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Beleuchtungsanlage.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungsanlage, die einen hohen Wirkungsgrad hat und insbesondere zur Beleuchtung von Wegen oder für ähnliche Zwecke geeignet ist.
Die erfindungsgemässe Beleuchtungsanlage enthält eine Anzahl von elektrischen Entladungs- röhren mit einer Natriumdampffüllung, wobei die Entla. dungsstreeken der verschiedenen Entladungsröhren in Reihe geschaltet sind und die Anlage eine Vorrichtung, z. B. einen Variator. enthält, die den Strom durch die in Reihe geschalteten Entladungsröhren innerhalb solcher Grenzen hält, dass bei Spannungsschwankungen der speisenden Stromquelle die Schwankungen des die Entladungsröhren durchfliessenden Stroms prozentual höchstens zweimal so gross, vorzugsweise aber geringer als die genannten Spannungsschwankungen sind.
Es ist festgestellt worden, dass der Wirkungsgrad einer Natriumdampfentladungsröhre, d. h. die je Einheit der verbrauchten Energie ausgesandte Lichtmenge, in hohem Masse von Schwankungen des
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mit Natriumdampffüllung in erster Annäherung durch ein System elektrischer Grossen ersetzt gedacht werden kann, in dem eine der dem Kreis aufgedruckten Spannung entgegenwirkende elektromotorische Kraft vorkommt. Es zeigt sich, dass durch das Vorhandensein dieser gegenelektromotorischen Kraft sehr grosse Schwankungen im Entladungsstrom auftreten, wenn die dem Kreis aufgedrückte Spannung leichte Schwankungen aufweist.
Wenn man diese aufgedrückte Spannung mit V1, die gegenelektro-
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Anzahl von in Reihe geschalteten Röhren und der Zündspannung dieser Röhren bemessen werden. Beim Einschalten zeigt es sich, dass sich eine solche Spannungsverteilung einstellt, dass jede Entladungsröhre die zur Zündung erforderliche Spannung erhält. Da die Röhren in Reihe geschaltet sind, können sie ausserdem mit dem gleichen Vorschaltwiderstand betrieben werden. Deswegen ist die Differenz zwischen VI und V2 ziemlich gering, woraus hervorgeht, dass die Stromschwankungen gross sind. Tatsächlich zeigt
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faches der Schwankungen der aufgedrückten Spannung betragen können.
Dies hat einen sehr ungünstigen Einfluss auf den Nutzeffekt der Anlage. da, wie bereits bemerkt, der Nutzeffekt von Natriumdampfent-
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stärke fuhren darum auch grosse Schwankungen des Nutzeffektes der Anlage herbei. Dieser Nachteil ist bei der erfindungsgemässen Anlage dadurch beseitigt, dass eine Vorrichtung, z. B. ein Variator (d. h. ein in einer Gasatmosphäre angeordneter Widerstand mit einem sehrgrossen positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes), verwendet wird, um den Strom derart zu regeln, dass er innerhalb be- stimmter Grenzen bleibt.
Es hat sich gezeigt, dass bereits gute Ergebnisse erzielt werden, wenn die
Schwankungen in der Entladungsstromstärke kleiner als das Doppelte der Spannungsschwankungen gehalten werden, welche die Stromschwankungen verursachen. Vorzugsweise wird man die Stromschwankungen aber relativ kleiner als die Spannungssehwankungen halten.
Wenn ein Weehselstromnetz zum Speisen der Anlage vorhanden ist, so kann man die Entladungröhren mit Wechselstrom betreiben und dafür Sorge tragen, dass die Schwankungen der Effektivstromstärke innerhalb der vorgenannten Grenzen bleiben. In vielen Fällen ist es aber vorteilhaft, eine Gleich- riehtervorrichtung in die Anlage aufzunehmen und die in Reihe geschalteten Entladungsröhren an die
Gleichstromklemmen dieser Gleichstromvorrichtung anzuschliessen. Die Anmelderin hat nämlich gefunden, dass der Nutzeffekt von Natriumdampfentladungsröhren bei gleichbleibender Temperatur und somit bei gleichbleibendem Dampfdruck auch von dem Verlauf des Entladungsstroms abhängt.
Unterbrechungen, sogar sehr kurze Störungen, der Entladung haben auch bei gleichbleibender Temperatur und Dampfdruck einen ungünstigen Einfluss auf den Wirkungsgrad. Wenn man Natriumdampfentladungsröhren in einem Fall derart betreibt, dass die Entladung periodisch jeweils während kurzer Zeit unterbrochen wird, in einem andern Fall derart, dass die Entladung nicht unterbrochen wird, wobei dafür Sorge getragen wird, dass die Stromstärken derart eingestellt werden, dass in beiden Fällen gleiche Energiemengen in die Röhren aufgenommen werden und somit die Temperatur und der Dampfdruck gleich sind, so zeigt es sich, dass der Wirkungsgrad der Entladungsröhren, in denen die Entladung nicht unterbrochen wird, erheblich grösser als der Wirkungsgrad der mit periodisch gestörter Entladung wirkenden Röhren ist.
Dadurch, dass die in Reihe geschalteten Entladungsröhren an die Gleichstromklemmen
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konstant ist. Auch zeigt es sich, dass die Schwärzung der Röhrenwand infolge der Zerstäubung der Elek-
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Es ist ersichtlich, dass die Gleichrichtervorrichtung auch zum Gleichrichter einer grösseren Anzahl von Phasen eingerichtet sein kann. Ein sehr günstig wirkender Gleichrichter wird z. B. dadurch erhalten, dass ein Transformator verwendet wird, der den Dreiphasenwechselstroni in einen Vierphasenwechselstrom umwandelt, um dann letzteren z. B. mittels zweier Zweiphasengleichrichterlampen gleichzurichten. In diesem Fall kann die Drosselspule 7 in Wegfall kommen.
An das Wechselstromnetz 1 ist auch ein Transformator 8 angeschlossen, dessen Sekundärwicklung den Heizstrom für die Glühkathoden der Entladungsröhren der Anlage liefert.
Die Anlage enthält eine Anzahl von elektrischen Entladungsröhren 9, die mit einer Glühkathode 10 und einer Anode 11 ausgestattet sind. Die Röhren sind ausserdem mit einer Edelgasfüllung, z. B. Neon, versehen und enthalten auch eine Menge Natriumdampf. Beim Betrieb senden diese Lampen ein sehr intensives gelb gefärbtes Licht aus. Die Glühkathoden werden mittels Wechselströmen erhitzt, die durch die kleinen Transformatoren 12 geliefert werden. Die Primärwicklungen dieser Transformatoren sind an die Leitungen 13 und 14 derart angeschlossen, dass sie parallel geschaltet sind.
Die Entladungsröhren können auch mit zwei Anoden versehen werden, die miteinander verbunden sind. In jeder Röhre sind dann zwei parallel verlaufende Entladungsstrecken vorhanden, aber die Entladungsstrecken der verschiedenen Entladungsröhren sind dennoch in Reihe geschaltet.
Der zwischen der Glühkathode 10 und der Anode 11 fliessende Entladungsstrom wird mittels der Leiter 15 und 16 zugeführt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Entladungsstrecken der Entladungsröhren 9 in Reihe geschaltet, so dass sie alle vom gleichen Strom durchflossen werden. Zwischen der Drosselspule 7 und dem Leiter 16 ist ein an sich bekannter Variator 17 angeordnet, d. h. ein Widerstand, der in der Regel aus Eisendraht besteht und in einer Gasatmosphäre angeordnet ist und einen sehr grossen positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes besitzt. Dieser Widerstand hält den Strom in den Leitern 15 und 16 und infolgedessen den die Entladungsröhren 9 durchfliessenden Strom innerhalb enger Grenzen. Der Variator ist z.
B. derart bemessen, dass die Schwankungen des die Röhren 9 durehfliessenden Stromes prozentuell geringer als die Spannungsschwankungen des Netzes 1 sind.
Der innerhalb der gestrichelten Linie 18 dargestellte Teil kann vereinigt in einem Gehäuse, z. B. in einer Unterstation, untergebracht werden. Von diesem Gehäuse geht dann ein Vierleitersystem aus, das die Leiter 13, 14, 15 und 16 enthält. Dieses Leitersystem ist dann zu den verschiedenen Lichtpunkten der Anlage geführt. Bei jedem Lichtpunkt werden dann aus dem Leitersystem vier Leiter der Entladungs- röhre zugeführt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, führen zwei dieser Leiter zu dem Transformator, der den Glühkathodenstrom liefert, während die beiden andern Leiter zur Glühkathode und zur Anode der Entladungsröhre führen.
Es ist auch möglich, einen der Leiter 13 oder 14 mit dem Leiter 15 zusammenfallen zu lassen, so dass die verschiedenen Lichtpunkt dann durch ein Dreileitersystem miteinander verbunden sind.
Die Entladungsröhren 9 sind derart bemessen, dass sie eine Bogenentladung ohne positive Säule aufweisen. Die Zündspannung dieser Entladungsröhren stellt sich z. B. auf 17 Volt. Die Gleichstromspannung der Gleichrichtervorrichtung kann dabei annähernd 500 Volt betragen. Die Anlage enthält z. B. dreissig in Reihe geschaltete Entladungsröhren. Es ist sogar möglich, diese Anzahl zu steigern. Die Brennspannung der Entladungsröhren ist nämlich niedriger als die Zündspannung. Es zeigt sich, dass die Gesamtspannung etwas grösser als das Produkt der Anzahl von Entladungsröhren und der Brennspannung sein soll. Sie braucht aber nicht dem Produkt der Anzahl von Röhren und der Zündspannung zu entsprechen. Zur Erleichterung der Zündung können in verschiedenen Punkten zwischen die Leiter 15 und 16 Widerstände 19 geschaltet werden.
Die Stromstärke durch die Leiter 15 und 16 kann z. B. auf 5 Ampere konstant gehalten werden. Für die Spannung zwischen den Leitern 13 und 14 wird vorzugsweise ein normaler Wert, z. B. 220 oder 380 Volt, gewählt. Die Sekundärspannung der Transformatoren 12 beträgt z. B. 2-2-5 Volt.
Die Entladungsröhren 9 werden während des Betriebes durch einen nicht unterbrochenen Entladungsstrom durchflossen,. was, wie bereits gesagt, einen günstigen Wirkungsgrad zur Folge hat. Ausserdem wird dieser Entladungsstrom noch annähernd gleichbleibend gehalten, was Schwankungen in dem Natriumdampfdruck und in dem Wirkungsgrad verhindert. Es hat sich auch herausgestellt, dass die Anlage einen sehr günstigen Wirkungsgrad besitzt, der z. B. höher als der einer Anlage ist, die unmittelbar und ohne Variator mit Wechselstrom gespeist wird und bei der Unterbrechungen in der Entladung auftreten.
Die Anlage weist ferner den Vorteil auf, dass das ausgesandte Licht nicht flimmert, und auch die Schwärzung der Röhrenwand ist nur gering. Offenbar findet also nur eine geringe Zerstäubung der Elektroden statt.
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