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Betriebsverfahren und Anordnung zur Beleuchtung mit Hochdruckmetalldampfbogenlampen.
Die Erfindung ist ein Betriebsverfahren zur Beleuchtung mit (Hochdruck-) Metalldampfbogen- lampen, d. h. mit solchen Lampen, in deren luftdicht geschlossenem Kolben-welcher ausser einer Edelgasfüllung ein verdampfbares Metall z. B. Quecksilber enthält-während des Betriebes ein höherer als atmosphärischer Druck, in der Regel sogar 5,10 oder noch mehr Atmosphären übersteigender Druck herrscht. Die Erfindung erstreckt sich ferner auf zur Ausführung des Verfahrens geeignete Anordnungen, welche gegebenenfalls mit den (Hochdruck-) Metalldampfbogenlampen zusammen- gebaut, oder in diese eingebaut werden können.
Bekanntlich haben die Hochdruckmetalldampfbogenlampen den Nachteil, dass ihr Licht unangenehm, grünlich gefärbt ist, so dass sie zu allgemeinen Beleuchtungszwecken, z. B. in Wohnräumen, Arbeitsstätten, Sälen usw. zur Beleuchtung ungeeignet sind und hauptsächlich bloss für besondere Zwecke, z. B. zur Beleuchtung von Autostrassen usw. verwendet werden können. Bekannt ist ferner noch, dass die Grundfarbe dieser Lampen-worunter in dieser Beschreibung jene Farbe zu verstehen ist, welche das Licht der Metalldampfbogenlampe bei der zum Aufrechterhalten des Bogens notwendigen minimalen Stromstärke (also bei einem brauchbaren Lsuchteffekt) aufweist- einigermassen verbessert werden kann, wenn man den in der Lampe herrschenden Druck erhöht.
Dies hat jedoch praktische Nachteile, z. B. das Erhöhen der Explosionsgefahr usw., so dass eine solche Druckerhöhung nur innerhalb gewisser Grenzen möglich ist.
Zweck des erfindungsgemässen Betriebsverfahrens ist, das Licht der Hochdruckmetalldampfbogenlampen in der Weise zu verbessern, dass sich die Grundfarbe in der Richtung des Spektrums der weissen Farbe verschiebt und die Lampen somit für allgemeine Beleuchtungszwecke geeigneter werden. Im Sinne des erfindungsgemässen Verfahrens wird dies dadurch erreicht, dass man die Hochdruckmetalldampfbogenlampe anstatt mit einem stetig fliessenden Gleich-oder Wechselstrom mit einer Reihe von solchen Stromstössen speist, deren maximale Stromstärke ein Vielfaches, z. B.
Fünffaches, Zehnfaches, Hundertfaches oder noch Mehrfaches der maximalen Stromstärke jenes sinoidalen Wechselstromes ist, welcher dazu notwendig ist, dass die Lampe das grundfarbige Licht liefert, wobei die Zeiträume der zwischen den einzelnen Stromstössen eintretenden Pausen zweckmässig Vielfache jener der Stromstösse sind. Durch Versuche ist nämlich festgestellt worden, dass sich die Farbe der Lampe beim Speisen mit einer Reihe solcher aufeinanderfolgenden Stromstösse von der Grundfarbe in der Richtung des Spektrums der weissen Farbe verschiebend ändert und somit für allgemeine Beleuchtungszwecke geeigneter wird. Die zu diesem Zwecke geeigneten Stromstösse können in beliebiger entsprechender Weise erzeugt werden.
Aus der ungarischen Patentschrift Nr. 107123 ist z. B. ein Verfahren bekannt geworden, bei welchem die Lichtfarbe von Gasentladungsleuchtröhren dadurch verändert wird, dass man die Röhre mit einer Reihe von Stromstössen speist. Die Anwendung eines solchen Verfahrens auf Hochdruckmetalldampfbogenlampen, welche im allgemeinen unter bedeutend geringerer Spannung und bedeutend höherer Stromstärke arbeiten, als Gasentladungsleuchtröhren, und deren Bogeneharakteristiken - soweit man von solchen sprechen kann-von jenen der Gasentladungsröhren stark abweichen, war jedoch nicht auf der Hand liegend. Es war auch nicht vorauszusehen, dass die Lichtfarbe der Hoch-
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druekmetalldampfbogenlampen durch das Speisen mit solchen Stromstössen sich in solchem Sinne ändern wird, welcher für allgemeine Beleuchtungszwecke dienlich ist.
Doch jene Eigenschaften der
Hoehdruckmetalldampfbogenlampen, welche sich von denen der Gasentladungsröhren unterscheiden, ermöglichen eine solche Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens, welches infolge seiner Einfachheit leicht durchführbar und somit für allgemeine Beleuchtungszwecke geeignet ist. Erfindungsgemäss wird nämlich jene Reihe von Stromstössen, mit welcher die Hochdruckmetalldampfbogenlampe gespeist wird, in der Weise erzeugt, dass man einen Kondensator parallel zu einer-mit der entsprechenden Wechselstromquelle verbundenen-Lampe schaltet. Ist diese Wechselstrom- quelle ein Starkstromnetz, so muss man in die die Lampe und den zu derselben parallel geschalteten
Kondensator speisenden Leitung auch einen Widerstand oder Kondensator schalten.
Wird jedoch die Lampe in üblicher Weise durch die Sekundärspule eines mit seiner Primärspule an das Netz ge- schalteten Transformators gespeist, so kann der Transformator so bemessen werden, dass der oben erwähnte Widerstand durch den inneren Widerstand seiner Sekundärspule ersetzt wird. Eine solche
Schaltung führt bei Gasentladungsröhren deshalb nicht zum Ziel, weil die Betriebsspannung der Gas- entladungsröhren nicht um so viel niedriger als die Zündspannung derselben ist, dass die beim Zünden über die Röhre erfolgende Entladung des Kondensators einen entsprechenden starken Stromstoss hervorrufen könnte.
Bei Hochdruckmetalldampfbogenlampen besteht jedoch zwischen der Zünd- und B9triebs (Brenn) spannung ein so grosser Unterschied, dass zur Erzeugung der den gewünschten
Effekt hervorrufenden Stromstoss ein Kondensator von verhältnismässig geringer Kapazität aus- reichend ist, welcher eventuell mit der Lampe zusammengebaut, eventuell sogar aus den Elektroden der Lampe ausgestaltet werden kann.
Die in der ungarischen Patenschrift Nr. 107123 zur Speisung von Gasentladungsröhren vorge- schlagenen verschiedenen Schaltungen und Vorrichtungen können auch bei Hochdruekmetalldampf- bogenlampen zur Erzeugung von Stromstössen verwendet werden. Man muss jedoch bei Schaltungen, bei welchen ein Abgrenzorgan verwendet wird, zufolge der abweichenden Spannungsverhältnisse als
Abgrenzungsorgan an Stelle einer Funkstrecke, eine Entladungsröhre, z. B. eine in Bogen übergehende Glimmentladungsröhre, eine edelgasgefüllte Röhre od. dgl. anwenden.
Die Zeitdauer, die maximale Stromstärke der die Hochdruckmetalldampfbogenlampe speisen- den Stromstösse, wie auch die zwischen den einzelnen Stössen herrschenden Pausen, können zweck- mässig so in Übereinstimmung gebracht werden, dass die elektrische Leistung, welche in Form von
Stromstössen von der Lampe aufgenommen wird, im grossen und ganzen gleich ist mit der, die die mit sinoidalem Wechselstrom gespeiste Lampe im normalen Betrieb aufnimmt. Diese Leistung kann demnach grösser sein als jene, welche die Lampe aufnimmt, wenn sie mit einem ihrer Grundfarbe ent- sprechend gefärbtem Licht brennt. Im allgemein erzielt man eine beträchtliche Verbesserung der
Farbe des durch die Lampe gelieferten Lichtes, wenn die maximale Stromstärke der Stromstösse mehr als das Hundertfache der effektiven Stromstärke beträgt.
Es ist zweckmässig, den Zeitraum der einzelnen Stromstösse je kürzer und die zwischen diesen eintretenden Pausen je länger zu wählen, derart, dass das Verhältnis dieser beiden Zeitspannen z. B. grösser als fünf, zweckmässig sogar grösser als zwölf sein soll, wobei aber darauf geachtet werden muss, dass die Häufigkeit der Stösse so gross sei, dass kein wahrnehmbares Flimmern des Lampenlichtes auftreten kann. Diese Gefahr ist aber bei
Lampen, die mit einem parallel geschalteten Kondensator aus einem Netz normaler Periodenzahl gespeist werden, nicht vorhanden.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ist, dass die Kapazität des mit der
Lampe parallel geschalteten Kondensators nicht gross sein muss, so dass dieser, insbesondere bei kleineren
Einheiten, zumindest teilweise aus den Stromzuführungen der Lampe in der Weise hergestellt werden kann, dass man die Zuführungen einander näher bringt und sie mit entsprechenden Dielektriken trennt, damit sie die Armaturen des Kondensators bilden können.
Da nun der Kolben von Hochdruckmetall- dampfbogenlampen sehr klein ist, werden diese-um ihre Zuführungen als einen mit der Lampe parallel geschalteten Kondensator ausgestalten zu können-in einen äusseren Kolben normaler Grösse und mit normalem Sockel eingebaut und man kann sogar in dem Kolben, oder im Sockel auch jenen Wider- stand unterbringen, welcher mit der Lampe und dem Kondensator in Reihe geschaltet ist. Dieser
Widerstand kann eventuell aus einem Glühfaden bestehen, er kann aber auch von einem Kondensator gebildet werden. Hiedurch erhält man eine Lampe, welche im Falle eines normalen Wechselstrom- netzes entsprechender Spannung genau so zu verwenden ist, wie eine Glühlampe, indem man dieselbe einfach in die Fassung setzt, ohne an den bestehenden Leitungen, Schaltern, Armaturen usw. etwas ändern zu müssen.
Die Bemessung der Kondensatoren, Widerständen usw. geschieht im wesentlichen auf Grund derselben Prinzipien, wie bei den, bei Glimmentladungsröhren verwendeten, bekannten
Blinkschaltungen, jedoch unter Beachtung der bezüglich der Stromstoss oben gesagten Gesichts- punkte und der zur Erreichung der gewünschten Farbenänderung erforderlichen maximalen Stromspannungen.
Es ist klar, dass das erfindungsgemässe Verfahren nicht allein für allgemeine Beleuchtungszwecke, sondern auch für besondere Zwecke, z. B. für Scheinwerfer, Mikroskope, wie auch für andere Be- leuchtungszwecke wissenschaftlicher und technischer Art verwendbar ist.