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Elektrische Beleuchtungsanlage mit nichtleitenden, mit Gas oder Dampf gefüllten, durchscheinenden Röhren.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Beleuchtungsanlage mit nichtleitenden, mit Gas oder Dampf gefüllten, durchscheinenden Röhren, welche sich von den bisher bekannten derartigen Beleuchtungsanlagen dadurch unterscheidet, dass die elektrische Energie in den zu beleuchtenden Räumen nicht nur an einzelnen, voneinander getrennten Stellen in Licht umgesetzt wird, sondern über den ganzen zu erleuchtenden Raum ausgebreitet wird, indem die mit Gas oder Dampf gefüllten Leuchtröhren in einem ununter- brochenen Linieuzugo ringsum oder durch die zu erleuchtenden Räume geführt werden, während früher eine Anzahl kürzerer, nur durch Drahtleitungen miteinander verbundener Röhren zur Anwendung gelangten.
In der amerikanischen Patentschrift Nr. 548129 ist wohl eine elektrische Beleuchtunganlage mit leuchtenden Röhren, welche in einem ununterbrochenen Linienzuge durch den zu beleuchtenden Raum geführt worden, bekannt geworden, doch wird hiebei die elektrische Energie durch Leitnngsdrähtc weitergelcitet, welche irr diesen Vakunmröhren eingeschlossen sind und dieselben zum Leuchten bringen.
Bei einem Bruch der Röhre bleibt aber bei dieser Anlage die Gefahr einer Berührung mit den unter hoher Spannung stehenden Leitungsdrähten vorhanden, während nach vorliegender Erfindung dieser Übelstand dadurch beseitigt wird, dass die elektrische Energie in dem ununterbrochenen I, euchtröhrenzuge lediglich durch eine Gas-oder Dampfsäule, wie dies bei Lampen in Form von kurzen Röhren an und für sich bereits bekannt ist, weitergeleitet wird.
Bei Ausführung der Erfindung kann jede leitende Gas-oder Dampfart in einer dem jeweiligen Charakter des Gases oder des Dampfes, sowie der Art der angewandten elektrischen Energie entsprechenden mehr oder minder starken Verdünnung benutzt werden. Das Gas wird in eine Röhre aus Glas oder einen anderen lichtdurchlässigen Nichtleiter eingeschlossen ; bei Anwendung von Glas wird die Röhre aus einzelnen Rohrstücken von ihre bequeme Handhabung gestattender Länge zusammengesetzt, indem diese Rohrlängen
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und dgl., wie auch durch in die Röhre dicht eingesetzte innere Leiter erfolgen.
Die unmittelbar an die lIochspannungs-Kraftquelle angeschlossenen Enden der Röhre werden, um Verletzungen von Personen und sonstige Beschädigungen nach Möglichkeit zu verhüten, ausserhalb der zu erleuchtenden Räume, in Wandnischen oder besonderen Schutzkästen untergebracht.
Auf den zur Veranschaulichung der Erfindung beigefügten Zeichnungen zeigt : Fig. 1 schematisch die Beleuchtung eines Raumes mittels eines einzigen an den Seiten des Raumes entlang geführten Rohres, Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Ende einer auch in Fig. 4 dargestellten Leuchtröhre und Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine Wandnischo oder einen in die Wand eingesetzten Schutzkasten ; Fig. 4 zeigt im Grundriss die Ver-
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legung einer Leuchtröhre In einem Raum und Fig. & im Aufriss die Ausrüstung der Rohrenden mit geteilten, teilenden Kappen und deren Anschluss an die Stromquelle ; Fig. 6 ist eine Stirnansicht und Fig. 7 eine Seitenansicht eines die Stromzuführung zu den Kappen regelnden Schalters ;
Fig. 8 zeigt eine andere Form der Röhrenenden.
Bei dem in Fig. 1 schematisch veranschaulichten Ausführungsbeispiel erfolgt die Beleuchtung eines Zimmers oder dgl. mittels einer Röhre 2, die an den Seiten des Raumes entlang geführt ist und deren in einer verschliessbaren Nische oder einem besonderen Schutzkasten 5 gegen den zu beleuchtenden Raum abgeschlossen untergebrachte Enden 3 mit leitenden Kappen oder Elektroden von hinreichender Grösse ausgestattet sind, um dio zur Erzeugung der gewünschten Lichtstärke erforderliche Energie der Röhre zuzuführen.
Im vorliegenden Falle ist die Kraftquelle die Sekundärwicklung eines ruhenden Transformators 6, dessen Primärwicklung durch Hauptleitungen 7 von einer Zentrale aus mit Wechselstrom versorgt wird. Mittels disses Umformers kann man die zur Erregung der Leuchtröhren benötigte Spannung je nach der gewünschten Helligkeit pro Längeneinheit der Röhre, der Grösse der leitenden Kappen, der Natur des die Röhren füllenden Gases und den sonstigen Bedingungen regeln. Es empfiehlt sich in der Regel, den Umformer derart zu konstruieren, dass er an dem Ende der sekundären Wicklung eine höhere Spannung als die der Hauptleitung 7 liefert. Auch ist es wünschenswert, Leitungen 7 zu wählen, welche die höchste praktisch verwendbare Frequenz besitzen.
Unter Anwendung von für gewöhnlich als sehr mässig bezeichneten Spannungen an den Enden der Röhre kann man dann eine sohr lange Gassäule zum Leuchten bringen und damit grosse Räume erhellen.
Bei der Ausführung einer solchen Beleuchtungsanlage werden Glasröhren von solchen Längen, dass man sie bequem handhaben kann, durch Zusammonschmelzen an den Enden oder in anderer Weise in diejenige Form gebracht, die der leuchtende Rohrstrang nach Fertigstellung der Anlage in dem zu beleuchtenden Raum einnehmen soll ; d. h. also, die Röhre wird in derselben Weise durch die zu erleuchtenden Räume geführt, wie dies mit den bei Anwendung einzelner Lampen üblichen Drahtleitungen geschehen würde, nur dass eben die Glasröhre wegen ihrer Länge, Zerbrechlichkeit und mangelnden Biegsamkeit in dieser Form aus einzelnen Abschnitten zusammengesetzt werden muss.
Ein lichtdurchlilssiges Rohr von solcher Biegsamkeit, dass man es spiralförmig aufwickeln und in den zu erleuchtenden Räumen durch Biegen in die erforderliche Lage bringen könnte, würde allerdings dem Zweck der Erfindung am besten dienen. Zur Festlegung der fertigen Röhre an Wänden oder'Decken werden möglichst schmale Haken 8 oder dgl. benutzt.
Die Unterbringung der Enden der Rohre in dem Schutzkasten 5 ist in Fig. 3 veranschaulicht. Die Wände des Kastens 5 sind zweckmässig mit Schieferplatten 13 oder einem anderen feuersicheren Isolationsmaterial ausgelegt ; auf der hinteren Platte sind Träger 14 angebracht, die mit Klammern 15 ausgestattet sind, welche die Enden der leuchtenden Röhre umfassen und festhalten. Die leitende Kappe oder Elektrode am Ende der Röhre kann aus irgendeinem leitenden Material, beispielsweise einer Masse von Graphit oder Kohle bestehen, die als Paste aufgebracht und nach dem Erhärten mit Metallringes 16 umgeben wird, die eine leitende Verbindung herstellen und ihrerseits unmittelbar mit den Polen 17 des Transformators 6 verbunden sind.
Falls die Röhre eine sehr bedeutende Länge besitzt, wird dadurch, dass man dem Ende der Röhre einen grösseren Querschnitt gibt, eine grössere Oberfläche für die Anbringung der leitenden Kappe geschaffen, welch letztere natürlich bei einer langen Röhre gross sein muss, um die Zu-und Ableitung der zur Erregung der Leuchtröhre erforderlichen Energie vermitteln zu können. Die Vergrösserung des Querschnitts kann in der Weise erfolgen, dass man jedes Ende des leuchtenden Teiles der Röhre in zwei oder mehrere Zweige ausgehen lässt, von denen jeder mit einer leitenden Kappe ausgestattet ist (Fig. 3), oder indem man, wie in Fig. 8 angegeben, das die leitende Kappe aufnehmende Ende der Röhre erweitert. Dies gestattet, dem leuchtenden Teil jede beliebige Länge zu geben, die nicht leuchtenden Teile dagegen kurz zu halten.
Um nun die Leuchtkraft einer Röhre nach Belieben variieren zu können, werden die leitenden Kappen in einzelne Abschnitte zerlegt, wie es Fig. 5 veranschaulicht. Diese einzelnen Abschnitte sind voneinander isoliert und mit den Kontakten eines Schalters verbunden, sicher ermöglicht, jede beliebige Anzahl dieser Abschnitte mit dem Trans- formator udoi der sonstigen Energiequelle zu verbinden. Auf diese Weise kann die wink- same totale Kappenfäche und damit die durch die Vakuumröhre hindurchgoschickte Energie leicht dem jeweiligen Bedarf angepasst werden.
Der Schulter kann beispielsweise die in Fig. 6 und 7 veranschaulichte Form er- halten. Ein mittels eines Knopfes 21 drehbarer Stift 20 trägt über einer Grundplatte 26 zwei Arme 22 aus Isoliermaterial, an denen leitende Plättchen oder Bürsten 23 befestigt sind, die je auf einer mit einer Klemme des Transformators verbundenen leitenden Platte 24,
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Abschnitten der Kappe in leitender'Verbindung, stehen. Durch Drohen der Arme 28 kann man beliebig viele der Kontakte 26, der gerade gewünschten Stttrke der Beleuchtung entsprechend, mit den Stromzuftthrungaplatten 24 in Verbindung bringen.
Wenn der Schutzkasten 5 ür den gefährlichen Teil der Leitung in einer gewissen Entfernung von dem leuchtenden Teile der Röhre gelegen ist (Fig. 1), wird die Röhre selbst auf diese Entfernung durch eine Umhüllung. 9 von geeignetem Material geschützt. Anstatt eine Umhüllung 9 zu benutzen, kann man auch das von den Polklemmen des Transformators bis zu den zur Beleuchtung benutzten Teilen der Röhre reichende Stuck der letzteren aus leitendem Material herstellen, in welchem Falle dieses Rohrstück selbst als leitende Kappe oder Elektrode für die Gassäule dient, die zum Leuchten gebracht werden soll.
Die Röhre ist mit einem oder mehreren Stutzen 10 (Fig. 2) versehen, um eine Luftpumpe ansetzen oder, wenn erforderlich, die Röhre mit einem zweckdienlichen Gas oder Dampf füllen zu können. Derartige Stutzen 10 ermöglichen es also, die Füllung der Leuchtröhre nach Bedarf zu erneuern oder die erforderliche Dampfspannung innerhalb der Röhre wieder herzustellen, falls sie von der Normalspannung, welche für die Erzeugung des Lichtes am geeignetsten ist, abweichen sollte.
Nach der Verlegung der Röhre in der beschriebenen Weise können beliebige Stoffe in die Röhre eingeführt werden, und zwar wird entweder an einem Ende der Röhre eine Saugpumpe angestellt und die zur Füllung bestimmten, an den Stutzen 10 eingeführten Stoffe können sich dann infolge der An- saugung der Pumpe in der Röhre verteilen, oder die letztere wird zuerst ausgepumpt, worauf sich das alsdann eingeführte Material selbsttätig in dem ganzen Rohr infolge der darin erzeugten Luftverdünnung verteilen wird.
Bei den mit äusseren, leitenden Kappen versehenen Leuchtröhren wird ein grosser
Teil der Energie beim Durchgang von der Kappe durch die Glaswandung verbraucht. Aus leicht ersichtlichen Gründen empfiehlt es sich aber, für die unverdeckt liegenden Teile der Röhren recht dicke Wandungen zu wählen. Um so viel als möglich den erwähnten
Verlust an Energie zn vermeiden, können die Röhren, wie in Fig. 2 angedeutet, an den
Stellen, wo sie von den Kappen umschlossen und dadurch gegen Beschädigung geschützt sind ; möglichst dünnwandig ausgebildet sein, während die Teile der Röhren, welche die lichtausstrahlende Säule einschliessen, eine grössere Wandstärke besitzen.
Natürlich kann die zur Erregung der Röhren dienende Energie den letzteren auch auf anderem Wege als durch die im vorstehenden erwähnten äusseren, leitenden Kappen zugeführt werden, beispielsweise durch nach innen ragende Elektroden, die indessen nicht so empfehlen- wert sind.
Durch dieses neue Beleuchtungssystem ist es möglich, Lichtanlagen mit bedeutend weniger Kosten herzustellen, als sie das zur Zeit übliche System der Beleuchtung mittels getrennter Lampen erfordert, ferner die Benutzung von Leitungsdrähte in den Räumen gänzlich zu vermeiden und den Bedarf an sonstigen zur Installation erforderlichen Hilfsmitteln ganz erheblich einzuschränken. Ferner ist im Vergleich mit dem System, bei welchem einzelne Rohre von zirka 2 tn Länge verwendet werden, wenigstens 400/0 weniger Rohrlänge erforderlich, und zwar infolge der Tatsache, dass eine grosse Anzahl von leitenden Kappen oder anderen Metallteilen in Fortfall kommt, welche sonst die leuchtende Säule verdecken.
Beispielsweise wird, wenn in einem Raume das Licht von 25 Röhren ausgeht, die Elektrizität nach und aus dem Gas an 50 Stellen übertragen, während bei Anwendung einer einzigen langen Röhre diese Übertragung nur an zwei Stellen erfolgt. Der Wegfall von Kappen und Befestigungen ist ebenso von künstlerischen, wie vom Nützlichkeitsstandpunkte aus vorteilhaft, weil es dadurch möglich ist, eine fortlaufende Lichtlinie rund um den zu erleuchtenden Raum herzustellen, was die in der elektrischen Beleuchtung seit langem erstrebte Wirkung einer vollkommenen Diffusion des Lichtes in bester Weise verwirklicht.
Es ist festgestellt worden, dass Lampen der eben beschriebenen Art von Verteilungleitungen gespeist werden können, die Wechselstrom von gewöhnlicher Frequenz, beispielsweise 60 Perioden in der Sekunde, fuhren, wenn die Spannung genügend erhöht wird. Bei einer Rohre mit 18 m langer, leuchtender Dampfsäule beträgt bei einer Helligkeit von 9 Hefner-Kerxen pro Meter die Spannung an den Rohrenden etwa 8000 Volt und der Energioverbranch ungefÅahr 31/2 Watt pro Kerze.
Die vorliegfnde Erfindung beseitigt alle Bedenken, welche sich bisher der Verteilung hoher Spannungen entgegensteHten, da die gefährlichen Leitungen und Anschlüsse möglichst vermindert und in nicht ohneweiters zugänglichen Räumen oder Schl1tzkästen eingeschlossen werden. Auch lönnen Kappenoberflächen bezw. Elektroden von fast unbegrenzter Kapazität angewendet werden.
Das oben beschriebene System macht zudem die Benutzung
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von besonderen Generatoren, von rotierenden Transformatoren, Funkenstrecken, Stromunterbrechen und anderen bei der Verwendung von Strömen üblicher Spannung bisher
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von den gegenwärtig gebräuchlichen Beleuchtungssystemen, die seit vielen Jahren in einer ganz falschen Richtung weiter ausgebildet worden sind, indem man mittels getrennter Lampen ein immer helleres Licht erzeugte, während der richtige Weg zur Verbesserung derjenige ist, ein Licht zu schaffen, das nicht grell an einzelnen Stellen im Raume, sondern sowohl in bezug auf Verteilung und Zerstreuung, als auch in bezug auf Farbe und Temperatur dem Tageslicht ähnlich ist. Diesen sehr wichtigen Bedingungen wird das vorliegende Beleuchtungssystem im vollsten Masse gerecht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Beleuchtungsanlage mit nichtleitenden Röhren, welche in einem ununterbrochenen Linienzug ringsum oder durch den zu erleuchtenden Raum geführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Energie unter Vermeidung einer Drahtleitung innerhalb des Leuchtröhrenzuges lediglich durch eine ununterbrochene, in der Röhre eingeschlossene Gas-oder Dampfsäule weitergeleitet und hiedurch letztero zum Leuchten gebracht wird, während der nichtleuchtende, wegen des Anschlusses an die Stromquelle gefährliche Teil der Röhre vorteilhaft ausserhalb des zu beleuchtenden Raumes oder in einem nicht ohneweiters zugänglichen Schutzkasten untergebracht ist.