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,Appareil d'éclairage non stroboscopique à lampes à recharge.
La présente invention se rapporte aux lampes à électriques à décharge à remplissage gazeux, et en par- ticulier à l'appareillage et aux armatures utilisés avec les lampes de ce type.
Les lampes à décharge nécessitent un dispositif limiteur d'intensité, ou ballast, monté en série avec el- les ; puisqu'une résistance utilisée dans ce but provoque une dépense d'énergie considérable, les lampes à décharge sont les plus intéressantes dans le cas du courant alter- natif, où l'on peut utiliser comme ballast une réactance
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ne présentant pratiquement pas de résistance. Dans de tels circuits, toutefois, la lumière émise par les lampes varie au cours du cycle, conformément aux alternances du courant, provoquant un effet stroboscopique prononcé, de sorte que des pièces de machine se mouvant rapidement peuvent, par exemple, paraître stationnaires. Dans les problèmes habitu- els d'éclairage, un effet de ce genre est gênant et dange- reux.
De plus., l'impédance de ballast donne lieu égale- ment à un faible facteur de puissance.
Conformément à ce qui précède, un but de l'inventi- on est de créer un appareil d'éclairage à lampes à'déchar- ge dans lequel l'effet stroboscopique soit nul, ou considé- rablement réduit, et dans lequel le facteur de puissance global soit élevé.
Une caractéristique de l'invention consiste en une disposition de l'appareillage grâce à laquelle les buts ci- dessus sont obtenus.
Une caractéristique particulière consiste en une' disposition comportant deux lampes tubulaires montées dans un réflecteur unique., l'équipement constituant le ballast étant placé sur la face du réflecteur qui est opposée aux lampes. Une autre caractéristique consiste en une bobihe d'inductance connectée en série avec une des lampes, et une bobine d'inductance ainsi qu'un condensateur., ajustés le manière à présenter une réactande nettement capacitive, connectés /en sérieavec l'autre lampe.
D'autres caractéristiques con- sistent en des interrupteurs d'anorçage à fonctionnement temporisé connectés en parallèlesur les lampes., eten une disposition de l'appareillage qui soit telle que l'une des lampes émette de la lumière pendant la partie du cycle au cours de laquelle l'autre lampe est eteinte.
La figure I est une vue en plan., montrant les deux
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lampes disposées dans le réflecteur.
La figure 2 est Une coupe selon le plan 2-2 de la figure I.
La figure 3 représente le schéma, de connexion de l'appareil:! age électrique utilisé dans l'invention.
Dans la figure I, les longues lampes tubulaires à décharge I et 2, comportant les culots 3, 4, 5 et 6, sont représentées montées dans les sockets 7, 8, 9 et 10, atta- chés au réflecteur II, qui peut comporter une surface blan- che réfléchissante 12, voisine des lampes. Le capot 13, disposé au-dessus du réflecteur abrite l'appareillage au- xiliaire, représenté schématiquement à la figure
La figure 2 représente une vue en coupe, selon le plan 2-2 dela figure I. Le capot 13 abritant l'appareilla- ge indiqué schématiquement à la figure et représenté comme étant placé au-dessus du réflecteur., etles sockets 7 et 9 comme étant attachés à celui-ci. Les autres éléments ont déjà été décrits en conjonction avec la figure I.
Dans la figure 3, la lampe I, comportant des élec ; trodes 14 et 15 en forme de filaments; estconnectée en sé- rie avec la bobine de self 16 sur la ligne d'alimentation 17, 13, pouvant, par exemple., être à 110 ou à 220 volts.
L'interrupteurr 19 est disposé de manière à connecter les filaments directement en sériepour l'amorçage., puis à ou- vrir le circuit qui les réunit. Cet interrupteur peut être de l'un des types faisant l'objet du brevetaméricain n 269.423, déposé le 22 avril 1939, ou de tout autre type.
La lampe 2, comportant de même les él ectrodes 20, 21 en forme de filament., est également connectée à l'interrupteur d'amorçage 22, mais comporte en série, en plus de la bobi- ne de self 23, un condensateur 24.
Si la résistance effective de la bobine de self 16
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et de la lampe I était négligée, le courant traversant ce circuit serait déphasé de 90 en arrière par rapport 8. la tension de la ligne 17, 18. Il y aura néanmoins une tension d'environ 180 volts aux bornes de l'inductance et d'environ 120 volts aux bornes de la lampe si celle-ci est un tube de 48 pouces de longueur., et de I 1/4 " de diamè- tre, et estutilisée sur une ligne à 220 volts, sous 0,42 ampères. Ceci signifie due le courant., en réalité, n'est déphasé que de 65 en arrière par rapport à la tension.
Dans le circuit de la lampe 2, le condensateur 24 possède une valeur suffisamment grande pour produire une réactance nettement capacitive; sa capacité est de préfé- rence suffisamment grande pour rendre l'angle de phase en- tre les lampes I et 2 voisin de 90 . Ce qui- revient à dire que si le courant dans la, lampe I retarde de 65 le cou- rant traversant la lampe 2 doit être en avance de 25 , pour donner une différence de 90 . On pourrait croire que la soif 23 est superflue, etn'a pour effet que de rendre nécessaire un accroissement de la capacité du condensateur 24.
En réalité., toutefois., cetse self est nécessaire pour égaliser la forme d'onde du courant traversant la lampe 2, qui tendraità osciller si seul le condensateur étaitpré- sent. En pratique on utilise conformémemnt l'invention une self talle que pour une ligne à 220 volts, et une in- tensitéde 0,42 ampères., on aitune chute de tension de 180 volts aux bornes de la self, de 450 volts aux bornes du condensateur, et de 120 volts aux bornes de la. lampe.
La valeur du condensateur est d'environ 2,5 microfarads.
En disposant les lampes., dont l'émission lumineu- se est convenablement déphasée., près '¯'une de 1. 'autre dans un même réflecteur, on obtient ce résultatque la lumière est émise presque du même point tout au long du cycle.
Lorsque la lumière émise par une des lampes s'éteint., celle
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verdication I dans lequel la valeur de la réactance nettement inductive est telleque la tension de fonctionnoment de lalampe soitapproximativement égaleà la. moitié de la tension du circuit d'alimentation., et la. valeur de la, réactance nettement capacitive de la, self et du condersatsur précédemment mentionnés soittelle que la tension dela lampesoit égale à la, moitié environ de la tension du circuit d'alimentation.
3) Appareil d'éclairage présentant un facteur de puissance élevé et un faible effet stroboscopique conformes aux re- vendications I et 2, dans lequel les lampes sont disposées dams un réflecteur.
4) Appareil d'éclairage présentant un facteur de puissance élevé etun faibleeffet strobosoopique conforme à la re- vendication 3, dans lequel le réflecteur est de forme concave.
5) Appareil! d'éclairage présentant un facteur de puissance élevé et 'un faible effet stcoboscopi-clue suivant les revendications 3 et 4, caractérisé par la présence d'un capot sur la face du réflecteur opposée aux lampes, ce capot abri-tant 1 auxiliaire de fonctionnement, tel que les réactances.
6) Appareil d'éclairage présentant un facteur de puissance élevé etun faibleeffet stroboscopique suivant les revondications 2 à 5, dans lequel les lampes sont supportées à chaque extrémité du réflecteur par des sockets.
7) Anoarail d'éciairage présentent un facteur de puissance
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émise par l'autre passepar sa valeur maximum. Si les lampes étaient connectées au même circuit, maisétaient placées à une distance considérable l'une de l'autre., la lumière tombant sur une surface donnée et provenant d'une des deux lampes pourrait être beaucoup moins forte que celle provenant de l'autre lampe, de sorte que l'effet ré- sultant ne serait pas non-stroboscopique.
On ne remédierait pas davantage à l'effet strobos- copique si les lampes étaient placées dans un réflecteur qui dirigeraitleur lumière dans des directions considéra- blement différentes, ou si la couleur de la lumière émise par l'une des lampes n'était pas tout à fait la même que celle émise par l'autre. Dans ce dernier cas., la couleur de la lumière émise varieraitau cours du cycle.
Les 'lampas à décharge utilisées peuvent., bien enten- du, être du type à revêtement fluorescent.
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, Rechargeable lamp non-strobe lighting fixture.
The present invention relates to gas-filled discharge electric lamps, and in particular to the apparatus and fittings used with lamps of this type.
Discharge lamps require an intensity limiting device, or ballast, mounted in series with them; since a resistor used for this purpose causes a considerable expenditure of energy, the discharge lamps are the most interesting in the case of the alternating current, where one can use as ballast a reactance
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showing practically no resistance. In such circuits, however, the light emitted by the lamps varies during the cycle, in accordance with the alternations of the current, causing a pronounced strobe effect, so that rapidly moving machine parts may, for example, appear stationary. In usual lighting problems, an effect of this kind is troublesome and dangerous.
In addition, the ballast impedance also results in a low power factor.
In accordance with the foregoing, it is an object of the invention to provide a discharge lamp lighting apparatus in which the strobe effect is zero, or considerably reduced, and in which the factor of overall power is high.
A characteristic of the invention consists of an arrangement of the apparatus by which the above objects are obtained.
A particular feature is an arrangement having two tubular lamps mounted in a single reflector, the equipment constituting the ballast being placed on the face of the reflector which is opposite the lamps. Another feature consists of an inductor coil connected in series with one of the lamps, and an inductor coil as well as a capacitor., Adjusted to present a distinctly capacitive reactand, connected / in series with the other lamp.
Further features consist of timed-run an priming switches connected in parallel to the lamps., And an arrangement of the switchgear which is such that one of the lamps emits light during the part of the cycle during the cycle. from which the other lamp is extinguished.
Figure I is a plan view, showing the two
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lamps arranged in the reflector.
Figure 2 is a section on the plane 2-2 of Figure I.
Figure 3 shows the connection diagram of the device :! electrical age used in the invention.
In figure I, the long tubular discharge lamps I and 2, having the bases 3, 4, 5 and 6, are shown mounted in the sockets 7, 8, 9 and 10, attached to the reflector II, which may include a white reflecting surface 12, adjacent to the lamps. The cover 13, placed above the reflector houses the auxiliary equipment, shown schematically in FIG.
Figure 2 shows a sectional view, along the plane 2-2 of Figure I. The cover 13 housing the apparatus shown schematically in the figure and shown as being placed above the reflector., And the sockets 7 and 9 as being attached to it. The other elements have already been described in conjunction with Figure I.
In Figure 3, the lamp I, comprising elec; trodes 14 and 15 in the form of filaments; is connected in series with the choke coil 16 on the supply line 17, 13, which can, for example, be at 110 or 220 volts.
The switch 19 is arranged so as to connect the filaments directly in series for the starting., Then to open the circuit which joins them. This switch can be one of the types covered by U.S. Patent No. 269,423, filed April 22, 1939, or any other type.
The lamp 2, likewise comprising the electrodes 20, 21 in the form of a filament., Is also connected to the starting switch 22, but comprises in series, in addition to the choke coil 23, a capacitor 24 .
If the effective resistance of the choke coil 16
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and lamp I was neglected, the current flowing through this circuit would be 90 out of phase with respect to 8. the voltage of line 17, 18. There will nevertheless be a voltage of about 180 volts across the inductor and approximately 120 volts across the lamp if the lamp is a tube 48 inches long, and 1/4 "in diameter, and is used on a 220 volt line, at 0.42 amps This means due to the current, in reality, is only out of phase by 65 backwards with respect to the voltage.
In the circuit of the lamp 2, the capacitor 24 has a value large enough to produce a clearly capacitive reactance; its capacitance is preferably large enough to make the phase angle between lamps I and 2 close to 90. Which is to say that if the current in lamp I delays by 65 the current through lamp 2 must be ahead by 25, to give a difference of 90. One might think that thirst 23 is superfluous, and only has the effect of necessitating an increase in the capacity of capacitor 24.
In reality, however, this choke is needed to equalize the waveform of the current flowing through the lamp 2, which would tend to oscillate if only the capacitor were present. In practice, according to the invention, a self-tapping coil is used in accordance with the invention that for a line at 220 volts, and an intensity of 0.42 amperes., There is a voltage drop of 180 volts at the terminals of the choke, of 450 volts at the terminals of the coil. capacitor, and 120 volts across the. lamp.
The value of the capacitor is approximately 2.5 microfarads.
By arranging the lamps, whose light emission is suitably phase-shifted., Close to each other in the same reflector, we obtain the result that the light is emitted from almost the same point throughout the cycle. .
When the light emitted by one of the lamps goes out, the one
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verdication I in which the value of the clearly inductive reactance is such that the operating voltage of the lamp is approximately equal to the. half the voltage of the supply circuit., and the. value of the clearly capacitive reactance of the inductor and the condenser on the previously mentioned so that the voltage of the lamps is equal to approximately half of the voltage of the supply circuit.
3) A luminaire having a high power factor and a low strobe effect according to claims I and 2, in which the lamps are arranged in a reflector.
4) A luminaire having a high power factor and a low strobe effect according to claim 3, in which the reflector is concave in shape.
5) Device! lighting having a high power factor and 'a low stcoboscopi-clue effect according to claims 3 and 4, characterized by the presence of a cover on the face of the reflector opposite the lamps, this cover housing 1 operating auxiliary , such as reactances.
6) A high power factor and low strobe lighting fixture according to revondications 2 to 5, in which the lamps are supported at each end of the reflector by sockets.
7) Anoarail lighting have a power factor
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emitted by the other passes through its maximum value. If the lamps were connected to the same circuit, but were placed at a considerable distance from each other, the light falling on a given surface from one of the two lamps could be much weaker than that coming from the other lamp, so that the resulting effect would not be non-stroboscopic.
The stroboscopic effect would not be remedied either if the lamps were placed in a reflector which would direct their light in considerably different directions, or if the color of the light emitted by one of the lamps was not all. exactly the same as that emitted by the other. In the latter case, the color of the light emitted would vary during the cycle.
The discharge lamps used may, of course, be of the fluorescent coated type.