RU2055415C1

RU2055415C1 - Metal-halogen lamp

Info

Publication number: RU2055415C1
Application number: RU93038613A
Authority: RU
Inventors: И.Ф. Минаев
Original assignee: Акционерное общество "Лисма" - завод специальных источников света и электровакуумного стекла
Priority date: 1993-07-27
Filing date: 1993-07-27
Publication date: 1996-02-27

Abstract

FIELD: plant growing. SUBSTANCE: device has torch, which is made from transparent material, and electrodes, which are sealed in torch. Torch is filled with inert gas and additives for supplying torch with halides of sodium and thallium. In addition torch mixture contains additives for supply of halides of lithium. Following amount of additives is added (in microgram-molecules/cub. cm): for supply of 0.3-12.0 of sodium halide, 0.1-4.0 of thallium halide, 0.15-5.0 of lithium halide. Inert gas pressure is in range 26.6-200.0 kPa. In addition lamp torch has additive for supply of 0.005-4.0 microgram-molecules/cub. cm of scandium halide, additive for supply of 0.04-3.0 microgram- molecules/cub.cm of halide of at least one rare metal, additive for supply of 0.1-5.0 microgram-molecules/cub.cm of halide of cobalt. EFFECT: increased functional capabilities. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности, усовершенствует металлогалогенные лампы для растениеводства. The invention relates to the electrical industry, in particular, improves metal halide lamps for crop production.

Известна металлогалогенная лампа, содержащая кварцевую горелку из оптически прозрачного материала, наполненную инертным газом, ртутью и добавками для обеспечения горелки галогенидами церия и лития [1]
Cостав наполнения описываемой лампы обеспечивает хорошо заполненный спектр излучения в области фотосинтетически активной радиации (ФАР). Это предопределяет высший КПД лампы в области ФАР-0,28-0,30;

[2]
Недостатком лампы является низкая экологичность вследствие использования в составе наполнения ртути и ее соединений.Known metal halide lamp containing a quartz burner of an optically transparent material, filled with an inert gas, mercury and additives to provide the burner with cerium and lithium halides [1]
The composition of the filling of the described lamp provides a well-filled emission spectrum in the field of photosynthetically active radiation (PAR). This determines the highest efficiency of the lamp in the field of HEADLIGHT-0.28-0.30;

[2]
The disadvantage of the lamp is its low environmental friendliness due to the use of mercury and its compounds in the filling composition.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, добавками для обеспечения горелки галогенидами натрия и таллия. Closest to the technical nature of the invention is a metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas, additives to provide the burner with sodium and thallium halides.

В составе наполнения лампы-прототипа нет ртути и ее соединений и ее экологичность несравненно выше, чем у ртутных металлогалогенных ламп. The prototype lamp is not filled with mercury and its compounds, and its environmental friendliness is incomparably higher than that of mercury metal halide lamps.

Недостатком лампы является неоптимальное распределение энергии излучения в области ФАР. Оно для лампы-прототипа таково
400 500 нм 30±5%
500 600 нм 55±5%
600 700 нм 15±5%
Для выращивания же основных овощей (огурцов и томатов) доля излучения в области спектра 600-700 нм должна быть не менее 40%
Целью изобретения является оптимизация спектра излучения для фотосинтеза растений.The disadvantage of the lamp is the non-optimal distribution of radiation energy in the PAR area. It is for a prototype lamp.
400 500 nm 30 ± 5%
500 600 nm 55 ± 5%
600 700 nm 15 ± 5%
For the cultivation of the main vegetables (cucumbers and tomatoes), the proportion of radiation in the spectral region of 600-700 nm should be at least 40%
The aim of the invention is the optimization of the radiation spectrum for plant photosynthesis.

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 натрия и таллия, в горелку лампы дополнительно введены добавки для обеспечения горелки галогенидами лития, компоненты взяты в следующих количествах, в мкмоль/cм³: Галогениды натрия 0,3 12,0 Галогениды таллия 0,1 4,0 Галогениды лития 0,15 5,0, а давление инертного газа составляет от 26,6 до 200,0 кПа.This goal is achieved by the fact that in a metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes filled with an inert gas, additives to provide the burner, sodium and thallium halides, additives are added to the lamp burner to provide the burner with lithium halides, the components are taken the following amounts, in µmol / cm ³ : Sodium halides 0.3 12.0 Thallium halides 0.1 4.0 Lithium halides 0.15 5.0, and the inert gas pressure ranges from 26.6 to 200.0 kPa.

В составе наполнения также могут использоваться добавки для обеспечения горелки галогенидами скандия в количестве от 0,05 до 4,0 мкмоль/см³, добавки для обеспечения горелки галогенидами, по меньшей мере, одного из редкоземельных металлов в количестве от 0,04 до 3,0 мкмоль/см³ и добавки для обеспечения горелки галогенидами кобальта в количестве от 0,1 до 5,0 мкмоль/см³.In the filling composition, additives can also be used to provide the burner with scandium halides in an amount of from 0.05 to 4.0 μmol / cm ³ , additives to provide a burner with halides of at least one of the rare-earth metals in an amount from 0.04 to 3, 0 μmol / cm ³ and additives to provide the burner with cobalt halides in an amount of from 0.1 to 5.0 μmol / cm ³ .

В предлагаемой лампе состав наполнения генерирует излучение с требуемым распределением энергии излучения в области ФАР (доля излучения в диапазоне длин волн 600-700 нм составляет более 40%). In the proposed lamp, the composition of the filling generates radiation with the required distribution of radiation energy in the PAR area (the proportion of radiation in the wavelength range of 600-700 nm is more than 40%).

На фиг. 1 представлена предлагаемая лампа; на фиг.2 представлен график спектра излучения лампы. In FIG. 1 presents the proposed lamp; figure 2 presents a graph of the emission spectrum of the lamp.

Лампа содержит горелку 1 из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами 2. С помощью элементов монтажа 3 горелка 1 зафиксирована во внешнем баллоне 4. The lamp contains a burner 1 of optically transparent material with hermetically sealed electrodes 2. Using mounting elements 3, the burner 1 is fixed in the outer cylinder 4.

Лампа снабжена резьбовым 5 и цилиндрическим 6 цоколями. Цилиндрический цоколь 6 продолжен гибким токовводом 7. The lamp is equipped with a threaded 5 and a cylindrical 6 base. The cylindrical base 6 is continued by a flexible current lead 7.

Принцип работы предлагаемой МГЛ также идентичен соответствующему для известных МГЛ. The principle of operation of the proposed MGL is also identical to the corresponding for the known MGL.

Лампа подключается к сети питающего напряжения последовательно с балластным сопротивлением (индуктивным, емкостным, комбинированным). Путем подачи на электроды лампы высоковольтного электрического импульса с амплитудой 10-15 вВ осуществляется зажигание лампы. Возникает дуговой разряд в среде инертного газа, по мере разгорания которого в разряд поступают галогенидные добавки. В результате формируется дуговой разряд в парах галогенидов металлов с фиксированными параметрами: током, напряжением, световым потоком и т.д. The lamp is connected to the supply voltage network in series with ballast resistance (inductive, capacitive, combined). By supplying a high-voltage electric pulse with an amplitude of 10-15 VV to the lamp electrodes, the lamp is ignited. An arc discharge arises in an inert gas medium, as the flame ignites, the halide additives enter the discharge. As a result, an arc discharge is formed in pairs of metal halides with fixed parameters: current, voltage, light flux, etc.

Количество компонентов наполнения определено экспериментально и содержит по добавкам для обеспечения горелки следующие галогениды, мкмоль/см³: Натрия 0,3 12,0 Таллия 0,1 4,0 Лития 0,15 5,0 Скандия 0,05 4,0 Редкоземельных металлов 0,04 3,0 Кобальта 0,1 5,0.The number of filling components is determined experimentally and contains the following halides, in addition to the burner, for the burner, µmol / cm ³ : Sodium 0.3 12.0 Thallium 0.1 4.0 Lithium 0.15 5.0 Scandium 0.05 4.0 Rare earth metals 0.04 3.0 Cobalt 0.1 5.0.

При меньших количествах добавок их недостает для нормальной работы лампы вследствие жестчения в процессах взаимодействия с загрязнениями, попадающими в горелку лампы вместе с компонентами наполнения, а также в процессах адсорбции, хемосорбции и т.д. With smaller amounts of additives, they are lacking for the normal operation of the lamp due to stiffening in the processes of interaction with contaminants entering the lamp burner along with the filling components, as well as in the processes of adsorption, chemisorption, etc.

При больших количествах добавок без достижения дополнительного эффекта увеличиваются затраты на приобретение, обработку и дозирование компонентов наполнения. With large quantities of additives without achieving an additional effect, the costs of the acquisition, processing and dosing of filling components increase.

При составе наполнения, включающем галогенидные соединения натрия, таллия и лития, спектр излучения 8 имеет такое распределение энергии по спектру
400 500 нм 15,0%
500 600 нм 40,0%
600 700 нм 45,0%
При дополнительном использовании галогенидных соединений скандия спектр излучения 9 имеет следующее распределение энергии:
400 500 нм 19,0%
500 600 нм 41,0%
600 700 нм 40,0
Наконец, при использовании добавок для обеспечения горелки галогенидами кобальта спектр излучения 10 характеризуется значительным фоном, особенно в области спектра 550-4620 нм. Распределение энергии в области ФАР при этом такое
400 500 нм 22,0
500 600 нм 33,0
600 700 нм 45,0, т.е. также является оптимальным для светокультуры огурцов.When the composition of the filling, including the halide compounds of sodium, thallium and lithium, the radiation spectrum 8 has such an energy distribution over the spectrum
400 500 nm 15.0%
500 600 nm 40.0%
600 700 nm 45.0%
With the additional use of scandium halide compounds, the emission spectrum 9 has the following energy distribution:
400 500 nm 19.0%
500 600 nm 41.0%
600 700 nm 40.0
Finally, when using additives to provide the burner with cobalt halides, the emission spectrum 10 is characterized by a significant background, especially in the spectral range of 550-4620 nm. The energy distribution in the PAR area is
400 500 nm 22.0
500 600 nm 33.0
600,700 nm 45.0, i.e. It is also optimal for cucumber light culture.

Давление инертного газа составляет от 26,6 до 200,0 кПа и определено экспериментально. The inert gas pressure ranges from 26.6 to 200.0 kPa and is determined experimentally.

При меньшем давлении из-за низких значений напряжения на лампе увеличиваются габариты лампы. With less pressure, due to the low voltage values on the lamp, the dimensions of the lamp increase.

При давлении, большем 200,0 кПа, лампа становится взрывоопасной даже в нерабочем состоянии. At a pressure greater than 200.0 kPa, the lamp becomes explosive even when inoperative.

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице. Examples of specific performance are given in the table.

Применение предлагаемого изобретения позволит увеличить продуктивность выращивания огурцов при практически неизменной стоимости ламп. The application of the present invention will increase the productivity of growing cucumbers with a practically constant cost of lamps.

Claims

1. METAL HALOGEN LAMP, containing a burner of optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas and additives to provide the burner with sodium and thallium halides, characterized in that additives are added to the lamp burner to provide the burner with lithium halides, the components are taken in the following quantities , m • mol / cm ³ :
Burner Supplements:
Sodium halides - 0.3 - 12.0
Thallium halides - 0.1 - 4.0
Lithium halides - 0.15 - 5.0,
and the inert gas pressure is 26.6 - 200 kPa.

2. The lamp according to claim 1, characterized in that additives are added to the lamp burner to provide the burner with scandium halides in an amount of 0.05 - 4.0 μmol / cm ³ .

3. The lamp according to claim 1, characterized in that additives are additionally introduced into the lamp burner to provide the burner with halides of at least one of the rare-earth metals in an amount of 0.04 - 3.0 μm mol / cm ³ .

4. The lamp according to claim 1, characterized in that additives are additionally introduced into the lamp burner to provide the burner with cobalt halides in an amount of 0.1 - 5.0 μmol / cm ³ .