[实用新型]沉水式光激发供氧保温卤素灯

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种特殊电光源，特别指一种卤素灯。沉入水中促增水中植物光合作用产生氧气，同时其产生的热，在水上表层形成热膜，阻隔外界温度变化，以防寒害者。

技术背景

对水中的溶存氧量而言，有89％是来自植物性浮游生物。对植物浮游性生物而言，其所以能产生氧气，是由于植物在光照时进行光合作用所致；在日间光照时，植物同时进行光合作用与呼吸作用，且光合作用率约为呼吸作用率的五倍，故日间水中植物得以产生多馀的氧供水中生物所需。但在夜间无光照时，植物浮游性生物因不能行光合作用，反而因呼吸作用而消耗氧，故夜间时水中得溶存氧将大量减少，这对养殖渔池中的放养生物而言是绝对不利的，也将对放养密度造成极大的限制。而从另一方面来说若能使植物在夜间亦能行光合作用，则在夜间或无日照时，水中的溶存氧量亦可因植物的光合作用而增加，不致因植物及放养生物两者的呼吸而消耗殆尽；所以在原则上这是增加水中溶存氧量一个有效率的方法，但要将其予以实现，则要给予一个适当的机制以触发植物的光合作用，此即一适当的光照源。

由光合作用的理论基础可以得知，能有效激发植物光合作用的光质为在可见光波长中的红光与蓝光，其波长分别约在6400埃及4300埃的位置。照射至地球的太阳光，由于其为具有各种可见光波长的连续光谱，故能激发植物行光合作用。所以在无光照时，为达相同效果，可使用人为制造的各种照明工具。目前用于栽培水中植物的光源有很多种，包括钨灯、日光灯、植物灯及太阳灯等。一般而言钨灯大部份的热辐射皆位于不可见的红外线区，红外线区的辐射占总辐射量的95％，仅有约5％的能量转换为植物所需的光范围内，所以钨灯的效率太低；日光灯虽接近昼光，但其光谱偏向于青光区，红光不强而缺乏红外线，多在植物行光合作用的光波长范围之外，使用日久光线转弱，会严重影响植物的光合作用；而对太阳灯而言，其红光谱的能量出现于波长约6110埃的位置，而且能量不高，故并不是理想的人造光源。若以发光效率及平均寿命而言，专门用于植物栽培用的植物灯本是一个最佳选择，但植物灯为萤光灯的一种，其所发出的光芒并没有很强的穿透能力，所以基于各种的考量，我们所选择使用的光源，为一种改良式的卤素灯。

本质上，卤素灯亦为钨灯的一种，但卤素灯能克服传统钨灯的黑化问题。传统钨灯在操作时，由于高温的缘故，部份钨丝会蒸发且沉积在内壳上，造成所谓的黑化问题，使光通量逐渐变小，有效寿命比全寿命短；而在卤素灯中，由于添加了卤素，使钨蒸气与卤素结合形成卤化物，随后又在高温电极上被还原析出钨，此种卤钨循环使内壳始终保持清洁，在寿终时光通量仍保有起始值在95％以上。同时，在卤素的保护下，钨丝的温度可提高至普通灯泡所无法忍受的程度，可高达3000-3200K，因此可增加亮度，使光效达20-30流明/瓦，远较传统钨灯的10流明/瓦要高，而且其效率亦因此而提高；相对地，卤素灯的温升现象显得比较和缓。另一方面，卤素灯所发出的光芒穿透能力强，是一种能适合较大型且较深的渔池使用的照明灯。

就光质而言，卤素灯亦能产生从蓝光到红外线的连续光谱，且因红外线辐射减少的关系，使红光区及其他光区的辐射能量增强，而光色也较接近白色光；同时，其所含的远红光(farred，波长约7240埃)，可使促进光形态作用，改善植物的发育。

除了卤素灯的光质及特性对养殖渔场的优点的外，本实用新型拟将卤素灯予以改良设计，使之成为沉水式的卤素灯。

此设计一方面可降低光的损失程度，而更重要的，是利用其在水中的温度，在水面上形成一层热膜，而此热膜则可对下层的水造成保温作用，避免寒流来袭时水温骤降，使放养生物无法承受而大量死亡。在台湾的养殖业中，此种寒害仍是业者心中之痛，每年当寒流来袭时，业者无不费尽心思避免寒害所造成的损失，有以防风棚抵挡寒风的，但此举只能收一时之效，寒流若持续多日则水温仍会降低；亦有以热风从上风处吹送者，然此举并无法使养殖渔池均匀受惠。利用沉入水中卤素灯，可在水表面形成一均匀的热膜，使下层水不致因外界温度的剧烈变化而受到不良的影响。

发明内容

综上所述，本实用新型提出一沉水式光激发供氧保温卤素灯其主要目的有二：

一、提供适当的光源及足够的穿透能力，使水中植物在无日照时亦能进行光合作用，增加水中的溶存氧量；同时，卤素灯的光质亦可促进植物的光型态作用。