200857. lajstromszámú szabadalom • Nagynyomású nátrium-kisülő lámpa
HU 200857 B 1 A találmány tárgya nagynyomású nátrium kisüld lámpa, amelynek kerámia kisülő edénye van, amelyben nátrium, higany és xenon töltés van, amelyek közül a xenonnak a nyomása 300 K hőmérsékleten 26,7 kPa (200 torr) és a lámpa működése közben olyan fényspektrumot bocsát ki, amelyben 589,3 nm hullámhosszon önelnyelő sáv van, az önelnyelő sáv két oldalán lévő spektrumrészeknek maximuma van, amely maximumok között AX hullámhossz különbség van. A bevezetőben körülírt lámpa ismeretes az 1.587.987. sz. GB PS-ből. Ez az ismert lámpa, amelyet — többek között—gyakran közvilágítási célra használnak egy nagyon hatásos fényforrás. A xenon puffer gázként szolgál, aminek hatására a kisugárzás hatásfoka és esel együtt a fényhasznosság javul azokhoz a nagynyomású nátrium lámpákhoz képest, amelyeknél nemesgázt használnak gyújtógázként, vagyis amelynek a nyomása legfeljebb 6,7 kPa (50 torr). A két féle nagynyomású nátrium lámpánál a működés közben előállított fényspektrum azonban nagyon egyforma. Ezen lámpák által előállított fény spektruma a kék részhez viszonylag kis mértékben járul hozzá. Ez a körülmény a lámpák alkalmazhatóságát sok esetben korlátozza. A találmány elé célul tűztük ki egy olyan intézkedés kidolgozását, amelynek révén a spektrum kék részéhez a kék hozzájárulást megjavíthatjuk. A kitűzött célt a bevezetőben körülüt lámpával úgy értük el, hogy a nátrium és higany tömegaránya (Na/Hg) legfeljebb 0,125 és legalább 0,075, továbbá a AX hullámhossz különbség legalább 3,5 nm és legfeljebb 6 nm. a találmány szerinti lámpánál azt találtuk, hogy a spektrum kék részéhez (350-450 nm) való hozzájárulás 5-12%-a a lámpa által 250-780 nm tartományban előállított sugárzási teljesítménynek. A spektrum kék részéhez történő ilyen nagy mértékű hozzájárulás az ismert lámpáéhoz képest csökkent sugárzási hatásfokot és ugyancsak kisebb fényhasznosságot von maga után. A csökkenés azonban olyan, hogy a találmány szerinti lámpánál a sugárzási hatásfok és a fényhasznosság összemérhető azon nagynyomású nátrium lámpákéval, amelyeknél a xenon gyújtógázként van jelen. A AX hullámhossz különbség csökkenése azt eredményezi, hogy valójában a hozájárulás a spektrum kék részéhez növekszik, de ezzel együtt jár a fényhasznosság jelentős csökkenése. Azt találtuk, hogy megnövelve AX hullámhossz különbséget csökken a spektrum kék részéhez történő hozzájárulás. Megjegyzendő, hogy a fényhasznosság maximumát akkor értük el, amikor a AX hullámhossz különbség mintegy 10 nm. A spektrum kék részéhez történő hozzájárulás megnövelésével a találmány szerinti lámpa gyakorlatilag alkalmassá vált növények besugárzására, mivel az előállított spektrális eloszlás kedvezően hat a növény erőteljes növekedésére (fotoszintézis), valamint annak morfológiájára. A növények jó növekedése szempontjából általában kívánatos azonban, hogy a 400-780 nm hullámhossz tartományban a hozzájárulás legalább 90%-a legyen a lámpa teljes sugárzási teljesítményének. A „lámpa teljes sugárzási teljesítménye alatt a 250-780 nm tartományban 2 lévő teljesítményt értjük. Egy további előny abban van, hogy a találmány szerinti lámpával besugározva javul a növények színvisszaadása. Ez lehetővé teszi, hogy a besugárzott növényeket a besugárzás közben is vizuálisan megfigyelhetjük. A AX hullámhossz különbség függvénye a kisülő edényben lévő nátrium és higany nyomásának, amint azt többek között J. J. de Groot ésJ. A.J.M. van Vliet ismertette a „The high-pressure sodium lamp c. művében (1986). Ebben az eseben a AX hullámhossz különbség egy, az 589,3 nm és az önelnyelő sáv rövidebb hullámhosszúságú emelkedésének maximuma közötti AXb részből, valamint az 589,3 nm és az önelnyelő sáv hosszabb hullámhosszúságú emelkedésének maximuma közötti AXr részből tevődik össze. Jóllehet a AXb és AXr változik a nátrium/higany arányának függvényében, azt találtuk, hogy az előállított fényspektrum kívánt befolyásolására a AX hullámhossz különbség a döntő fontosságú. A találmányt részletesebben az alábbiakban a mellékelt rajzok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti lámpa oldalnézete részben kitörve, a 2 ábrán az 1. ábra szerinti lámpa által kibocsátott fény spektruma látható, a 3. ábra egy másik, szintén találmány szerinti lámpa által előállított spektrum és a 4. ábrán egy olyan nagynyomású nátrium lámpa által előállított spektrum látható, amelyben a xenon gyújtógázként van jelen. Az 1. ábrán látható lámpának egy kerámia falú 1 kisüld edénye, valamint külső 2 búrája van, amely az 1 kisülő edényt magába foglalja és amelynek az egyik végén 3 fej van. Az 1 kisülő edény mindkét végén egy-egy 4, 5 elektróda van, amelyek mindegyike egy-egy, hozzátartozó 6 és 12 áramátvezetőhöz csatlakozik. A 6 áramátvezető egy 7 vezetéken keresztül egy merev 8 vezetékhez csatlakozik, mely utóbbi a 3 fej egy első csatlakozási pontjához (az ábrán nem látható) van kötve. A merev 8 vezeték másik vége be van hajlítva és a 2 bórának támaszkodva, azon belül tartószervként szolgál. A12 áramátvezető egy 13 litze huzalon keresztül csatlakozik egy merev 9 vezetékhez, amelynek egyik vége a 3 fejen lévő második csatlakozási pontjához (az ábrán nem látható) van kötve. Az 1 kisülő edénynek egy 20 függő vezetéke van, amelynek egyik vége villamosán a 7 vezetékhez csatlakozik. A 20 függő vezeték másik vége egy 21 bimetal elemhez csatlakozik, amely 21 bimetal elem a merev 8 vezetékhez van rögzítve. A lámpa működésen kívüli állapotában a 21 bimetal elem feltámaszkodik az 1 kisülő edény falára, és így a 20 függő vezeték szintén érintkezik az 1 kisülő edény falával. Működés közben az 1 kisülő edény álal kibocsátott sugárzás felmelegíti a 21 bimetal elemet, amely ekkor elhajlik az 1 kisüld edénytől. Ennek következtében a 20 függő vezeték nagy része eltávolodik az 1 kisülő edény falától. Az 1 kisülő edény töltése 26 mg nátriumot és higanyt—na/Hg= 0,125 arányban — és mintegy 300 K hőmérsékleten 40 kPa nyomású xenont tartalmaz. A bemutatott lámpa névleges teljesítménye 400 W, ívfeszültsége 100 V és az elektródák közötti távolság 90 mm. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
