RU2058618C1

RU2058618C1 - Metal-halogen lamp

Info

Publication number: RU2058618C1
Application number: RU93043800A
Authority: RU
Inventors: И.Ф. Минаев
Original assignee: Акционерное общество "Лисма" - завод специальных источников света и электровакуумного стекла
Priority date: 1993-09-07
Filing date: 1993-09-07
Publication date: 1996-04-20

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: metal-halogen lamp has burner made from transparent material with electrodes sealed tight. Burner is filled with inert gas and additives to provide it with halogenides of emitting metals. Additives are used to provide burner with halogenides of sodium, lithium and cesium in the amount of 0.15-10.0; 0.8-16.0 and 0.2-8.0 mole/cu. cm correspondingly under pressure of inert gas from 26.6 up to 200.0 kPa. Additive to provide burner with halogenides of cerium is added in the amount of 0.06-6.0 mole/cu.cm. EFFECT: enhanced operational efficiency of lamp. 2 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует металлогалогенные лампы в безртутном исполнении. The invention relates to the electrical industry, in particular, improves mercury-free metal halide lamps.

Известна металлогалогенная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично заваренными электродами, наполненную инертным газом, ртутью и добавками для обеспечения горелки галогенидом натрия и скандия [1]
Спектр излучения этой лампы, несмотря на некоторый недостаток излучения в области 600 700 нм, благоприятен для выращивания большого количества овощей. Поэтому лампа довольно широко используется для светокультуры растений.Known metal halide lamp containing a quartz burner with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas, mercury and additives to provide the burner with sodium halide and scandium [1]
The emission spectrum of this lamp, despite a certain lack of radiation in the region of 600,700 nm, is favorable for growing a large number of vegetables. Therefore, the lamp is quite widely used for photoculture of plants.

Недостатком такой лампы является низкая экологичность конструкции и процесса эксплуатации вследствие использования в составе наполнения лампы крайне токсичной ртути и ее соединений. The disadvantage of this lamp is the low environmental friendliness of the design and operation process due to the use of extremely toxic mercury and its compounds in the filling of the lamp.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов [2]
В составе наполнения лампы-прототипа (он включает галогениды натрия, таллия и индия) нет ртути и ее соединений, поэтому ее экологичность гораздо выше экологичности лампы-аналога.Closest to the invention in technical essence is a metal halide lamp containing a burner of optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with inert gas and additives to provide the burner with halides of emitting metals [2]
As part of the filling of the prototype lamp (it includes sodium, thallium and indium halides), there is no mercury and its compounds, so its environmental friendliness is much higher than that of the analog lamp.

Недостатком лампы-прототипа является неоптимальный для выращивания растений спектр излучения, характеризующийся следующим распределением энергии спектра в области фотосинтетически активной радиации (ФАР) 400 700 нм: 400 500 нм 30% 500 -- 600 нм 55% 600 700 нм 15%
Доля излучения в условно красной зоне ФАР, 600 700 нм, для растениеводческих ламп должна быть не менее 25 30%
Целью изобретения является оптимизация спектра излучения лампы.The disadvantage of the prototype lamp is the radiation spectrum that is not optimal for growing plants, characterized by the following distribution of spectrum energy in the field of photosynthetically active radiation (PAR) 400 700 nm: 400 500 nm 30% 500 - 600 nm 55% 600 700 nm 15%
The proportion of radiation in the conditionally red zone of the PAR, 600 700 nm, for crop lamps should be at least 25 30%
The aim of the invention is to optimize the emission spectrum of the lamp.

Цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов, в качестве галогенидов излучающих металлов использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами натрия, лития и цезия в количестве 0,15 10; 0,8 16 и 0,2 8 мкмоль/см³ соответственно, а давление инертного газа составляет 26,6 200 кПа.The goal is achieved in that in a metal halide lamp containing a burner of an optically transparent material with hermetically sealed electrodes, filled with an inert gas and additives to provide the burner with emitting metal halides, additives are used as emitting metal halides to provide the burner with sodium, lithium and cesium halides in an amount 0.15 10; 0.8 16 and 0.2 8 μmol / cm ³ respectively, and the inert gas pressure is 26.6 200 kPa.

В составе наполнителя с целью дальнейшего повышения излучения в области ФАР могут использоваться добавки для обеспечения горелки галогенидом церия в количестве 0,06 6 мкмоль/см³.In the composition of the filler, in order to further increase the radiation in the PAR area, additives can be used to provide the burner with cerium halide in an amount of 0.06 6 μmol / cm ³ .

В лампе по изобретению экспериментально подобранный состав наполнителя обеспечивает спектр излучения с долей излучения в условно красной области (600 700 нм) не менее 25 30%
Конструкция лампы идентична соответствующей для известных ламп и представлена на фиг. 1.In a lamp according to the invention, an experimentally selected filler composition provides a radiation spectrum with a radiation fraction in the conventionally red region (600,700 nm) of at least 25-30%
The lamp design is identical to that for known lamps and is shown in FIG. one.

Лампа содержит горелку 1 с герметично установленными электродами 2. С помощью элементов 3 монтажа горелка 1 монтируется внутри внешнего стеклянного баллона 4. Лампа снабжена одним или двумя цоколями: резьбовым 5 и цилиндрическим 6. Последний продолжен гибким токовводом 7. The lamp contains a burner 1 with hermetically sealed electrodes 2. Using mounting elements 3, the burner 1 is mounted inside an external glass bottle 4. The lamp is equipped with one or two socles: threaded 5 and cylindrical 6. The latter is continued by a flexible current lead 7.

Принцип работы лампы идентичен принципу работы существующих ламп. После включения лампы в сеть питающего напряжения осуществляется зажигание лампы путем подачи высоковольтного импульса на ее электроды. Возникает дуговой разряд в среде инеpтного газа, по мере разгорания которого в разряд поступают добавки для обеспечения горелки галогенидами излучающих металлов. The principle of operation of the lamp is identical to the principle of operation of existing lamps. After turning on the lamp in the supply voltage network, the lamp is ignited by applying a high-voltage pulse to its electrodes. An arc discharge arises in an inert gas medium, as it ignites, additives are added to the discharge to provide the burner with halides of emitting metals.

В результате формируется дуговой разряд в среде галогенидных добавок с фиксированными параметрами: током, напряжением, мощностью, световым потоком и т.д. As a result, an arc discharge is formed in the medium of halide additives with fixed parameters: current, voltage, power, light flux, etc.

Спектр излучения лампы приведен на фиг. 2, где кривая 8 соответствует наполнению с добавками натрия, лития и цезия. Распределение энергии в области ФАР при этом следующее: 400 500 нм 29% 500 600 нм 38% 600 700 нм 33%
Кривая 9 соответствует тому же наполнению с добавками для обеспечения горелки галогенидами церия. Как видно, характер излучения почти не меняется, увеличивается лишь фон излучения.The emission spectrum of the lamp is shown in FIG. 2, where curve 8 corresponds to the filling with additives of sodium, lithium and cesium. The energy distribution in the PAR area is as follows: 400 500 nm 29% 500 600 nm 38% 600 700 nm 33%
Curve 9 corresponds to the same filling with additives to provide the cerium halides with the burner. As you can see, the nature of the radiation does not change much, only the background of the radiation increases.

Количество компонентов наполнения определено экспериментально и составляет по добавкам для обеспечения горелки галогенидами натрия 0,15 10 мкмоль/см³, лития 0,8 16 мкмоль/см³, цезия 0,2 8 мкмоль/см³, церия 0,06 6 мкмоль/см³. При меньших количествах добавок их не хватает для нормальной работы лампы в течение всего срока службы, так как добавки участвуют в процессах взаимодействия с элементами конструкции горелки, а также в процессах абсорбции, адсорбции и хемисорбции. При больших количествах добавок без достижения дополнительного положительного эффекта увеличивают затраты на приобретение, хранение и обработку компонентов наполнения.The number of filling components is determined experimentally and is supplemented to provide the burner with sodium halides 0.15 10 μmol / cm ³ , lithium 0.8 16 μmol / cm ³ , cesium 0.2 8 μmol / cm ³ , cerium 0.06 6 μmol / cm ³ . With smaller amounts of additives, they are not enough for the normal operation of the lamp during the entire service life, since the additives participate in the processes of interaction with the burner structural elements, as well as in the processes of absorption, adsorption and chemisorption. With large quantities of additives without achieving an additional positive effect, the costs of the acquisition, storage and processing of filling components are increased.

Давление инертного газа определено экспериментально и составляет 26,6 200 кПа. При меньшем давлении уменьшается срок службы лампы вследствие распыления электродов в пусковой период. При большем давлении лампа становится взрывоопасной даже в холодном состоянии. The inert gas pressure is determined experimentally and is 26.6 200 kPa. At lower pressures, the lamp life is reduced due to atomization of the electrodes during the start-up period. At higher pressures, the lamp becomes explosive even when cold.

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

Внедрение металлогалогенной лампы по изобретению позволит повысить урожайность овощей при их выращивании в защищенном грунте, при экологической чистоте продукции. The introduction of a metal halide lamp according to the invention will increase the productivity of vegetables when they are grown in sheltered soil, with environmental cleanliness of the product.

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 halides, characterized in that additives are added to the lamp burner to provide the burner with lithium and cesium halides, additives are taken in the following quantity μmol / cm ³ :
Additives to provide the burner with sodium halides 0.15 10.0
lithium 0.8 16.0
cesium 0.2 8.0
and the inert gas pressure is 26.6 200.0 kPa.

2. The lamp according to claim 1, characterized in that additives are added to the lamp burner to provide the burner with cerium halides in an amount of 0.06
6.0 μmol / cm ³ .