DE1160947B

DE1160947B - Arrangement for cooling a cone or cadmium amalgam spot of fluorescent lamps with increased load capacity

Info

Publication number: DE1160947B
Application number: DEL37637A
Authority: DE
Inventors: Friedrich-Wilhelm Mueller
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1960-11-28
Filing date: 1960-11-28
Publication date: 1964-01-09
Also published as: DE1160947C2

Description

Anordnung zur Kühlung eines Zapfens oder Cadmium-Amalgam-Flecks von Leuchtstofflampen mit erhöhter Belastbarkeit Es sind Leuchtstofflampen bekannt, die bei erhöhter, elektrischer Leistungsaufnahme einen größeren Lichtstrom abgeben als die bisher üblichen Leuchtstofflampen mit den gleichen Abmessungen. Bei solchen Lampen ist es infolge der Abhängigkeit zwischen Quecksilberdampfdruck und Lichtausbeute wesentlich, den Quecksilberdampfdruck in der Entladungsstrecke auf einer für den Betrieb günstigen Höhe zu halten. Eine Fixierung des Quecksilberdampfdruckes kann man dadurch erreichen, daß die Temperatur an einer Stelle des Entladungsraumes auf einer bestimmten Höhe gehalten wird.Arrangement for cooling a pin or cadmium amalgam stain of Fluorescent lamps with increased load capacity Fluorescent lamps are known which emit a greater luminous flux with increased electrical power consumption than the previously common fluorescent lamps with the same dimensions. In such It is lamps because of the relationship between mercury vapor pressure and luminous efficacy essential, the mercury vapor pressure in the discharge path on one for the Keeping operation favorable altitude. A fixation of the mercury vapor pressure can you can achieve that the temperature at one point in the discharge space a certain height is maintained.

Bei einer bekannten Art von Leuchtstofflampen mit erhöhter Belastbarkeit ist in der Mitte eines Lampenrohres mit normalen Abmessungen ein Quecksilberkondensationsraum in Form eines Zapfens mit einem Durchmesser und einer Länge von etwa 10 mm angebracht. Beim Betrieb einer solchen Lampe in waagerechter Lage, wobei der Zapfen vorwiegend nach unten weist, ist die Temperatur in dem Zapfen niedriger als im eigentlichen Entladungsraum der Lampe und in dem Zapfen kondensiert ein Teil des Quecksilbers. Die Temperatur des Zapfens ist für den Quecksilberdampfdruck in der ganzen Lampe maßgebend.In a known type of fluorescent lamps with increased load capacity is a mercury condensation chamber in the middle of a lamp tube with normal dimensions attached in the form of a pin with a diameter and a length of about 10 mm. When operating such a lamp in a horizontal position, the pin predominantly pointing downwards, the temperature in the cone is lower than in the actual one Discharge space of the lamp and part of the mercury condenses in the cone. The temperature of the plug is for the mercury vapor pressure in the whole lamp authoritative.

Bei einer anderen Art von Leuchtstofflampen mit erhöhter Belastbarkeit ist in der Mitte eines Lampenrohres mit normalen Abmessungen auf der Innenseite des Glaskolbens ein Cadmium-Amalgam-Fleck angebracht, der beim Betrieb der Lampe dieselbe Wirkung wie ein Quecksilberkondensationsraum hat. Zur Erzielung einer günstigen Lichtausbeute muß, falls nicht bei einer freibrennenden Lampe bereits die Umgebungstemperatur ausreicht, besonders der Teil der Lampe gekühlt werden, in dem sich der Cadmium-Amalgam-Fleck befindet.With another type of fluorescent lamp with increased load capacity is in the middle of a lamp tube with normal dimensions on the inside A cadmium amalgam stain is attached to the glass bulb, which is used when the lamp is in operation has the same effect as a mercury condensation room. To achieve a favorable If not with a free-burning lamp, the luminous efficacy must already match the ambient temperature sufficient, especially the part of the lamp in which the cadmium amalgam stain is to be cooled is located.

In geschlossenen Leuchten bereitet es jedoch Schwierigkeiten, die Temperatur des Zapfens oder des Cadmium-Amalgam-Flecks auf einer bestimmten Höhe zu halten, da bei längerem Betrieb der Leuchte die von den Lichtquellen und den Vorschaltgeräten erzeugte Wärme eine hohe Temperatur in der Leuchte bedingt. Die überschüssige Wärme muß daher möglichst von den Lampen, insbesondere aber von dem Zapfen oder Cadmium-Amalgam-Fleck, abgeführt werden.In closed luminaires, however, there are difficulties that Temperature of the pin or the cadmium amalgam stain at a certain level to keep, because when the luminaire is operated for a long time, the light sources and the Ballasts generated heat causing a high temperature in the luminaire. the Excess heat must therefore as possible from the lamps, but especially from the Cones or cadmium amalgam stain.

Es ist bereits bekannt, solche Lampen, insbesondere deren Zapfen oder Cadmium-Amalgam-Fleck durch einen Luftstrom zu kühlen. Dies kann sowohl ein Luftstrom sein, der durch den konstruktiven Aufbau der Leuchte gebildet ist, als auch ein Luftstrom, der durch ein besonderes Gebläse oder durch eine Pumpe erzeugt wird. Bei Hochdrucklampen ist es bereits bekannt, einen Kühlluftstrom bei einer bestimmten, an der Lampe auftretenden Spannung oder bei einem bestimmten Lampenstrom einzuschalten und bei einer anderen Lampenspannung oder einem anderen Lampenstrom wieder auszuschalten. Es ist weiterhin bereits bekannt, bei Leuchten mit Leuchtstofflampen mit erhöhter Belastbarkeit durch einen Thermostaten einen Kühlluftstrom bei einer bestimmten Temperatur einzuschalten und bei einer anderen Temperatur wieder auszuschalten. Bei diesen bekannten Einrichtungen ist keine Möglichkeit vorgesehen, den Kühlluftstrom zu regulieren. Infolgedessen kann die Kühlung der Lampen bei diesen Anordnungen nur in einem ganz bestimmten Temperaturbereich in sinnvoller Weise wirksam sein.It is already known such lamps, in particular their cones or Cool the cadmium amalgam stain by means of a stream of air. This can be both an air stream be, which is formed by the structural design of the lamp, as well as a Air flow generated by a special fan or pump. In the case of high-pressure lamps, it is already known to generate a flow of cooling air at a certain to switch on the voltage occurring at the lamp or at a certain lamp current and switch off again at a different lamp voltage or a different lamp current. It is also already known in lights with fluorescent lamps with increased Resilience through a thermostat a flow of cooling air at a certain Switch on the temperature and switch it off again at a different temperature. In these known devices, no possibility is provided for the cooling air flow to regulate. As a result, the cooling of the lamps in these arrangements be effective in a meaningful way only in a very specific temperature range.

Es ist außerdem auch schon eine thermoelektrisch arbeitende Kühlvorrichtung für Leuchtstofflampen bekanntgeworden, bei der man insofern eine Steuerung der Kühlung erzielt, als die für die Kühlelemente erforderliche Spannung durch eine Wicklung an der Lampendrossel erzeugt wird, die zusammen mit einem Gleichrichter und Siebelementen die Gleichspannung liefert, die von dem Lampenstrom abhängig ist. Eine solche Kühlvorrichtung befriedigt aber nicht, da zur Speisung der Kühlelemente große Ströme bei niedriger Spannung erforderlich sind, die nur mit relativ großem Aufwand erzeugt werden können.It is also already a thermoelectrically operating cooling device became known for fluorescent lamps, in which one insofar a control of the cooling achieved than the voltage required for the cooling elements through a winding is generated at the lamp inductor, together with a rectifier and sieve elements supplies the DC voltage, which is dependent on the lamp current. Such a cooling device but not satisfactory because the cooling elements are fed with large currents and lower currents Voltage are required that can only be generated with relatively great effort.

Wie F i g. 1 der Zeichnung zeigt, hat der Lichtstrom 0 einer Leuchtstofflampe, der über der Temperatur aufgetragen ist, bei der Temperatur Ti ein Maximum. Gleichzeitig ist über der Temperatur T der Strom der Lampe J aufgetragen, der bei T1 ein Minimum hat. Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kühlung eines Zapfens oder Cadmium-Amalgam-Flecks von Leuchtstofflampen mit erhöhter Belastbarkeit, deren maximaler Lichtstrom etwa mit dem minimalen Strom der Lampe zusammenfällt, durch einen von der Pumpe erzeugten Luftstrom, wobei die Pumpe durch einen temperaturabhängigen Schalter bei einem bestimmten Mindestwert der Umgebungstemperatur der Lampe außer Betrieb gesetzt wird. Unter Ausnutzung des oben beschriebenen Effektes wird erfindungsgemäß eine Membranpumpe verwendet. deren Luftstrom kontinuierlich proportional dem Lampenstrom gesteuert wird. Dabei kann der Antrieb der Membranpumpe unmittelbar durch das Streufc1s einer bereits vorhandenen Vorschaltdrossel erfolgen. Falls eine derartige Anordnung infolge des konstruktiven Aufbaus der Vorschaitdrossel nicht möglich ist. kann eine besondere Pumpenantriebsspule mit der Vorschaltdrossel in Reihe oder dieser parallel geschaltet sein. Bei dieser Ausführungsform kann der temperaturabhängige Schalter so vorgesehen sein, daß er den Pumpenantrieb bei Unterschreitung der Mindesttemperatur durch Kurzschließen der Pumpenantriebsspule außer Betrieb setzt.Like F i g. 1 of the drawing shows the luminous flux of a fluorescent lamp has 0, which is plotted against the temperature, a maximum at the temperature Ti. Simultaneously the current of the lamp J is plotted against the temperature T, which is a at T1 minimum Has. The invention relates to an arrangement for cooling a pin or cadmium amalgam stain of fluorescent lamps with increased load capacity, their maximum luminous flux about coincides with the minimum current of the lamp, generated by one of the pump Air flow, the pump through a temperature-dependent switch at a given Minimum value of the ambient temperature of the lamp is put out of operation. Under According to the invention, a diaphragm pump is used to exploit the effect described above used. whose air flow is controlled continuously proportional to the lamp current will. The diaphragm pump can be driven directly by the Streufc1s existing series reactor. If such an arrangement as a result the structural design of the advance throttle is not possible. can be a special one Pump drive coil connected in series or in parallel with the series choke be. In this embodiment, the temperature-dependent switch can be provided be that he short-circuits the pump drive when the temperature falls below the minimum disables the pump drive coil.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus den F i g. 2 bis 6 der Zeichnung ersichtlich.Further details of the invention are shown in FIGS. 2 to 6 of the Drawing visible.

F i g. 2 zeigt die grundsätzliche Anordnung der Membranpumpe in der Leuchte; in F i g. 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, wie die Membranpumpe im Streufeld einer Lampendrossel angeordnet sein kann; F i g. 4 und 5 zeigen die Anordnung der Membranpumpe mit einer besonderen Pumpenantriebsspule, die mit der Lampendrossel in Reihe bzw. zu dieser parallel liegt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 ist die Pumpenantriebsspule unmittelbar ans Netz gelegt, und die Steuerung des Luftstromes erfolgt durch ein zusätzliches Bauelement.F i g. 2 shows the basic arrangement of the diaphragm pump in FIG Lamp; in Fig. 3 shows an exemplary embodiment, such as the diaphragm pump can be arranged in the stray field of a lamp inductor; F i g. 4 and 5 show the Arrangement of the diaphragm pump with a special pump drive coil, which is connected to the Lamp inductor is in series or parallel to this. In the embodiment according to FIG. 6, the pump drive coil is connected directly to the mains, and the controller of the air flow takes place through an additional component.

Einander entsprechende Teile sind in den einzelnen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. In F i g. 2 ist eine Leuchtstofflampe 1, die einen Quecksilberkondensationsraum in Form eines Zapfens 2 besitzt, in üblicher Anordnung mit einer Vorschaltdrossel 3 und einem Starter 4 zusammengeschaltet. Außerdem ist eine Membranpumpe 5 vorgesehen, deren Anker 6 in dem Streufeld der Vorschaltdrossel3 liegt und im Rhythmus der Netzfrequenz in Schwingungen gesetzt wird. Die Pumpe 5 besitzt einen Ansaugstutzen 7, und der Luftstrom wird durch das Rohr 8 unmittelbar auf den Zapfen geblasen. Wird die Lampe 1 beispielsweise bei einer Temperatur T, (F i g. 1) betrieben, so hat weder der Lichtstrom sein Maximum noch der elektrische Strom der Lampe sein Minimum. Kühlt sich die Lampe unter dem Einfluß des Kühlluftstromes ab, so steigt damit der Lichtstrom, während der Strom der Lampe sinkt. Bei kleiner werdendem Lampenstrom wird jedoch die Leistung der Pumpe geringer und die Kühlung somit schwächer. Die Pumpe muß daher bei dieser Anordnung so ausgelegt sein, daß bei einer Temperatur, die zwischen Ti und T, liegt, die Kühlung gerade ausreicht, um die Temperatur des Zapfens auf einer bestimmten Höhe zu halten.Corresponding parts are identified by the same in the individual figures Provided with reference numerals. In Fig. 2 is a fluorescent lamp 1 which has a mercury condensation room in the form of a pin 2, in the usual arrangement with a series throttle 3 and a starter 4 interconnected. In addition, a diaphragm pump 5 is provided, whose armature 6 lies in the stray field of the series choke 3 and in the rhythm of the mains frequency is set in vibration. The pump 5 has a suction port 7, and the Air flow is blown through the pipe 8 directly onto the pin. Will the lamp 1 operated, for example, at a temperature T 1 (FIG. 1), neither the Luminous flux is its maximum, nor is the electric current of the lamp its minimum. Cools the lamp descends under the influence of the cooling air flow, so the luminous flux increases, while the current of the lamp decreases. However, as the lamp current becomes smaller the performance of the pump is lower and the cooling is therefore weaker. The pump must therefore be designed in this arrangement so that at a temperature between Ti and T, the cooling is just sufficient to keep the temperature of the pin on a to maintain a certain height.

F i g. 3 zeigt die Anordnung der Membranpumpe an der bereits vorhandenen Lampendrossel. Die Lampendrossel besteht aus einem U-förmigen Kern 9, auf dessen Schenkel die Wicklungen 10 angebracht sind. Weiterhin ist ein Joch 11 vorgesehen, das unter Belassung eines Luftspaltes 12 die Schenkelenden überbrückt. Durch den Luftspalt 12 entsteht ein Streufeld, in dem der Anker 6 der Membranpumpe liegt. -Der Anker 6 ist im Punkt 13 schwenkbar gelagert und betätigt die Pumpenmembran im Rhythmus der Netzfrequenz. Die Membranpumpe 5 saugt durch den Stutzen 7 Frischluft an, die durch die Rohrleitung 8 an die Lampen geführt wird.F i g. 3 shows the arrangement of the membrane pump on the existing lamp choke. The lamp choke consists of a U-shaped core 9, on the legs of which the windings 10 are attached. Furthermore, a yoke 11 is provided which bridges the leg ends while leaving an air gap 12. The air gap 12 creates a stray field in which the armature 6 of the diaphragm pump is located. -The armature 6 is pivoted at point 13 and actuates the pump membrane in rhythm with the mains frequency. The membrane pump 5 sucks in fresh air through the nozzle 7, which is fed through the pipe 8 to the lamps.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4. ist außer der Vorschaltdrossel 3 noch eine besondere Pumpenantriebsspule 14 vorgesehen, die mit der Vorschaltdrossel in Reihe geschaltet ist. Da die Antriebsspule 14 vom Lampenstrom durchflossen wird, ist in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 die Abhängigkeit der Pumpenleistung vom Lampenstrom gegeben. Die Anordnung der Membranpumpe unterscheidet sich bei diesem Ausführungsbeispiel von dem oben beschriebenen nicht. Bei der dargestellten Lampe 1 ist statt des Zapfens 2 ein Cadmium-Amalgam-Fleck 15 vorgesehen, der dieselbe Wirkung wie der Zapfen 2 hat. Außerdem ist die Antriebsspule 14 durch einen Schalter 16 überbrückt. Der Schalter 16 schließt in Abhängigkeit von der Temperatur innerhalb der Lampe die Antriebsspule kurz und setzt somit die Pumpe außer Betrieb. Wird die Lampe beispielsweise bei einer Temperatur T2 eingeschaltet, so setzt unmittelbar mit dem Einschalten auch die Kühlung des Cadmium-Amalgam-Flecks ein. Ist die angesaugte Kühlluft sehr kalt, so sinkt die Umgebungstemperatur in der Leuchte schnell auf den Wert TV Dabei erreicht der Lichtstrom (h sein Maximum und der Lampenstrom sein Minimum. Bei weiterer Zuführung genügend kalter Kühlluft würde der Lichtstrom stark abfallen und der Lampenstrom wieder ansteigen, was zu einer verstärkten Kühlung und einem weiteren Abfallen des Lichtstromes führen würde. Um dies zu vermeiden. ist der Schalter 16 vorgesehen, der bei Erreichen der Temperatur T, die Antriebsspule 14 kurzschließt und somit die Pumpe außer Betrieb setzt. Steigt die Temperatur in der Leuchte wieder an, so öffnet sich der Schalter 16, und die Kühlung setzt wieder ein.In the embodiment according to FIG. 4. is in addition to the series reactor 3 a special pump drive coil 14 is also provided, which is connected to the series throttle is connected in series. Since the drive coil 14 is traversed by the lamp current, is in the same way as in the embodiment of FIG. 2 the dependency the pump power given by the lamp current. The arrangement of the diaphragm pump differs does not differ in this exemplary embodiment from that described above. In the illustrated Lamp 1 is a cadmium amalgam patch 15 is provided instead of the pin 2, the same Effect like pin 2. In addition, the drive coil 14 is through a switch 16 bridged. The switch 16 closes as a function of the temperature within the lamp briefly the drive coil and thus puts the pump out of operation. Will the For example, if the lamp is switched on at a temperature T2, then it is set immediately with switching on, the cooling of the cadmium amalgam stain is also switched on. Is the sucked in Cooling air is very cold, so the ambient temperature in the luminaire drops quickly the value TV The luminous flux (h will be its maximum and the lamp current will be Minimum. If sufficiently cold cooling air is fed in, the luminous flux would be strong decrease and the lamp current rise again, resulting in increased cooling and a further decrease in the luminous flux. To avoid this. the switch 16 is provided which, when the temperature T is reached, the drive coil 14 short-circuits and thus puts the pump out of operation. If the temperature rises in When the light comes on again, switch 16 opens and cooling resumes a.

Statt der Reihenschaltung von Vorschaltdrossel und Antriebsspule kann auch, wie in F i g. 5 dargestellt, eine Parallelschaltung vorgesehen sein. Die Antriebsspule 14 muß dabei jedoch als Spannungsspule ausgeführt sein, die auf den Spannungsabfall an der Vorschaltdrossel 3 ausgelegt ist, der sich in Abhängigkeit von dem Lampenstrom ändert. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 ist bei dieser Anordnung der temperaturabhängige Schalter 16 unterhalb einer Temperatur von T, geöffnet und oberhalb derselben geschlossen.Instead of series connection of series choke and drive coil, also, as in FIG. 5, a parallel connection can be provided. The drive coil 14 must, however, be designed as a voltage coil that responds to the voltage drop is designed on the series choke 3, which is dependent on the lamp current changes. In contrast to the exemplary embodiment according to FIG. 4 is with this arrangement the temperature-dependent switch 16 below a temperature of T, open and closed above the same.

Wie das Ausführungsbeispiel in der F i g. 6 zeigt. kann man die Antriebsspule 14 für die Pumpe 5 auch unmittelbar an das Netz anschließen, so daß die Pumpe mit konstanter Leistung arbeitet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in Reihe mit der Vorschaltdrossel3 die Spule 17 eines Magnetventils angebracht, das in Abhängigkeit von dem Lampenstrom den Kühlluftstrom steuert.As the embodiment in FIG. 6 shows. you can get the drive coil 14 for the pump 5 also connect directly to the mains so that the pump with constant power works. In this embodiment is in series with the Vorschaltdrossel3 attached to the coil 17 of a solenoid valve, depending on controls the flow of cooling air from the lamp flow.

Claims

Claims: 1. Arrangement for cooling a pin or cadmium amalgam stain of fluorescent lamps with increased load capacity, their maximum luminous flux about coincides with the minimum current of the lamp, through one of one pump generated air flow, the pump by a temperature-dependent switch at a certain minimum value of the ambient temperature of the lamp is put out of operation is characterized by the use of a diaphragm pump whose air flow is continuous controlled proportionally to the lamp current.

2. Cooling arrangement according to claim 1, characterized in that the drive of the diaphragm pump by the stray field an already existing series reactor.

3. Cooling arrangement according to claim 1, characterized in that a special coil for driving the pump with the Series reactor is connected in series.

4. Cooling arrangement according to claim 3, characterized in that the temperature-dependent switch arranged in the lamp if the temperature falls below the minimum, the drive of the pump by short-circuiting disables the pump drive coil. 5. Cooling arrangement according to claim 1, characterized in that a special coil for driving the pump of the series throttle connected in parallel and corresponding to the voltage drop at the series reactor is designed and that the temperature-dependent switch when the temperature falls below the minimum turns off the pump drive coil. 6. Cooling arrangement according to claim 1, characterized characterized in that the pump drive coil is directly connected to the network and one with the series-connected solenoid valve (17) controls the air flow. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1091234; German Utility model No. 1814 764; U.S. Patent Nos. 2,933,596, 2177,704; British Patent Nos. 699,791, 288,001, 538,793; »Bulletin of Swiss electrotechnical Association «, 1957, no.

5, pp. 221 to 223; »Electricity Utilization«, Zurich, September / October 1957, pp. 182 to 187; Alluminating Engineering ", 1960, H. 2 (February), pp. 102 bis 108.