klart, at lamperne ifølge opfindelsen har en belysningseffektivitet, som er sammenlignelig med DK 170567 B1 5 den, der gælder for de kendte højtryks-natriumlamper, der indeholder Xe som startgas (lampe 1). Andelen af strålingseffekt er mærkbart forøget i den blå del af spektret (350 nm - 450 nm).

5 I lampen 7 er andelen i den blå del af spekt ret yderligere forøget, men i vid udstrækning på bekostning af belysningseffektiviteten. Det har endvidere vist sig, at andelen af strålingsenergi i den del af spektret, som er vigtig for plantevækst (400nm - 780nm) 10 aftager til under 90 %. Strålingseffektiviteten for denne lampe er også betydeligt lavere end for de resterende lamper. Disse aspekter gør lampen mindre egnet til brug som lyskilde til bestråling af planter.

6 DK 170567 B1

TABEL

*

Lampe nummer 1 2 3 * 5 6 7 Vægtforhold 0.225 0.225 0.125 0.125 0.075 0.075 0.075

Ha/Hg

Belysningseffektivitet 117 130 126 123 113 10* 87 (lm/W)

Strålingseffektivitet 32* 327 299 285 251 223 (mW/W) Bølgelængde 7.* 9.0 6.6 *.8 *.2 3.5 2.7 (nm)

Forhold bølgelængdeforskel 3.2 2.6 2.8 1.9 1.2 1.2 0.8 (nm)

Andel i procent af strålningseffekten i bølgelængdeområcet 250 nm- 780 nm 100 100 100 100 100 100 100 400 nm- 780 nm 96 95 95 95 93.7 90.7 89.2 350 nm- *50nm 3.9 * *.2 5.8 7.8 12 1*·6 \ i

Claims

DK 170567 B1 7 Højtryks-natriumdampudladningslampe med en keramisk udladningsbeholder, i hvilken der findes natrium, kviksølv og xenon, hvoraf xenonet er på et tryk på mindst 26,7, kPa (200 torr) ved tal 300 K, hvorfor lampen i driftstilstanden frembringer et lysspektrum, i hvilket der findes et selvabsorptionsbånd ved en bølgelængde på 589,3 nm, på hver side af hvilket der findes spektralflanker, som hver har et respektivt maksimum, idet der fremkommer en bølgelængdeforskel Δλ mellem de nævnte maksima, kendetegnet ved, at natriummet og kviksølvet findes i et vægtforhold (Na/Hg) på højst 0,125 og mindst 0,075, og ved at bølgelængdeforskellen Δλ er mindst 3,5 nm og højst 6 nm.