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Schaltanordnung gasgefüllter, elektrischer Entladungsröhren.
Es ist allgemein bekannt, dass gasgefüllte, elektrische Entladungsröhren erst bei einer Spannung zünden, die bedeutend grösser als die Brennspannung ist. Der Unterschied zwischen der Zündspannung und der Brennspannung wird in der Regel von einer in Reihe mit den Röhren gelegten Impedanz aufgenommen. Wird dafür eine Drosselspule verwendet, so hat dies einen kleinen Arbeitsfaktor zur Folge, während bei der Verwendung eines Ohmschen Widerstands in demselben eine Energiemenge verloren geht.
Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltanordnung, durch welche diese Übelstände behoben werden und gleichzeitig andere im nachfolgenden zu erläuternde Vorzüge erhalten werden.
Bei der Schaltanordnung nach der Erfindung ist eine Gruppe mit mindestens zwei in Reihe geschalteten Entladungsröhren an zwei Pole einer Dreiphasenwechselstromquelle angeschlossen, und die Schaltanordnung enthält einen Schalter, mittels dessen ein zwischen den Röhren gelegener, hier als Anschlusspunkt bezeichneter Punkt, zweckmässig die Mitte der Gruppe, zeitweilig mit dem dritten Pol der Wechselstromquelle verbunden werden kann. Diese Verbindung, die gegebenenfalls auch über eine Impedanz erfolgen kann, wird in diesem Fall beim Inbetriebsetzen der Entladungsröhren hergestellt, wodurch den Röhren zeitweilig eine höhere Spannung zugeführt wird. Diese höhere Spannung zündet so die Entladungsröhren, worauf die Verbindung mit dem dritten Pol wieder aufgehoben wird.
Die Vorschaltimpedanz, die zwecks Stabilisierung der Entladung nach wie vor nötig ist, kann infolgedessen bedeutend kleiner gewählt werden, so dass sich ein besserer Arbeitsfaktor oder ein geringerer Energieverlust ergibt.
Enthalten die Entladungsröhren schwerverdampfbare Metalle, z. B. Natrium, dessen Dampf an der Lichtemission beteiligt sein muss, so lässt man die Verbindung mit dem dritten Pol zweckmässig einige Zeit bestehen. Wenn der Anschlusspunkt direkt oder über eine kleine Impedanz mit dem dritten Pol verbunden wird, werden die Entladungsröhren nämlich anfangs überlastet, so dass in den Röhren viel Wärme entwickelt wird, die Röhren schnell auf die erforderliche Temperatur kommen und der Metalldampf schnell den erforderliehen Druck annimmt.
Zweckmässig werden in die Gruppe von Entladungsröhren eine oder mehrere Drosselspulen derart eingeschaltet, dass sich zu beiden Seiten des an den dritten Pol anzuschliessenden Punktes ein Teil dieser Drosselspulen befindet. Eine sehr einfache Schaltanordnung wird erhalten, wenn man in der Mitte der Gruppe eine einzige Drosselspule anbringt und die Mitte dieser Drosselspule über eine Impedanz mit dem dritten Pol der Wechselstromquelle verbindet.
Bei der Verwendung von Entladungsröhren mit schwerverdampfbaren Metallen, z. B. Natrium, kann es empfehlenswert sein, die Verbindung über einen Kondensator herzustellen, dessen Kapazitanz
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hat dies eine schnellere Aufwärmung der Entladungsröhren zur Folge.
Anstatt einer Gruppe kann man auch mehrere Gruppen von Entladungsröhren zwischen zwei Polen der Wechselstromquelle einschalten. Hiebei wird der Anschlusspunkt jeder Gruppe zweckmässig mit einem gemeinsamen Leiter verbunden, der in diesem Fall mittels eines einzigen Schalters zeitweilig an den dritten Pol angeschlossen werden kann, wodurch eine gemeinsame Zündung der Entladungsröhren ermöglicht wird,
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an drei Schaltanordnungen von für Beleuchtungszwecke zu verwendenden Vorrichtungen beispielsweise erläutert.
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltanordnung enthält zwei Gruppen gasgefüllter Entladungsröhren.
Unter Gasfüllung wird hier nicht nur eine aus einem oder mehreren Gasen, sondern auch eine aus einem oder mehreren Dämpfen oder aus einem Gasdampfgemisch bestehende Füllung verstanden. Jede Gruppe besteht aus zwei Röhren 1. Die Röhren, die nur schematisch dargestellt sind, können auf bekannte Weise gebaut sein. Zwischen den beiden Röhren befindet sich eine Drosselspule 2. Jede Gruppe ist zwischen den Leitern 3 und 4 eingeschaltet, während die Mitte der Drosselspule 2 über einen Kondensator 5 an den Leiter 6 angeschlossen ist. Die Leiter 3 und 4 sind mit zwei Phasen einer Dreiphasenwechselstromquelle 7 verbunden, die z. B. aus der Sekundärwicklung eines Dreiphasentransformators besteht. Der Leiter 6 kann mit Hilfe des Schalters 8 an die dritte Phase angeschlossen werden.
Diese Verbindung wird beim Inbetriebsetzen der Vorrichtung hergestellt', so dass auf diese Weise jede Entladungsröhre in Reihe mit der Hälfte der Drosselspule 2 und dem Kondensator zwischen zwei Phasen der Dreiphasenwechselstromquelle liegt. Im gewöhnlichen Betrieb dahingegen, d. h. bei geöffnetem Schalter 8, sind zwei Entladungsröhren mit der ganzen Drosselspule 2 zwischen zwei Phasen der Stromquelle geschaltet. Bei der Zündung erhält jede Röhre somit eine bedeutend höhere Spannung als im gewöhnlichen Betrieb. Diese höhere Spannung führt die Zündung der Entladungsröhren herbei, und die Drosselspule braucht nicht darauf berechnet zu sein, den Unterschied zwischen dieser höheren Spannung und der gewöhnlichen Brennspannung aufzunehmen.
Die Drosselspule braucht nur derart bemessen zu werden, dass sie die Entladung. stabilisieren kann. Dies übt einen sehr günstigen Einfluss auf den Arbeitsfaktor aus. Ferner wird der Vorteil erhalten, dass bei einer gegebenen zulässigen Höchstgrenze der zu verwendenden Spannungen die Betriebsspannung der Entladungsröhren höher gewählt werden kann.
Falls die Entladungsröhren'ein schwerverdämpfbares Metall, z. B Natrium, enthalten, wird der Kondensator 6 zweckmässig derart bemessen, dass die Kapazitanz bedeutend grösser ist, z. B. den zweifachen Wert der Induktanz der Hälfte der Drosselspule 2 hat. Hiedurch wird eine schnellere'Aufwärmung der Entladungsröhre erreicht.
Es ist ersichtlich, dass die Anzahl von Gruppen beliebig erweitert werden kann. Da die Anschlusspunkte der verschiedenen Gruppen mit dem gemeinsamen Leiter 6 verbunden sind, kann die Zündung sämtlicher Entladungsröhren mittels eines einzigen Schalters 8 herbeigeführt werden. Man kann diesen Schalter nach dem Inbetriebsetzen der Vorrichtung einige Zeit geschlossen halten, während welcher
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in Form eines Zeitschalters bauen, so dass er während so langer Zeit geschlossen bleibt, dass die Entladungsröhren hinreichend aufgewärmt sind.
Wie schon bemerkt wurde, enthält die zwischen zwei Polen der Wechselstromquelle eingeschaltete Gruppe mindestens'zwei in Reihe geschaltete Entladungsröhren. Selbstredend können zu beiden Seiten des Anschlusspunkte der Gruppe auch mehr als eine Röhre geschaltet werden. Auch ist es möglich, zu beiden Seiten dieses Anschlusspunkte zwei oder mehr Entladungsröhren paiallel zu sehalten, wie dies z. B. in Fig. 2 dargestellt ist. Bei der in dieser Figur daigestellten Schaltanordnung ist jede Entladungröhre mit einer besonderen vorgeschalteten Drosselspule 9 versehen, während die Mitte der Gruppe ohne Zwischenschaltung einer Impedanz an den dritten Pol der Wechselstromquelle angeschlossen wird.
Die verschiedenen Entladungsröhren der Gruppen brauchen nicht immer nahe aneinander angeordnet zu werden. Wird die in Fig. 2 schematisch dargestellte Vorrichtung z. B. zur Beleuchtung eines Weges verwendet, so können die Leiter 3 und 4 beiderseits der Stromquelle angebracht werden, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Nachdem der Schalter 8 von dem dritten Pol abgeschaltet ist, kann dieser Schalter auf einen Blindkontakt übergeführt werden oder aber mit dem Sternpunkt der Wechselstromquelle verbunden werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltanordnung gasgeffillter, elektrischer Entladungsröhren, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gruppe mit mindestens zwei in Reihe geschalteten Röhren an zwei Pole einer Dreiphasenwechselstromquelle angeschlossen ist und dass ein Schalter vorgesehen ist, mittels dessen ein zwischen den Röhren gelegener Punkt, zweckmässig die Mitte der Gruppe, zeitweilig mit dem dritten Pol der Wechselstromquelle verbunden werden kann.