Beleuchtungsanlage. Die Erfindung bezieht sich auf eine Be leuchtungsanlage, die insbesondere zur Be leuchtung von Wegen geeignet ist.
Die erfindungsgemässe Beleuchtungsanlage enthält mehrere mit Gas, vorzugsweise mit einem Gemisch von Gas und Dampf gefüllte elektrische Entladungsröhren, die mit einer Glühkathode, die gegebenenfalls als indirekt geheizte Kathode ausgebildet sein kann, ver sehen sind und je mit Hilfe einer Induktions vorrichtung betrieben werden, wobei die zu den einzelnen Röhren gehörenden Speisestrom kreise in Reihe geschaltet sind.
Durch die Zusammenwirkung der Glüh- kathodenentladuugsröhren mit den Induktions vorrichtungen, deren Speisestromkreise in Reihe geschaltet sind, werden besondere Vor teile erreicht. Es hat sich nämlich heraus gestellt, dass beim Einschalten der Anlage die Spannung sich ungleichmässig über die Induktionsvorrichtungen verteilt, so dass zuerst die Röhren zünden, welche die höchste Span nung zugeführt bekommen, worauf die Span nungsverteilung sich ändert und auch andere Röhren die für die Zündung erforderlichen Spannungen bekommen.
Die an die Reihen schaltung der Speisestromkreise angelegte Spannung kann denn auch kleiner gewählt werden, als die Summe der einzelnen an die Induktionsvorrichtungen zur Zündung der Entladungsröhren zuzuführenden Spannungen. Wird die Reihenschaltung zum Beispiel aus einem Transformator gespeist, so wird der Vorteil erreicht, dass dieser kleiner dimen sioniert werden kann.
Ausserdem wird der Unterschied zwischen der angelegten Span nung und der Summe der Brennspannungen der Entladungsröhren kleiner werden, was bei Verwendung von induktiven Vorscbalt- impedanzen zu einem besseren Leistungs faktor und bei Anwendung von ohmschen Widerständen zu einem kleineren Energie verlust in diesen Widerständen führt. Die Induktionsvorrichtungen können Transforma toren sein; grosse Ersparnisse werden aber erzielt, wenn die Induktionsvorrichtungen spartransformatorartig gebaut sind, d. h. Selbst induktionsspulen mit Abzweigungen und allen Windungen gemeinsamem ferromagnetischem Kern sind.
Besondere Vorteile werden in diesem Fall erzielt, wenn die Entladungs röhren mit zwei Glühkathoden ausgestattet werden und jede dieser Glühkathoden durch je an einem Eude der Spartransformatoren wicklung liegende Windungen gespeist wird. In manchen Fällen kann es sich empfehlen, einen der Stromzuführungsleiter eines Spar transformators an einen zwischen den Enden der Spartransformatorwicklung befindlichen Punkt anzuschliessen, und zu diesem Zwecke kann diese Wicklung mit einem zwischen den Enden vorgesehenen Anschlusspunkte oder deren mehreren versehen sein.
Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht drei Ausführungsbeispiele des Erfindungs gegenstandes schematisch.
Die Einrichtung gemäss Fig. 1 enthält eine Anzahl von Leuchtröhren 1, die mit einer Glühkathode 2 und zwei Anoden 3 ausge stattet sind. Diese Entladungsröhren enthalten Natriumdampf und ein Edelgas und strahlen ein sehr intensives Licht mit grosser Nutz wirkung aus.
Die Anoden sind über die Vor schaltwiderstände 4 mit den Enden der Sekundärtransformatorwicklungen 5 verbun den, die in der Mitte einige Windungen be sitzen, die durch die Leiter 6 an die Glüh- kathode 2 angeschlossen sind und den Heizstrom für diese Elektroden liefern Die Primär- transformatorwicklungen 7 sind in Reihe ge schaltet und werden durch den Transforma tor $ gespeist, dessen Primärwicklung zum Beispiel an ein Hochspannungswechselstrom- netz angeschlossen ist.
"Beim Einschalten der Anlage wird durch den Kreis der Primärwicklungen 7 ein Strom fliessen, der in den Sekundärwicklungen 5 entsprechende Spannungen induzieren wird, wodurch die Glühkathoden durch einen Heiz strom durchflossen und auf die für die Elek- tronenemmission erforderliche Temperatur er hitzt werden. Um diese Temperatur niedrig zu halten, sind die Kathoden mit einer stark Elektronen emittierenden Schicht bedeckt, zum Beispiel mit einer Erdalkali-Ogydschicht. Nachdem die Glühkathode erhitzt worden ist, wird in den verschiedenen Entladungsröhren eine Entladung zwischen den Anoden und der Glühkathode herbeigeführt.
Die Spannung, bei der die Entladung einsetzt, ist höher als die Betriebsspannung, d. h. als die zwischen den Elektroden vorherrschende Spannung, wenn die Entladung einmal stattfindet. Die Differenz in Zünd- und Betriebsspannung wird durch die Vorschaltwiderstände 4 aufge nommen. Diese Widerstände können derart angeordnet sein, dass sie zur Heizung der Entladungsröhren beitragen und infolgedessen zur Erhöhung des in diesen Röhren herrschen den 3letalldampfdruckes.
Mittelst der in Fig. 1 schematisch darge stellten Anlage ist man imstande, grosse Wegstrecken intensiv zu beleuchten.
Eine grosse Ersparnis der Anlagekosten kann, wie in Fig. 2 angegeben ist, dadurch erzielt werden, dass Spartransformatoren bezw. Selbstinduktionsspulen mit Abzweigungen 9 benutzt werden. Diese sind wesentlich billiger als die in der Einrichtung nach Fig. 1 ver wendeten Transformatoren. Die Entladungs röhren 10, die in Fig. 2 schematisch darge stellt sind, sind mit zwei Glühkathoden 11 versehen; die gegebenenfalls als indirekt ge heizte Kathoden ausgebildet sein können. Die Glühkathoden sind an Windungen ange schlossen, die sich an den Enden der Spar transformatoren befinden.
Neben diesen Glüh- kathoden sind zwei Anoden 12 vorgesehen, die mit besondern Stromzuführungsdrähten ausgestattet seit), aber auch einfach an einen der Poldrähte der Glühkathoden angeschlossen sein können. Beim Betrieb tritt dann ab wechselnd eine Entladung zwischen der linken Glühkathode und der rechten Anode, bezw. zwi schen der rechten Glühkathode und der linken Anode ein. Die Spartransformatoren sind unter Zwischenfügung der Vor"chaltwiderstände 13 in Reihe geschaltet und an den Transforma tor 14 angeschlossen.
Die Verwendung von Entladungsröhren mit zwei Glühkathoden zusammen mit der 'Verwendung von Spartransformatoren bietet noch den folgenden wichtigen Vorteil. Die zwischen den Punkten 15 und 16 liegenden Windungen der Transformatoren werden näm lich nicht durch den Entladungsstrom der Röhre 40 durchflossen, sondern im wesent lichen, wenn die Windung,zahlen proportional den Leistungen bemessen sind, nur durch den Magnetisierungsstroin belastet. Demzufolge können diese Windungen aus verhältnismässig dünnen Drähten hergestellt werden, so dass eine sehr erhebliche Ersparnis der Herstel lungskosten erzielt wird.
Auch mittelst der Anlage nach Fig.2 können) grosse Strecken beleuchtet werden. Wenn man zum Beispiel Nati-itimdainpf-Neori- entladungsröhren mit einer Zündspannung von 17,5 Volt verwendet, so können, falls der Transformator 14 eine Sekundärspannung von 500 Volt aufweist, sogar mehr als 28 Entladungsröhren in Reihe geschaltet werden. Die Betriebsspannung der Entladungsröhren ist nämlich niedriger als die Zündspannung.
Die Sekundärspannung des Transformators 14 soll grösser seit), als das Produkt aus der Anzahl der Entladungsröhren und der Brenn- spannung-. Sie braucht aber nicht dem Produkt der Anzahl von Entladungsröhren und der Zündspannung zu entsprechen, da, wie bereits bemerkt, beim Inbetriebsetzen der Anlage eine ungleichmässige Spannungsteilungauftritt.
In vielen Fällen wird man Dreiphasen wechselstrom verwenden können. Die auf- einanderfolgenderi Entladungsröhren wird man darin vorzugsweise an verschiedene Phasen an schliessen. Es ist ersichtlich, dass die Strecke, die mit einer normalen Spannung beleuchtet werden kann, durch die Verwendung von Dreiphasen wechselstrorn wesentlich vergrössert wird.
<B>Es</B> empfiehlt sich, jeden Transformator durch einen Nebenschluss zu überbrücken, der geschlossen wird, wenn die Entladungs röhre schadhaft wird. Wenn die EntladUngs- röhre ausser Betrieb gesetzt wird, zum Bei spiel durch Bruch einer Glühkathode, so wird dieser Nebensrhluss wirken, was durch eine höhere Spannung bewirkt werden kann, die in diesen Fällen zwischen den Enden des betreffenden Transformators auftreten wird.
Wenn man die Anzahl der in .Reihe ge schalteten Eritladungsi-öliren gegenüber dem nach Fig. 2 möglichen zu vergrössern wünscht ohne die Spannung des Speisetransformators zu erhöhen, so kann man, wie in Fig. 3 an gegeben ist, zwischen der) Enden der Wick lungen der Spartransformatoren einen oder mehrere Anschlusspunkte 17 vorsehen und einen der Stromzuführungsleiter an einen dieser Punkte anschliessen.
Lighting system. The invention relates to a lighting system that is particularly suitable for lighting paths.
The lighting system according to the invention contains several electric discharge tubes filled with gas, preferably with a mixture of gas and vapor, which are provided with a hot cathode, which can optionally be designed as an indirectly heated cathode, and are each operated with the help of an induction device, the the supply circuits belonging to the individual tubes are connected in series.
Due to the interaction of the hot cathode discharge tubes with the induction devices, whose feed circuits are connected in series, special advantages are achieved. It has been found that when the system is switched on, the voltage is unevenly distributed over the induction devices, so that the tubes that receive the highest voltage ignite first, whereupon the voltage distribution changes and so do other tubes for the ignition get the necessary tension.
The voltage applied to the series connection of the supply circuits can then also be selected to be smaller than the sum of the individual voltages to be supplied to the induction devices for igniting the discharge tubes. If the series circuit is fed from a transformer, for example, the advantage is achieved that it can be made smaller.
In addition, the difference between the applied voltage and the sum of the burning voltages of the discharge tubes will be smaller, which leads to a better power factor when using inductive precbolt impedances and to a smaller energy loss in these resistors when using ohmic resistors. The induction devices can be transformers; but great savings are achieved if the induction devices are built like an autotransformer, d. H. Even induction coils with branches and all windings have a common ferromagnetic core.
Particular advantages are achieved in this case if the discharge tubes are equipped with two hot cathodes and each of these hot cathodes is fed by turns located on a Eude of the autotransformer winding. In some cases it can be advisable to connect one of the power supply conductors of an autotransformer to a point located between the ends of the autotransformer winding, and for this purpose this winding can be provided with one or more connection points provided between the ends.
The accompanying drawing illustrates three embodiments of the subject invention schematically.
The device according to FIG. 1 contains a number of fluorescent tubes 1, which are equipped with a hot cathode 2 and two anodes 3. These discharge tubes contain sodium vapor and a noble gas and emit a very intense light that is extremely useful.
The anodes are connected via the series resistors 4 to the ends of the secondary transformer windings 5, which have a few turns in the middle, which are connected to the hot cathode 2 through the conductors 6 and supply the heating current for these electrodes. The primary transformer windings 7 are connected in series and are fed by the transformer $ whose primary winding is connected, for example, to a high-voltage AC network.
"When the system is switched on, a current will flow through the circuit of the primary windings 7, which will induce corresponding voltages in the secondary windings 5, so that the hot cathodes flow through a heating current and are heated to the temperature required for the electron emission To keep the temperature low, the cathodes are covered with a strong electron-emitting layer, for example with an alkaline earth oxide layer After the hot cathode has been heated, a discharge is produced between the anodes and the hot cathode in the various discharge tubes.
The voltage at which the discharge starts is higher than the operating voltage, i. H. than the voltage prevailing between the electrodes once the discharge takes place. The difference in ignition and operating voltage is taken up by the series resistors 4. These resistors can be arranged in such a way that they contribute to the heating of the discharge tubes and consequently to increase the lethal vapor pressure prevailing in these tubes.
Middle of the system shown schematically in Fig. 1 Darge one is able to illuminate long distances intensively.
A large saving in investment costs can, as indicated in Fig. 2, be achieved in that autotransformers BEZW. Self-induction coils with branches 9 are used. These are much cheaper than the transformers used in the device according to FIG. The discharge tubes 10, which are shown schematically in Fig. 2 Darge, are provided with two hot cathodes 11; which can optionally be designed as indirectly ge heated cathodes. The hot cathodes are connected to windings that are located at the ends of the savings transformers.
In addition to these hot cathodes, two anodes 12 are provided which are equipped with special power supply wires (since), but can also simply be connected to one of the pole wires of the hot cathodes. During operation then alternately a discharge occurs between the left hot cathode and the right anode, respectively. between the right hot cathode and the left anode. The autotransformers are connected in series with the interposition of the upstream resistors 13 and connected to the transformer 14.
The use of discharge tubes with two hot cathodes together with the use of autotransformers also offers the following important advantage. The turns of the transformers lying between points 15 and 16 are not flowed through by the discharge current of the tube 40, but essentially only loaded by the magnetization current if the turns are dimensioned proportionally to the power. As a result, these turns can be made from relatively thin wires, so that a very significant saving in manufacturing costs is achieved.
Large distances can also be illuminated by means of the system according to FIG. If, for example, Nati-itimdainpf-Neori discharge tubes with an ignition voltage of 17.5 volts are used, then, if the transformer 14 has a secondary voltage of 500 volts, even more than 28 discharge tubes can be connected in series. The operating voltage of the discharge tubes is namely lower than the ignition voltage.
The secondary voltage of the transformer 14 should be greater than the product of the number of discharge tubes and the operating voltage. However, it does not need to correspond to the product of the number of discharge tubes and the ignition voltage, since, as already noted, an uneven voltage division occurs when the system is started up.
In many cases it will be possible to use three-phase alternating current. The successive discharge tubes will preferably be connected to different phases. It can be seen that the distance that can be illuminated with a normal voltage is significantly increased by the use of three-phase alternating current.
<B> It </B> is advisable to bypass every transformer with a shunt that is closed if the discharge tube is damaged. If the discharge tube is put out of operation, for example due to the breakage of a hot cathode, this shunt will act, which can be caused by a higher voltage that will occur between the ends of the transformer in question in these cases.
If one wishes to enlarge the number of Eritladungsi-oiliren connected in .Reihe ge compared to the one possible according to FIG. 2 without increasing the voltage of the supply transformer, one can, as is given in FIG lungs of the autotransformers provide one or more connection points 17 and connect one of the power supply conductors to one of these points.