Elektrische Leuchtröhrenanlage. Die Erfindung bezieht sich auf die wei tere Erleichterung der Zündung bei elek trischen Leuchtröhren mit -positiver Licht säule, bei welchen ausser den Hauptelektroden mindestens zwei Hilfselektroden vorhanden sind, die sieh in der Längsrichtung der Leuchtröhre auf einen beträchtlichen Teil der Länge derselben erstrecken.
Gemäss der Erfindung werden die Hilfs elektroden der Leuchtröhre unter Zwischen schaltung einer Impedanz an eine Hilfsstrom- quelle angeschlossen, welche eine höhere Spannung besitzt als die Stromquelle, an die die Hauptelektroden angeschlossen sind.
Die höhere Spannung, welche an die Hilfselektroden angelegt wird, verursacht beim Inbetriebsetzen der Röhre sehr schnell eine Glimmentladung zwischen den Hilfs elektroden; bei geeigneter Anschlussweise kön nen auch zwischen den Hauptelektroden und den Hilfselektroden kräftige Entladungen auftreten. Vermutlich durch diese Einflüsse kommt die Entladung zwischen den Haupt- elektroden schon bei sehr niedriger Spannung zwischen letzteren zustande, und zwar beson ders, wenn die eine derselben, oder beide, Glühelektroden sind.
Selbstverständlich kann man die Zündung der Leuchtröhre auch ohne Anwendung einer höheren Spannung an den Hilfs- als an den Hauptelektroden durch Vergrösserung der an den letzteren liegenden Spannung erreichen. Solches erfordert jedoch einen grösseren, die Vorrichtung verteuernden Transformator. Es hat sich als billiger herausgestellt, den Trans formator, der den Entladungsstrom liefert, nicht zu vergrössern und einen Transforma tor von geringer Leistung, an den die Hilfs elektroden angeschlossen sind, zu ver wenden.
Die Erfindung kann auch dann Anwen dung finden, wenn eine Leuchtröhre vor liegt, die nicht ohne weiteres aus einem Netz üblicher Spannung betrieben werden kann, so dass ein Transformator zum Heraufsetzen der Netzspannung nötig sein würde. In man- chen Fällen kommt man nun aus, wenn man die erfindungsgemässen Massnahmen anwen det, wobei die Hauptelektroden an das Netz angeschlossen werden können und nur ein billiger Hilfstransformator geringer Leistung benötigt ist.
Es ist sehr empfehlenswert, die Elek troden der Leuchtröhre derart mit den Strom quellen zu verbinden,. dass, wenn die mit einer Hauptelektrode verbundene Klemme der den Entladungsstrom liefernden Stromquelle po sitiv ist, der Pol der Hilfsstromquelle, der an die der Hauptelektrode benachbarte Hilfs elektrode angeschlossen ist, negativ ist. Der Stromkreis der Hilfselektroden kann gegebe nenfalls mit dem greis des Hauptentladungs- stromes leitend verbunden werden.
Falls eine solche Verbindung nicht vorgenommen wird, ist es zweckmässig, zwischen jede Hilfs- elektrode und die Hilfsstromquelle die Hälfte der Impedanz zu schalten, die in den von den Hilfselektroden und der Hilfsstromquell gebildeten Stromkreis aufgenommen ist.
Wird die Röhre mit Wechselstrom be trieben, so findet die Zündung in jeder Hälfte der Wechselstromperiode statt. Wenn auch die Verhältnisse derart sind, dass die Wieder- zündung auch bei gleicher Spannung an den Hilfselektroden wie an den Hauptelektroden stattfinden würde, so wird doch infolge der höheren Spanneng der Hilfsstromquelle die Spannung zwischen den Hilfselektroden schneller ansteigen als die Spannung zwi schen den Hauptelektroden,
was einer schnel len Zündung und damit einer Erhöhung der mittleren Leistung der Röhre zugute kommt.
Es geschieht öfters, dass die Hilfs elektroden während des Betriebes der Röhre an ihrer Oberfläche zerstäuben. Dies kann dadurch vermieden werden, dass die Hilfs elektroden an den gefährdeten Stellen mit einer isolierenden Schicht bedeckt werden. Die Stellen, welche am leichtesten zerstäuben, kann man zum Beispiel mit einem Porzellan röhrchen, das auf die Elektroden geschoben wird, abdecken.
Wenn die Hilfselektroden zerstäuben, so setzen sich die Materialteilchen auf der in- nern Röhrenwand ab, wodurch diese ge schwärzt und die Lichtausstrahlung ungün stig beeinflusst wird. Ausser durch Abdeckung der zerstäubenden Stellen durch eine isolie rende Schicht kann dieser Nachteil auch dadurch vermieden werden, dass die Hilfs elektroden mindestens über einen Teil ihrer Länge von einem gitterförmigen Organ umgeben werden. Dieses gitterförmige Or gan fängt die zerstäubten Materialteilchen auf, so dass die Durchlässigkeit der Wand nicht beeinträchtigt wird.
Die einander zugewandten Enden der Hilfselektroden werden zweckmässig mit Hilfe eines isolierenden Teils, zum Beispiel einer Glasperle, miteinander verbunden, wodurch eine feste gegenseitige Lage der Hilfselektro den bewirkt wird.
Eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung wird nachstehend unter Be zugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
In den Fig. 1 und 2' sind zwei Ausfüh rungsformen der Leuchtröhrenanlage nach der Erfindung beispielsweise schematisch dar gestellt.
Die in Fig. 1 gezeichnete Röhre 1 be sitzt zwei Elektrodenkammern 2 und 3, in denen sich die Glühelektroden 4 und 5 be finden. Diese auf die Füsschen 6 und 7 auf gestellten Glühelektroden bestehen aus einem schraubenförmig gewundenen Draht, der mit Erdalkaliogyd oder einer andern die Elek tronenemission erhöhenden Substanz bedeckt ist.
In der Röhre sind zwei drahtförmige Hilfselektroden 8 und 9 angebracht. Diese metallenen Hilfselektroden sind in der Achse der Röhre ausgespannt und an dem einen Ende durch die Glasperle 10 miteinander verbunden, während das andere Ende durch das Füsschen 6 bezw. 7 herausgeführt ist, selbstverständlich ohne in Berührung zukom men mit der Glühelel--trode.
Die Hilfselektroden 8 und 9 sind über die Widerstände 11 bezw. 12 mit der Se kundärwicklung 13 des Transformators 14 verbunden, dessen Primärwicklung 15 bei spielsweise an ein Lichtnetz üblicher Span nung 16 angeschlossen werden kann. Die Glühelektroden 4 und 5 werden von den sekundären Transformatorwicklungen 17 und 18 gespeist. Die Primärwicklung 24 des be treffenden Transformators ist ebenfalls an die Wechselstromquelle 16 angeschlossen.
Der Entladungsstrom, der zwischen den Hauptelektroden 4 und 5' fliesst, wird der Wechselstromquelle 16 unmittelbar entnom men, wozu die Klemmen dieser Stromquelle durch die Leiter 19 und 20 mit den Mitten der Transformatorwieklungen 17 und 18 ver bunden sind.
Ausserdem ist eine Vorschau: impedanz 21 mit der Entladungsbahn in Reihe gesehaltet. Genügt die Spannung der Stromquelle 16 nicht, um die Leuchtröhre zu betreiben, so ist es möglich, die Spannung des Netzes mit Hilfe eines Transformators Leraufzutransformieren. Wenn in diesem Falle von der Spannung der Wechselstrom quelle, an die die Hauptelektroden abgeschlos sen sind, gesprochen wird, so ist damit selbst verständlich die Spannung der Sekundär wicklung des Aufwärtstransformators ge meint. Ebenso ist die Spannung der Sekun därwicklung 13 gemeint, wenn die Rede ist von der Spannung der Hilfsstromquelle, wel che an die Hilfselektroden gelegt wird.
Der Transformator 14 ist so dimensio niert, dass die Spannung der Sekundärwick lung 13 höher ist als die Spannung der Stromquelle 16. Die Verbindungen sind so gemacht, dass, wenn die mit der Elektrode 4 verbundene Klemme der Stromquelle 16 ne gativ ist, der mit der Hilfselektrode 8 ver bundene Pol der Sekundärwicklung 13 positiv ist. Infolge der höheren Spannung der Wick lung 13 steigt bei jeder Zündung der Röhre die zwischen den Hilfselektroden 8 und 9 angelegte Spannung schneller an als die Spannung zwischen den Elektroden 4 und 5. Zwischen den einander zugewendeten Enden der Hilfselektroden 8 und 9 entsteht sehr schnell eine Glimmentladung, während auch zwischen der momentan als Kathode arbei tenden Glühelektrode und der benachbarten Hilfselektrode eine Bogenentladung auftritt.
Wirkt die Elektrode 4 als Kathode, so schei nen die in der Bogenentladung gebildeten Elektronen von dem untern Ende der Hilfs elektrode 9 abgesaugt zu werden, was mit zu einer schnellen Zündung der Hauptent ladung führt.
Da die Widerstände 11, 12 sehr gross, von der Grössenordnung, beispielsweise von 1000 oder auch von 10 000 Ohm, sein kön nen, bleibt der Strom, der durch den von der Transformatorwicklung 13 und den Hilfs elektroden 8 und 9 gebildeten Stromkreis fliesst, klein. Dementsprechend kann die Lei stung des Transformators 14 sehr klein ge wählt werden. Die Widerstände 11 und 12 können durch eine Drosselspule oder durch einen Kondensator ersetzt werden.
Versuche haben ergeben, dass zum Bei spiel eine Leuchtröhre mit einer Länge von 1 Meter, einem Durchmesser von 40 mm und einer Neonfüllung mit einem Druck von 1,8 mm, welche bei Anschluss ,derHilfselektrode 8 an die Hauptelektrode 5 und der Hilfs elektrode 9 an die Hauptelektrode 4 bei 280 V Wechselstrom von 50 Perioden zün dete, bei der Schaltung nach Fig. 1 schon bei einer Hauptelektrodenspannung von<B>1.80</B> bis 190 V gezündet wurde, wobei die Span nung der Sekundärwicklung 13 360 V und die Widerstände 11, 12 je 5000 Ohm be trugen.
Die in Fig. 2 dargestellte Röhre stimmt in der Hauptsache mit der Röhre 1 der Fig. 1 überein. Nur sind die Hilfselektroden 8 und 9 teilweise mit isolierenden Porzellanröhrcheu 22 abgedeckt, und zwar sind diese Röhrchen in der Nähe der Glühelektroden 4 und 5 an gebracht, denn dort scheinen die Hilfselek troden stark zu zerstäuben. Auch die ein ander zugewandten Enden der Hilfselektroden zerstäuben ziemlich schnell, weshalb diese Enden von einem Metallnetz 2ss, das gegen die Röhrenwand abgestützt ist, umgeben sind.
Dieses Netz fängt die zerstäubten Me tallteilchen auf, so dass' eine Schwärzung der Wand vermieden wird.
Die Hilfselektroden brauchen übrigens nicht, wie im Falle der Zeichnung, in einer Linie zu liegen. Es kann gelegentlich zweck- mässig sein, sie aus starren Metallstäben her zustellen.
In manchen Fällen ist es empfehlens- wert, die Hilfselektroden einander über einen kleineren oder grösseren Teil ihrer Länge überragen zu lassen. Die Strecke, über die die Hilfselektroden dann parallel verlaufen, soll zweckmässig höchstens ein Drittel der Röhrenlänge betragen.
Wie schon bemerkt wurde, können auch mehrere Paare Hilfselektroden in der Röhre angeordnet werden.
Es kann zweckmässig sein, neben den Glühelek trogen je eine mit der benachbarten Glühelektrode elektrisch verbundene, platten- förmige Elektrode anzuordnen; die Glüh elektrode und die plattenförmige Elektrode, die zum Beispiel zylinderförmig sein kann, arbeiten dann in jeder Wechselstromperiode abwechselnd als Kathode und Anode.
Die Füllung der Röhre kann; wie im obigen Fall, aus einem oder mehreren Edel gasen 'bestehen; sie kann aber auch aus einem Dampf oder aus einem Gemisch von Dampf und Gas bestehen.
Electric tube system. The invention relates to the further facilitation of ignition in elec tric fluorescent tubes with -positive light column, in which, in addition to the main electrodes, at least two auxiliary electrodes are present, which see in the longitudinal direction of the fluorescent tube extend over a considerable part of the length thereof.
According to the invention, the auxiliary electrodes of the fluorescent tube are connected to an auxiliary power source with the interposition of an impedance, which has a higher voltage than the power source to which the main electrodes are connected.
The higher voltage which is applied to the auxiliary electrodes causes a glow discharge between the auxiliary electrodes very quickly when the tube is started up; With a suitable connection method, powerful discharges can also occur between the main electrodes and the auxiliary electrodes. Presumably as a result of these influences, the discharge between the main electrodes occurs even when the voltage between the latter is very low, especially when one of the same or both are glow electrodes.
Of course, the arc tube can also be ignited without applying a higher voltage to the auxiliary than to the main electrodes by increasing the voltage applied to the latter. However, this requires a larger transformer which makes the device more expensive. It has been found to be cheaper not to enlarge the transformer that supplies the discharge current and to use a transformer of low power to which the auxiliary electrodes are connected.
The invention can also be used when there is a fluorescent tube that cannot easily be operated from a normal voltage network, so that a transformer would be necessary to increase the network voltage. In some cases it is possible to manage if the measures according to the invention are used, the main electrodes being able to be connected to the network and only an inexpensive, low-power auxiliary transformer being required.
It is highly recommended that the electrodes of the fluorescent tube be connected to the power sources in this way. that when the terminal of the current source supplying the discharge current which is connected to a main electrode is positive, the pole of the auxiliary current source which is connected to the auxiliary electrode adjacent to the main electrode is negative. The circuit of the auxiliary electrodes can, if necessary, be connected to the main discharge current.
If such a connection is not made, it is advisable to connect half of the impedance between each auxiliary electrode and the auxiliary power source that is included in the circuit formed by the auxiliary electrodes and the auxiliary power source.
If the tube is operated with alternating current, ignition takes place in each half of the alternating current period. Even if the conditions are such that the re-ignition would take place with the same voltage on the auxiliary electrodes as on the main electrodes, the voltage between the auxiliary electrodes will rise faster than the voltage between the main electrodes due to the higher voltage of the auxiliary power source,
which benefits a quick ignition and thus an increase in the average power of the tube.
It often happens that the auxiliary electrodes sputter on their surface during operation of the tube. This can be avoided by covering the auxiliary electrodes with an insulating layer at the endangered points. The areas that are most easily atomized can be covered, for example, with a porcelain tube that is pushed onto the electrodes.
When the auxiliary electrodes sputter, the material particles settle on the inner tube wall, blackening it and adversely affecting the light emission. In addition to covering the atomizing points with an insulating layer, this disadvantage can also be avoided by surrounding the auxiliary electrodes at least over part of their length by a lattice-shaped member. This lattice-shaped organ catches the atomized material particles so that the permeability of the wall is not impaired.
The mutually facing ends of the auxiliary electrodes are expediently connected to one another with the aid of an insulating part, for example a glass bead, whereby a fixed mutual position of the auxiliary electrodes is effected.
An embodiment of the subject matter of the invention is described below with reference to the drawing.
In Figs. 1 and 2 'two Ausfüh approximately forms of the fluorescent tube system according to the invention, for example, is shown schematically.
The drawn in Fig. 1 tube 1 be sits two electrode chambers 2 and 3, in which the glow electrodes 4 and 5 be found. These on the feet 6 and 7 placed on glow electrodes consist of a helically wound wire, which is covered with alkaline earth metal or another substance that increases the electron emission.
Two wire-shaped auxiliary electrodes 8 and 9 are attached in the tube. These metal auxiliary electrodes are stretched out in the axis of the tube and connected to one another at one end by the glass bead 10, while the other end by the feet 6 respectively. 7, of course without coming into contact with the glow electrode.
The auxiliary electrodes 8 and 9 are BEZW via the resistors 11. 12 connected to the secondary winding 13 of the transformer 14, the primary winding 15 of which can be connected to a conventional voltage 16 for example in a lighting network. The glow electrodes 4 and 5 are fed by the secondary transformer windings 17 and 18. The primary winding 24 of the transformer in question is also connected to the AC power source 16.
The discharge current that flows between the main electrodes 4 and 5 'is taken directly from the AC power source 16, for which purpose the terminals of this power source are connected through the conductors 19 and 20 to the centers of the transformer waves 17 and 18.
There is also a preview: impedance 21 in series with the discharge path. If the voltage of the current source 16 is not sufficient to operate the fluorescent tube, it is possible to transform the voltage of the network with the aid of a transformer Ler. If, in this case, the voltage of the alternating current source to which the main electrodes are closed is spoken, then of course the voltage of the secondary winding of the step-up transformer is meant. Likewise, the voltage of the secondary winding 13 is meant when talking about the voltage of the auxiliary power source wel che is applied to the auxiliary electrodes.
The transformer 14 is dimensioned so that the voltage of the secondary winding 13 is higher than the voltage of the power source 16. The connections are made so that if the terminal of the power source 16 connected to the electrode 4 is negative, that of the power source 16 is negative Auxiliary electrode 8 ver related pole of the secondary winding 13 is positive. As a result of the higher voltage of the winding 13, each time the tube is ignited, the voltage applied between the auxiliary electrodes 8 and 9 rises faster than the voltage between the electrodes 4 and 5. Between the facing ends of the auxiliary electrodes 8 and 9, a glow discharge occurs very quickly , while an arc discharge occurs between the glow electrode currently working as a cathode and the adjacent auxiliary electrode.
If the electrode 4 acts as a cathode, the electrons formed in the arc discharge seem to be sucked off from the lower end of the auxiliary electrode 9, which leads to a rapid ignition of the main discharge.
Since the resistors 11, 12 are very large, of the order of magnitude, for example 1000 or 10 000 ohms, the current that flows through the circuit formed by the transformer winding 13 and the auxiliary electrodes 8 and 9 remains small . Accordingly, the power of the transformer 14 can be selected very small ge. The resistors 11 and 12 can be replaced by a choke coil or by a capacitor.
Tests have shown that, for example, a fluorescent tube with a length of 1 meter, a diameter of 40 mm and a neon filling with a pressure of 1.8 mm, which when connected, the auxiliary electrode 8 to the main electrode 5 and the auxiliary electrode 9 the main electrode 4 ignited at 280 V alternating current of 50 periods, in the circuit according to FIG. 1 it was ignited at a main electrode voltage of 1.80 to 190 V, the voltage of the secondary winding 13 360 V and the Resistors 11, 12 were each 5000 ohms.
The tube shown in FIG. 2 corresponds mainly to the tube 1 of FIG. Only the auxiliary electrodes 8 and 9 are partially covered with insulating Porzellanröhrcheu 22, and that these tubes are placed near the glow electrodes 4 and 5, because there the auxiliary electrodes seem to be strongly atomized. The ends of the auxiliary electrodes facing one another also atomize fairly quickly, which is why these ends are surrounded by a metal mesh 2ss which is supported against the tube wall.
This network catches the atomized metal particles so that blackening of the wall is avoided.
Incidentally, the auxiliary electrodes do not need to be in a line, as in the case of the drawing. Occasionally it can be useful to make them from rigid metal rods.
In some cases it is advisable to let the auxiliary electrodes protrude over a smaller or larger part of their length. The distance over which the auxiliary electrodes then run in parallel should expediently not exceed a third of the tube length.
As already noted, several pairs of auxiliary electrodes can also be arranged in the tube.
It can be useful to arrange a plate-shaped electrode, which is electrically connected to the adjacent glow electrode, next to the glow electrodes; the glow electrode and the plate-shaped electrode, which can be cylindrical, for example, then work alternately as cathode and anode in each alternating current period.
The filling of the tube can; as in the above case, consist of one or more noble gases'; however, it can also consist of steam or a mixture of steam and gas.