Освітлювальний пристрій на основі безелектродної сірчаної лампи з нвч збудженням

Реферат: Освітлювальний пристрій на основі безелектродної сірчаної лампи з НВЧ збудженням містить джерело НВЧ енергії, яке з'єднується з хвилеводом, в якому розповсюджується електромагнітна хвиля, яка збуджує безелектродну лампу, хвилевідний трійник, який з'єднаний з обома кінцями хвилеводу, всередині якого розташована безелектродна лампа. Хвилевідний трійник виконаний з можливістю розгалуження на дві частини НВЧ енергії, яка розподіляється і потрапляє з обох кінців в хвилевід зі світловипромінюючими отворами, для проходження випромінювання світла від збудженої безелектродної лампи. Додатково введені сонячні батареї, які з'єднано з блоком управління, накопичувачем енергії і зовнішньою електричною мережею. UA 123127 U (12) UA 123127 U UA 123127 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до освітлювальної техніки і дозволяє підвищити ефективність перетворення електричної енергії змінного струму в енергію оптичного випромінювання. Освітлювальний пристрій може застосовуватись для промислового вирощування рослин в умовах захищеного ґрунту (теплиці). Відома освітлювальна система (Патент США № 5404076, МПК H01J 17/20, опубл. 04.04.1995), яка складається з безелектродної сірчаної лампи, магнетрону та хвилеводнорезонаторної системи. Лампа являє собою колбу, яка виконана з кварцу і містить наповнювач (інертний газ) під великим тиском та сірку. Колба розташована в резонаторі з матеріалу, що проводить і частково має сітчасту поверхню. Магнетрон генерує НВЧ енергію, яка передається по хвилеводу крізь з'єднувальний отвір у резонатор, де збуджується наповнювач колби (газ) до стану плазми, а сірка переходить з твердої фази в газоподібну та генерується випромінювання в видимому діапазоні довжин хвиль. Після цього випромінююче світло проходить крізь металеву сітку резонатору, яка є непрозорою для електромагнітних хвиль, але прозорою для світла, що випромінюється лампою. Наповнювач колби (сірка) є екологічно безпечною речовиною для навколишнього середовища (на відміну, наприклад, від ртуті), та забезпечує в збудженому стані випромінювання, спектр якого максимально близький до сонячного спектру. Недоліком такого освітлювальної пристрою є необхідність обертати колбу лампи для її охолодження. Це забезпечує температурний режим роботи лампи, але ускладнює конструкцію, та знижує надійність роботи пристрою в цілому. Відома конструкція споруди (теплиці), яка використовує сонячну енергію для вирощування рослинної продукції. Така конструкція містить сонячні батареї з відповідним сонячним відстежувачем для додаткового виробництва електроенергії для подальшого її застосування на місці або для експорту до зовнішньої електричної мережі (Патент США № 9509247, МПК H01L 31/054 (2014.01), H02S 20/23 (2014.01), A01G 9/24 (2006.01), опубл. 29.11.2016). Недоліком такої конструкції теплиці з сонячними батареями є розташування їх за межами самої теплиці, де виникає залежність від погодних умов, та суттєво обмежується проходження світла крізь дах теплиці, що зменшує поглинання рослинами сонячного випромінювання. Найбільш близьким за сукупністю істотних ознак є освітлювальний пристрій на основі безелектродної НВЧ лампи (Патент на винахід України № 110542, МПК (2015.01) H01J 65/04 (2006.01), H02J 17/00, Н05В 41/231 (2006/01), опубл. 12.01.2016). Освітлювальний пристрій на основі безелектродної НВЧ лампи, що містить джерело НВЧ енергії, яке з'єднується з хвилеводом, в якому розповсюджується електромагнітна хвиля, яка збуджує безелектродну лампу, а також з хвилевідним трійником, який з'єднаний через хвилевід з джерелом НВЧ енергії та який двома іншими виходами з'єднаний з обома кінцями хвилеводу, всередині якого розташована безелектродна лампа, при цьому хвилевідний трійник виконаний з можливістю розгалуження на дві частини НВЧ енергії, яка розподіляється і потрапляє з обох кінців в хвилевід зі світловипромінюючими отворами, для проходження випромінювання світла від збудженої безелектродної лампи. Недоліком такого освітлювального пристрою на основі безелектродної НВЧ лампи є значне споживання електроенергії. В основу корисної моделі поставлено задачу створити освітлювальний пристрій на основі безелектродної сірчаної лампи з НВЧ збудженням, в якому шляхом використання сонячних батарей зменшити витрати на електроенергію. Поставлена задача вирішується тим, що освітлювальний пристрій на основі безелектродної сірчаної лампи з НВЧ збудженням, який може використовуватись як імітатор сонячного випромінювання, завдяки тому, що вихідний спектр оптичного випромінювання лампи дуже близький до сонячного спектра [Фролова Т.И. Перспективы развития высокоэффективных источников света: от теории к реальным осветительным системам /Т.И. Фролова, Г.И. Чурюмов //Прикладная радиоэлектроника. - 2014. - Том 13, № 2. - С. 135-143], згідно запропонованої корисної моделі, додатково містить сонячні батареї для часткової регенерації електроенергії, які з'єднані з блоком управління системою освітлення, накопичувачем енергії і зовнішньою електричною мережею. При цьому сонячні батареї розташовані всередині конструкції приміщень (наприклад теплиць), що має декілька переваг: по-перше, полегшується обслуговування сонячної батареї (не має снігу, дощу, граду і інших природних явищ); по-друге при зниженні сонячних днів, необхідність використовування штучного світла зростає (наприклад, при досвічуванні рослин в теплицях), але, якщо освітлювальні пристрої мають близький до сонця спектр, то сонячні батареї зможуть більш ефективніше виробляти електроенергію. Застосування освітлювального пристрою на основі безелектродної сірчаної лампи з НВЧ збудженням дозволить більш ефективно його використовувати (як імітатора сонячного світла 1 UA 123127 U 5 10 15 20 25 для сонячних батарей), заощаджувати електроенергію та зменшити собівартість виробленої продукції в цілому (наприклад, в тепличному господарстві при вирощуванні сільськогосподарської продукції). На кресленні показана загальна структурна схема запропонованого освітлювального пристрою на основі безелектродної сірчаної лампи з НВЧ збудженням. Цей пристрій містить: освітлювальний пристрій на основі безелектродної сірчаної НВЧ лампи 1, сонячні батареї 2, блок управління системою освітлення 3, накопичувач електроенергії (акумуляторні батареї) 4 та зовнішню електричну мережу 5. Розглянемо роботу освітлювального пристрою на основі безелектродної сірчаної лампи з НВЧ збудженням, де сонячні батареї 2 використовуються для перетворення оптичного випромінювання від освітлювального пристрою на основі безелектродної сірчаної НВЧ лампи 1 безпосередньо в прямий електричний струм, які з'єднуються далі з блоком управління 3, який контролює заряд-розряд акумуляторних батарей 4 і в випадку їх низької напруги перемикає на зовнішню електричну мережу живлення 5. Для вирішення поставленої задачі використовують освітлювальний пристрій на основі безелектродної сірчаної лампи з НВЧ збудженням, як імітатор сонячного випромінювання для перетворення її оптичного випромінювання в електричний струм за допомогою сонячних батарей, для зменшення втрат електричної енергії на освітлення, що може знайти застосування у великих приміщеннях (наприклад теплицях). Таким чином, при використанні такого освітлювального пристрою на основі безелектродної сірчаної лампи з НВЧ збудженням, яка є штучним джерелом оптичного випромінювання і має функцію імітатора сонячного світла для сонячних батарей, маємо додаткову регенерацію електричної енергії для подальшої її використання в роботі як самого освітлювального пристрою на основі безелектродної сірчаної НВЧ лампи, так і іншого електричного обладнання або подавати її в електричну мережу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Освітлювальний пристрій на основі безелектродної сірчаної лампи з НВЧ збудженням, що містить джерело НВЧ енергії, яке з'єднується з хвилеводом, в якому розповсюджується електромагнітна хвиля, яка збуджує безелектродну лампу, хвилевідний трійник, який з'єднаний з обома кінцями хвилеводу, всередині якого розташована безелектродна лампа, при цьому хвилевідний трійник виконаний з можливістю розгалуження на дві частини НВЧ енергії, яка розподіляється і потрапляє з обох кінців в хвилевід зі світловипромінюючими отворами, для проходження випромінювання світла від збудженої безелектродної лампи, який відрізняється тим, що додатково введені сонячні батареї, які з'єднано з блоком управління, накопичувачем енергії і зовнішньою електричною мережею. 2 UA 123127 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3