NL8802228A

NL8802228A - Hogedruknatriumontladingslamp.

Info

Publication number: NL8802228A
Application number: NL8802228A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1988-09-12
Filing date: 1988-09-12
Publication date: 1990-04-02
Also published as: US5600204A; DE68915506T2; EP0364014A1; JP3014105B2; JPH02109249A; HU200857B; EP0364014B1; DK170567B1; DK444889A; DK444889D0; DE68915506D1; HUT51030A

Description

De uitvinding heeft betrekking op een hogedruknatriumontladingslamp voorzien van een ceramisch ontladingsvat waarin natrium, kwik en xenon aanwezig zijn, het xenon onder een druk bij 300 K van ten minste 26,7 kPa (200 torr), en de lamp in bedrijfstoestand een lichtspectrum genereert waarin bij een golflengte van 589,3 nm een absorptieband aanwezig is, welke absorptieband is geflankeerd door spectrale flanken elk met een betreffend maximum en waarbij tussen genoemde maxima een golflengteverschil Δλ bestaat.

Een lamp van de in de aanhef genoemde soort is bekend uit het Britse octrooischrift 1,587,987 (N 8762). De bekende lamp, die op grote schaal wordt toegepast in onder andere openbare verlichting, is een efficiënte lichtbron. Het xenon doet dienst als buffergas waardoor stralingsrendement en derhalve de specifieke lichtopbrengst verbeterd zijn ten opzichte van hogedruknatriumlampen met edelgas als startgas, dat wil zeggen met een druk tot 6,7 kPa (50 torr). Het lichtspectrum dat in de bedrijfstoestand door de beide soorten hogedruknatriumlampen wordt gegenereeerd is echter in hoge mate gelijkvormig.

Het lichtspectrum dat door deze lampen wordt gegeneerd bevat een relatief geringe bijdrage in het blauwe deel. Dit vormt een belemmering voor gebruik van deze lampen in bepaalde toepassingen.

De uitvinding beoogt een maatregel te geven om de bijdrage in het blauwe deel van het spectrum te verbeteren.

i * Een lamp van de in de aanhef genoemde soort is daartoe volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat het natrium en kwik in een gewichtsverhouding Na/Hg van ten hoogste 0,125 en ten minste 0,075 aanwezig zijn en dat het golflengteverschil Δλ ten minste 3,5 nm en ten hoogste 6 nm bedraagt.

De lamp volgens de uitvinding blijkt een bijdrage in het blauwe deel van het spectrum (350-450 nm) te hebben die 5 tot 12% bedraagt van het stralingsvermogen van het door de lamp gegeneerde spectrum tussen 250 en 780 nm. Een dergelijk relatief grote bijdrage in het blauwe deel van het spectrum gaat gepaard met een ten opzichte van de bekende lamp gedaald stralingsrendement en evenzo een gedaalde specifieke lichtopbrengst. Echter de daling is van zodanige omvang dat met de lamp volgens de uitvinding waarden voor stralingsrendement en specifieke lichtstroom gerealiseerd worden die vergelijkbaar zijn met die van hogedruknatriumlampen met xenon als startgas. Verkleining van het golflengteverscbil Δλ heeft weliswaar tot gevolg dat de bijdrage in het blauwe deel van het spectrum toeneemt, echter gepaard gaande met een sterke daling van de specifieke lichtstroom. Bij vergroting van het golflengteverschil Δλ blijkt dit te leiden to daling van de bijdrage in het blauwe deel van het spectrum. Hier zij opgemerkt dat maxima voor specifieke lichtstroom bereikt worden bij een golflengteverschil Δλ dat gelegen is bij circa 10 nm.

De vergrote bijdrage in het blauwe deel van het spectrum maakt de lamp volgens de uitvinding bijzonder geschikt voor toepassing in plantenbestraling omdat de opgewekte spectrale verdeling bevorderlijk is voor zowel een sterke plantengroei (fotosynthese) als een goede plantmorfologie. Voor een goede plantengroei is in het algemeen echter vereist dat de bijdrage in het golflengtegebied tussen 400 nm en 780 nm ten minste 90% bedraagt van het totale stralingsvermogen van de lamp. Onder het totale stralingsvermogen is hierbij te verstaan het vermogen tussen 250 nm en 780 nm. Een verder voordeel is dat kleurweergave van planten bestraald door de lamp volgens de uitvinding verbetert.

Dit maakt het mogelijk visuele inspectie van de bestraalde planten uit te voeren tijdens de bestraling.

Het golflengteverschil Δλ is een maat voor de druk van natrium en kwik in het ontladingsvat, zoals onder andere beschreven is in J.J. de Groot en J.A.J.M. van Vliet, "The high pressure sodium lamp*, 1986. Daarbij kan het golflengteverschil Δλ opgebouwd gedacht worden uit een aandeel Δλβ gelegen tussen 589,3 nm en het maximum van de flank aan de kortgolfige zijde van de zelfabsorptieband enerzijds en een aandeel Δλκ gelegen tussen 589,3 nm en het maximum van de flank aan de langgolfige zijde van genoemde zelfabsorptieband anderzijds. Hoewel de aandelen ΔλΒ en afhankelijk van de natrium-kwik verhouding variëren, blijkt dat voor de gewenste beïnvloeding van het gegeneerde lichtspectrum het golflengteverschil Δλ van doorslaggevend belang is.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand van een tekening waarin

Figuur 1 een zijaanzicht is van een gedeeltelijk opengewerkte lamp volgens de uitvinding,

Figuur 2 een spectrum van het door de lamp uit Figuur 1 uitgezonden licht,

Figuur 3 een spectrum gegeneerd door een andere lamp volgens de uitvinding en

Figuur 4 een spectrum gegeneerd door een hogedruknatriumlamp met Xe als startgas.

Van de in Figuur 1 afgebeelde lamp is 1 een ontladingsvat met ceramische wand en 2 een het ontladingsvat omsluitende buitenballon die aan een einde voorzien is van een lampvoet 3. Het ontladingsvat is aan weerseinden voorzien van een electrode 4, 5 elk verbonden met een betreffend doorvoerelement 6, 12. Doorvoerelement 6 is via een geleider 7 verbonden met een starre stroomgeleider 8 die met een einde aan een niet getekend eerste contactpunt van lampvoet 3 verbonden is. Een ander einde van starre stroomgeleider 8 is omgezet en dient als afsteunmiddel binnen en tegen de buitenballon 2. Doorvoerelement 12 is via een Litze draad 13 verbonden met een starre stroomgeleider 9 die met een uiteinde aan een niet getekend tweede contactpunt van lampvoet 3 is verbonden.

Het ontladingsvat 2 is voorzien van een antenne 20 die met een einde electrisch is verbonden met geleider 7. Een ander einde van de antenne 20 is verbonden met een bimetaalelement 21 dat aan de starre stroomgeleider 8 is bevestigd. In onwerkzame toestand van de lamp rust het bimetaalelement 21 tegen de wand van het ontladingsvat en daarmee ligt tevens de antenne tegen de wand van het ontladingsvat aan. In werkzame toestand van de lamp wordt het bimetaalelement zodanig verhit door de door het ontladingsvat uitgezonden straling dat het bimetaalelement van het ontladingsvat weg buigt en daarmee wordt de antenne 20 grotendeels van de wand van het ontladingsvat verwijderd. De vulling van het ontladingsvat bestond uit 26 mg natrium en kwik in een gewichtsverhouding Na/Hg van 0,125 en xenon met een druk van 40 kPa bij circa 300 K. De getoonde lamp heeft een nominaal vermogen van 400 W, een hoogspanning van 100 V en een electrode-afstand van 90 mm.

In Tabel I zijn van verschillende lampen spectrale meetresultaten vermeld. Alle lampen bevatten 26 mg Na-Hg-amalgaan. Lamp 1 had een xenondruk bij 300 K van 3,6 kPa, lampen 2 tot en met 7 van 40 kPa. De lampen 4, 5 en 6 zijn lampen volgens de uitvinding. Van lamp 4 is het spectrum afgeheeld in Figuur 2, en van lamp 5 in Figuur 3. Lamp 2 en lamp 3 zijn lampen volgens de stand van de techniek en komen in spectrum overeen met lamp 1 waarvan het spectrum in Figuur 4 is afgeheeld. In de Figuren 2, 3 en 4 is langs de horizontale as de golflengte λ in nm uitgezet. Langs de verticale as is het stalingsvermogen £ (stralingsenergiestroom) in een relatieve maat uitgezet. Alleen de specifieke lichtstroom van de lampen 2 en 3 is wezelijk hoger dan in het geval van lamp 1.

Duidelijk is dat de lampen volgens de uitvinding een specifieke lichtstroom hebben die vergelijkbaar is met de bekende hogedruknatriumlamp met Xe als startgas (lamp 1). Het aandeel van het stralingsvermogen neemt daarbij in het blauwe deel van het spectrum (350 nm - 450 nm) duidelijk toe.

Bij lamp 7 is het aandeel in het blauwe deel van het spectrum verder toegenomen, echter in ernstige mate ten koste van de specifieke lichtstroom. Bovendien blijkt dat het aandeel van het stralingsvermogen in het voor plantengroei van belang zijnde deel van het spectrum (400 nm - 780 nm) daalt onder 90¾. Ook het stralingsrendement van deze lamp is aanzienlijk lager dan van de overige lampen. Deze aspecten maken de lamp minder geschikt voor gebruik als plantenbestralingslichtbron.

Tabel

Claims

1. Hogedruknatriumontladingslamp voorzien van een ceramisch ontladingsvat waarin natrium, kwik en xenon aanwezig zijn, het xenon onder een druk bij 300 K van ten minste 26,7 kPa (200 torr), en de lamp in bedrijfstoestand een lichtspectrum genereert waarin bij een golflengte van 5893 nm een zelfabsorptieband aanwezig is, welke zelfabsorptieband is geflankeerd door spectrale flanken elk met een betreffend maximum en waarbij tussen genoemde maxima een golflengteverschil ΔΧ bestaat met het kenmerk, dat het natrium en kwik in een gewichtsverhouding (Na/Hg) van ten hoogste 0,125 en ten minste 0,075 aanwezig zijn en dat het golflengteverschil Δλ ten minste 3,5 nm en ten hoogste 6 nm bedraagt.