AT154333B - Vorrichtung mit einer Hochdruckmetalldampfröhre. - Google Patents

Vorrichtung mit einer Hochdruckmetalldampfröhre.

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AT154333B
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Philips Nv
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/16Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies
    • H05B41/20Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having no starting switch
    • H05B41/23Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having no starting switch for lamps not having an auxiliary starting electrode
    • H05B41/232Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having no starting switch for lamps not having an auxiliary starting electrode for low-pressure lamps

Description


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  Vorrichtung mit einer Hochdruckmetalldampfröhre. 



   Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die mit einer   Hoehdruekmetalldampfröhre   mit festen Glühelektroden und Edelgasfüllung versehen ist. Es sind z. B. Hochdruekquecksilberdampfröhren für   Beleuchtungs- und Bestrahlungszwecke   bekannt, welche aus einer Wechselstromquelle gespeist werden, wobei als   Vorschaltimpedanz   in der Regel eine Selbstinduktion benutzt wird. Diese Selbstinduktion kann durch eine Drosselspule gebildet werden, aber auch gegebenenfalls mit einem Transformator vereinigt werden, in welchem Falle ein sogenannter Streutransformator benutzt wird. 



  Als Spannung der Speisestromquelle muss in letzterem Falle die sekundäre Leerlaufspannung des Transformators angesehen werden. Diese   Hoehdruckentladungsröhren   sind mit festen Glühelektroden versehen (die gegebenenfalls ausschliesslich durch die Entladung erhitzt werden können) und haben Edelgasfüllung, so dass die Zündung der Entladung durch die Spannung der Stromquelle möglich ist. 



  In vielen Fällen wird diese Zündung durch die Anordnung einer oder mehrerer Hilfselektroden erleichtert. 



  Nach der Zündung der Entladung in der Edelgasfüllung steigt der Dampfdruck, wodurch die Entladung in eine Hochdruckentladung übergeht, die sich durch   Einschnürung   der Entladungsbahn kennzeichnet, so dass die Entladung dann nicht mehr den ganzen Querschnitt der Röhre ausfüllt. 



   Mit zunehmendem Dampfdruck steigt auch die Brennspannung der Entladung ; diese Spannung wird erheblich grösser als jene Brennspannung, welche sofort nach der Zündung der Entladung auftritt. Man hat danach gestrebt, die während des normalen Betriebes vorhandene Brennspannung im Verhältnis zur Speisespannung zu erhöhen. Diese Brennspannung kann jedoch nicht willkürlich hoch getrieben werden ; um einen stabilen Betrieb zu erhalten, hat man die vorgeschaltete Drosselspule und die Entladungsröhre praktisch immer so dimensionieren müssen, dass die Brennspannung der Entladung bei normalem Betrieb nicht grösser ist als ungefähr 55% des Effektivwertes der Speisespannung. 



   Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung ist die Vorschaltimpedanz aus in Reihe geschalteter Selbstinduktion und Kapazität zusammengestellt und die Entladungsröhre und die Vorschaltimpedanz sind derart dimensioniert, dass die Brennspannung der Entladung bei normalem Betrieb grösser ist als 60% des Effektivwertes der Spannung der Wechselstromquelle, aus der die Entladungsröhre gespeist wird. Vorzugsweise wird man die Brennspannung noch höher wählen, z. B. grösser als   70%   der Speisespannung. Die Brennspannung kann sogar grösser als   80%   der erwähnten Spannung gemacht werden. 



   Unter Brennspannung der Entladung bei normalem Betrieb wird hier die in folgender Weise zu bestimmende Grösse verstanden. Nimmt man, nachdem die Entladung ihren Endzustand erreicht hat, die Spannung der Entladung als Funktion der Zeit oszillographisch auf, dann zeigt die Spannungskurve V   ==/ ( < )   in jeder halben Periode beim Einsetzen der Entladung einen maximalen Wert, der   hier"Wiederzündspannung"genannt   wird. Tritt dieser Maximalwert in einem Zeitpunkt   t1   auf und erreicht   der Entladungsstrom in   dem Zeitpunkt t2 wieder den Nullwert, so   wirdhier unter"Brennspannung   der Entladung bei normalem Betrieb"verstanden 
 EMI1.1 
   wobei T die Periode der Speisespannung (bei einer Frequenz von 50 Hertz also Vs. Sek. ) darstellt.   



   Bekanntlich muss die Entladung in jeder Periode zweimal gezündet werden. Hiezu ist eine hohe Spannung erforderlich. Um einen stabilen Betrieb zu erhalten, soll die Wiederzündung schon bald 

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 nach dem Aufhören der Entladung der vorangehenden halben Periode stattfinden, wozu die hohe, für die Wiederzündung benötigte Spannung, schon bald nachdem der Strom in der vorangehenden halben Periode unterbrochen wird, zwischen den Enden der Entladungsbahn zur Verfügung stehen muss. Die Spannung der Speisestromquelle ist für den Fall, dass die Brennspannung einen so hohen Prozentsatz der Speisespannung, wie oben angegeben wurde, bildet, nicht imstande eine baldige Wiederzündung zu bewirken. Deswegen sind in der erfindungsgemässen Vorrichtung besondere Massnahmen getroffen, um die frühe Wiederzündung der Entladung zu bewirken.

   Hiezu ist die Vorsehaltimpedanz, wie schon bemerkt wurde, aus in Reihe geschalteter Selbstinduktion und Kapazität zusammen- 
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 durchgang durch die Kapazität, Selbstinduktion und Entladungsröhre werden in der Kapazität und Selbstinduktion Spannungen entgegengesetzter Phase erzeugt, wobei die Spannung an der Kapazität grösser ist als die Spannung an der Selbstinduktion. Nachdem der Strom den Nullwert erreicht hat, verschwindet die   Selbstinduktionsspammng   schnell, so dass dann die Summe der Kapazitätsspannung und des Momentanwerte der Spannung der Speisequelle zwischen den Elektroden der Entladungsbahn liegt. Durch diese Kombination von Spannungen ist eine baldige Wiederzündung gewährleistet.

   Auf diese Weise ist es möglich, die Brennspannung der Entladung einen grossen Prozentsatz der Speisespannung bilden zu lassen und trotzdem eine frühe Wiederzündung der Entladung zu erhalten. 



   Die Zeitspanne zwischen der Unterbrechung des Entladungsstromes und der Wiederzündung der Entladung ist von der Grösse der Kapazität abhängig. Dadurch, dass diese derart dimensioniert wird, dass in der Kapazität eine grössere Spannung erzeugt wird, kann die erwähnte Zeitspanne 
 EMI2.3 
 
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 der Entladung so klein wie möglich gemacht. Dies hat nicht nur eine Verringerung des Flackerns des von der Entladungsröhre ausgesandten Lichtes, sondern auch eine Verkleinerung der Abmessungen des Kondensators und somit der Drosselspule zur Folge. Die   Wiederzündspannung   steigt nämlich mit zunehmender Zeitspanne zwischen der Unterbrechung und der Wiederzündung der Entladung an. 



  Je mehr diese Zeitspanne verkürzt wird, um so kleiner ist die für   die Wiederzündung benotigte   Spannung, was zu kleineren Abmessungen des Kondensators und der Selbstinduktion führt. 



   Es hat sich herausgestellt, dass der Quotient der Wiederzündspannung und der Brennspannung von dem Dampfdruck in der Entladungsröhre abhängig ist und bei steigendem Dampfdruck abnimmt. 



  Um die räumlichen Abmessungen des Kondensators und der Selbstinduktion kleiner machen zu können, ist es deswegen vorteilhaft, den Betriebsdampfdruck grösser zu machen. Vorzugsweise wird dieser Dampfdruck so hoch gemacht, dass der Quotient der Wiederzündspannung und der Brennspannung kleiner als   1'6   ist. Der Dampfdruck in der Entladungsröhre kann bekanntlich durch Regelung der Temperatur der kältesten Stelle des Entladungsraumes beeinflusst werden. Wird die Röhre derart konstruiert, dass diese kälteste Stelle beim Betrieb eine höhere Temperatur erhält, so wird auch der Dampfdruck grösser. Vergrösserung des Dampfdruckes einer bestimmten Entladungsröhre hat bei konstant gehaltenem Strom auch eine Erhöhung der Brennspannung zur Folge. 



   Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäss der Erfindung schematisch darstellt, näher beschrieben. 



   Diese Vorrichtung enthält eine zum Aussenden von Lichtstrahlen geeignete Hochdruckqueeksilberdampfröhre   1,   die in der Hauptsache aus einem   Quarzröhrchen   mit innerem bzw. äusserem Durchmesser von z. B. 5 bzw. 9 mm besteht. An den Enden der Röhre sind zwei Glühelektroden 2, welche aus einem mit einer Mischung von Barium-und Strontiumoxyd bedeckten Wolframkern bestehen und die nicht durch einen besonderen Heizstrom, sondern ausschliesslich durch die Entladung geheizt werden, eingeschmolzen. Der Abstand zwischen den Elektrodenenden beträgt z. B. 18 mm. Ausser einer Menge Quecksilber enthält die Entladungsröhre eine Argonfüllung, die bei Zimmertemperatur einen Druck von etwa 50 mm Hg aufweist. Die Entladungssröhre ist innerhalb eines Glaskolbens 3 üblicher Glühlampenform angeordnet.

   Der Durchmesser des kugelförmigen Teiles dieses
Kolbens ist etwa 7 cm. Der Raum zwischen der Entladungsröhre und dem Kolben ist mit Stickstoff gefüllt, der bei Zimmertemperatur einen Druck von etwa 500 mm Hg zeigt. Der Kolben 3 ist mit dem
Sockel 4 versehen. Falls dieser Kolben aus einem Material besteht, das ultraviolette Strahlen durchlässt, kann die Vorrichtung auch zum Aussenden dieser Strahlen benutzt werden. 

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   Die Entladungsröhre wird von einem Wechselstromnetz 5 von 50 Perioden und 220 Volt
Effektivspannung gespeist. In Reihe mit der Entladungsröhre sind ein Kondensator 6 und eine mit einem Eisenkern versehene Drosselspule 7 geschaltet. Der Kondensator hat einen Wert von 3-3 Mikro- farad, während die Drosselspule eine Selbstinduktion von 1-85 Henry aufweist. 



    Beim Schliessen   des Schalters 8 wird die Entladung in der Röhre 1 durch die Netzspannung gezündet. Zwecks Erleichterung dieser Zündung kann die Röhre gegebenenfalls mit einer in der Nähe einer Elektrode angeordneten Hilfselektrode versehen werden, welche über einen Widerstand mit der andern Elektrode verbunden wird. Nach der Zündung erwärmt sich die Röhre und es steigt der Druck des Quecksilberdampfes in der Entladungsröhre an. Nachdem die Entladung ihren Endzustand erreicht hat, ist der Effektivwert der Entladungsstromstärke 0-375 Amp. Die Röhrenform ist derart gewählt, dass der Dampfdruck dann etwa 20 Atm. und die Brennspannung der Entladung 200 Volt, d. h. mehr als 90% des Effektivwertes der Netzspannung beträgt. Man kann unter Umständen die Brennspannung der Entladung sogar grösser als die Netzspannung wählen.

   Der Lcistungsfaktor der Vorrichtung ist etwa 0-95. 



   PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Vorrichtung mit einer mit festen Glühelektroden und einer Edelgasfüllung versehenen, aus einer Wechselstromquelle gespeisten   Hochdruckmetalldampfröhre,   dadurch gekennzeichnet, dass die
Entladungsröhre und eine Vorschaltimpedanz, bestehend aus der Reihenschaltung einer Selbstinduktion und Kapazität, derart dimensioniert sind, dass die Brennspannung der Entladung beim normalen
Betrieb grösser als   60%   des Effektivwertes der Spannung der Wechselstromquelle ist, wobei die Selbstinduktion und Kapazität derart dimensioniert sind, dass für die Grundfrequenz der Wechselstrom- 
 EMI3.1 
 ladung unter Einfluss der an der Kapazität erzeugten Spannung stattfindet.

Claims (1)

  1. 2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbstinduktion und die Kapazität derart dimensioniert sind, dass beim Abbrechen des Entladungsstromes die algebraische Summe der an der Kapazität auftretenden Spannung und der Momentanspannung der Speisequelle mindestens gleich der Wiederzündspannung der Entladung ist.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsdampfdruck der Entladungsröhre so gross ist, dass der Quotient der Wiederzündspannung und der Brennspannung kleiner ist als 1-6. EMI3.2
AT154333D 1936-09-07 1937-09-06 Vorrichtung mit einer Hochdruckmetalldampfröhre. AT154333B (de)

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BE423453A (fr) 1937-10-30
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CH198538A (de) 1938-06-30

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