DE703298C

DE703298C - Electric mixed light lamp for operation on low-voltage networks

Info

Publication number: DE703298C
Application number: DE1939P0078581
Authority: DE
Inventors: Dr Hermann Krefft; Dr Martin Reger
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1939-01-28
Filing date: 1939-01-29
Publication date: 1941-03-06

Description

Elektrische Mischlichtlampe zum Betrieb an Niederspannungsnetzen Die gebräuchlichen Quecksilberhochdrucklampen mit festen Glühelektroden zeichnen. sich zwar durch äußerst hohe Lichtausbeuten aus, haben jedoch den Nachteil, daß ihre Lichtfarbe von der des Tageslichtes erheblich abweicht, und zwar hauptsächlich wegen des geringen Anteiles der roten Strahlung. Zur Verbesserung der Lichtfarbe hat man bereits verschiedentlich vorgeschlagen, Quecksilberhochdrucklampen mit Lampen andersfarbiger Lichtausstrahlung, insbesondere mit Glühlampen, zu vereinigen, gegebenenfalls auch in einer mit Gas gefüllten Umhüllungsröhre der Quecksilherhochdruckentladungsröhre eine farbverbessernde zweite Entladungsröhre vorzusehen.Electric mixed light lamp for operation on low-voltage networks The draw common high-pressure mercury lamps with fixed glow electrodes. themselves Although through extremely high luminous efficacy, they have the disadvantage that their Light color differs considerably from that of daylight, mainly because of the low proportion of red radiation. To improve the light color one has Already proposed on various occasions, high-pressure mercury lamps with lamps of different colors Combine light emission, especially with incandescent lamps, if necessary in a gas-filled envelope tube of the high-pressure mercury discharge tube to provide a color-enhancing second discharge tube.

Die vorliegende Erfindung geht davon aus, daß die Neonentladung die wirtschaftlichste Lichtquelle für die Erzeugung von rotem Licht ist. Bei der zum Betrieb an Niederspannungsnetzen von z. B. 22o Volt geeigneten Mischlichtlampe nach der Erfindung wird ebenfalls die farbverbessernde Entladung im Hüllgefä.ß der Quecksilberhochdruckentladungsröhre untergebracht, dabei aber in neuartiger Weise ein mit Neonfüllung versehener weiter, kugel- oder birnenförmiger Hüllkolben verwendet, und in diesem werden die Glühelektroden für die farbverbessernde Neonentladung so angeordnet, daßeine nur 2o bis 40 Volt aufnehmende Aureolentladung ohne positive Säule entsteht, ferner werden die Glühelektroden der Neonentladung durch einen Widerstand oder durch einen Schalter miteinander verbunden und mit der ebenfalls feste Glühelektroden aufweisenden Quecksilberhochdruckentladungsröhre in Reihe geschaltet. Die hierbei in der Neonatmosphäre entstehende Aureolentladung ist an sich bekannt. Zu ihrer Erzeugung ist erforderlich, daß die Wandung des Lampengefäßes von den Elektroden verhältnismäßig weit. entfernt ist und daß die Glühelektroden einander so weit genähert sind, daß zwischen ihnen keine positive Entladungssäule entsteht. Beide Elektroden sind vielmehr von negativen Glimmlichtern, die gegebenenfalls ineinander übergehen, allseitig umschlossen, so daß die Elektroden den Kern von diffusen, aureolartigen Lichterscheinungen bilden.The present invention assumes that the neon discharge is the is the most economical light source for the production of red light. At the Operation on low-voltage networks, e.g. B. 22o volt suitable mixed light lamp of the invention is also the color-improving discharge in the Hüllgefä.ß the high-pressure mercury discharge tube housed, but in a new way a neon-filled one more, spherical or pear-shaped envelope bulb is used, and in this the glow electrodes are used for the color-enhancing neon discharge arranged so that one only 20 to 40 volts Aureol discharge takes place without a positive column, furthermore the glow electrodes the neon discharge are connected to one another by a resistor or a switch and with the high-pressure mercury discharge tube, which also has fixed glow electrodes connected in series. The resulting in the neon atmosphere Aureole discharge is known per se. For their generation it is necessary that the Wall of the lamp vessel relatively far from the electrodes. away and that the glow electrodes are so close together that there are none between them positive discharge column arises. Rather, both electrodes are negative Glowing lights, which may merge into one another, enclosed on all sides, like this that the electrodes form the core of diffuse, aureole-like light phenomena.

Die neuartige Mischlichtlampe kann trotz der Reihenschaltung der Aureolentladttngsstrecke in der Neinfüllung und der Quecksilberhochdruckentladungsröhre an üblichen Netzspannungen von z. B. 22o Volt einwandfrei gezündet «erden, weil beim Zündvorgang die gesamte Netzspannung zunächst nur an der Quecksilberentladung liegt. Erst nach erfolgter Zündung tritt zwischen den Elektroden der Neonentladung ein Spannungsunterschied auf, entweder infolge des Spannungsabfalles an dem die Neonentladungsstrecke überbrückenden, geeignet bemessenen Parallelwiderstand. oder weil der zu ihr parallel liegende Schalter von Hand oder selbsttätig geöffnet wird. Da die Aureolentladung ohne positive Säule nur eine Betriebsspannung von etwa 2o bis 4.o Volt benötigt, verbleibt für die eine sehr hohe Lichtausbeute besitzende Quecksilberhochdruckentladung der weitaus größte "feil der Netzspannung, so daß sich ein guter Gesamtwirkungsgrad ergibt, insbesondere dann, wenn zur Strombegrenzung Impedanzwiderstände verwendet werden, die bekanntlich hohe Entladungsbrennspannungen ermöglichen. Es hat sich gezeigt, daß infolge der guten Rotausbeute der Aureolentladung die verhältnismäl;fig geringe, auf sie entfallende Leistung ausreicht, um eine befriedigende Mischlichtfarbe zu erhalten.The new mixed light lamp can despite the series connection of the aureol discharge route in the no filling and the high-pressure mercury discharge tube at normal mains voltages from Z. B. 22o volts ignited properly «because during the ignition process the entire Mains voltage is initially only due to the mercury discharge. Only after Ignition, a voltage difference occurs between the electrodes of the neon discharge on, either as a result of the voltage drop at which bridging the neon discharge path, suitably dimensioned parallel resistance. or because of the switch lying parallel to it opened manually or automatically. Because the aureol discharge without a positive column only an operating voltage of about 2o to 4o volts is required, remains for one The high-pressure mercury discharge with a very high luminous efficacy is by far the largest "for the mains voltage, so that there is a good overall efficiency, especially when impedance resistors are used to limit the current, which is known enable high discharge voltage. It has been shown that as a result of good red yield of the aureole discharge, the relatively low one that can be attributed to it Power is sufficient to obtain a satisfactory mixed light color.

Mit Vorteil wird eine Quecksilberhochdruckentladungsröhre mit sehr hohem Betriebsdampfdruck von z. B. 5 Atm., gegebenenfalls aber auch 5o Atm. und mehr, und demzufolge sehr kleinen Abmessungen benutzt. Es ergibt sich dann der Vorteil einer besonders gleichmäßigen Ausleuchtung des Hüllkolbens, da beide Entladungen weitgehend in die Mitte des Hüllkolbens gerückt werden können.A high-pressure mercury discharge tube with very high operating steam pressure of z. B. 5 atm., But possibly also 50 atm. and more, and consequently very small dimensions are used. The advantage then arises a particularly uniform illumination of the envelope, since both discharges can largely be moved to the center of the envelope piston.

Der Strombegrenzungswiderstand kann in die Lampe mit eingebaut sein. In den Fällen, in denen ein besonders hoher Rotgehalt der Mischlichtlampe gewünscht wird, kann er aus einer im Hüllkolben untergebrachten kleinen Glühlampe bestehen, der beiden Entladungsstrecken vorgeschaltet ist. Eine solche Ausführungsform ist insbesondere für Gleich-Strombetrieb, der einen Ohmschen Vorschalt widerstand verlangt, zweckmäßig.The current limiting resistor can be built into the lamp. In those cases in which a particularly high red content of the mixed light lamp is desired it can consist of a small incandescent lamp housed in the envelope, of the two discharge paths is connected upstream. One such embodiment is especially for direct current operation, which requires an ohmic series resistor, expedient.

Zur weiteren Verbesserung der Farbe bzw der Lichtausbeute kann der Hüllkolben mil einer Leuchtstoffschicht versehen sein oder aus einem Leuchtstoff enthaltenden Glas be stehen. Zur Anregung der Leuchtstoffe kann die Strahlung der Neonentladung und"lodei die der Quecksilberhochdruckentladung dienen, deren Entladungsgefäß dann naturgemä£ aus einem ultraviolettdurchlässigen Glas oder Quarz besteht.To further improve the color or the light output, the The envelope bulb may be provided with a fluorescent layer or made of a fluorescent material containing glass be available. The radiation can be used to excite the phosphors Neon discharge and "lodei" which serve for high-pressure mercury discharge, their discharge vessel then naturally consists of an ultraviolet-permeable glass or quartz.

Bei der bekannten Mischlichtlampe, bei der eine langgestreckte Quecksilberhochdruckentladungsröhre von einer engen, mit Neonfüllung versehenen Hüllröhre konzentrisch umschlossen ist und an beiden Enden der Hüllröhre die Glühelektroden für die Neonentladung in großem Abstand voneinander angeordnet sind, bildet sich in dem engen Ringraum zwischen der Quecksilberentladungsröhre und der Hüllröhre eine Neonentladung mit positiver Leuchtsäule aus. Diese liefert aber nur dann eine brauchbare Lichtausbeute und eine genügende Rotzumischung, wenn eine lange Entladungsstrecke zur Verfügung steht, die naturgemäß eine hohe Zünd- und Brennspannung erfordert und einen unmittelbaren Netzbetrieb der Mischlichtlampe unmöglich macht.In the known mixed light lamp in which an elongated high-pressure mercury discharge tube is concentrically enclosed by a narrow, neon-filled envelope tube and at both ends of the cladding tube, the glow electrodes for the neon discharge in large Are spaced apart, forms in the narrow annular space between the mercury discharge tube and the clad tube generate a positive neon discharge Light column off. However, this only provides a usable light output and a Sufficient red admixture if a long discharge path is available, which naturally requires a high ignition and operating voltage and an immediate one Mains operation of the mixed light lamp makes impossible.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von Mischlichtlampen nach der Erfindung für den Anschluß an üblichen Netzspannungen schematisch in Ansicht dargestellt.The drawing shows two exemplary embodiments of mixed light lamps according to the invention for connection to conventional mains voltages schematically in view shown.

Abb. i zeigt eine Mischlichtlampe, bei der in einem weiten, kugelförmigen Hüllkolben r eine Queeksilberhochdruckentladungsröhre 2 mit durch die Entladung geheizten, aktivierten Glühelektroden ,3 angeordnet ist. Der Hüllkolben enthält Neongas von niedrigem Druck, etwa 0,5 bis 5 mm Hg. Im Hüllgefäß sind ferner zwei mit Oxyden aktivierte Glühelektroden ¢ und 5 in geringem Abstande voneinander und mit großem, etwa 3 cm betragenden Abstand von der Hüllkolbenwandung angeordnet, so daß zwischen den Glühelektroden eine Aureolentladung ohne positive Säule zustande kommt, die nur 2o bis 40 Volt Spannungsaufnahme benötigt. Die Glühelektroden 4 und 5 sind über einen Widerstand 6 oder über einen Schalter 7 wie bei der Lampe nach Abb. 2 verbunden. Die eine dieser Elektroden 4 ist mit einer zweiten Leitung unmittelbar mit einer Elektrode 3 der Qttecksilberentladungsröhre 2 verbunden, während die Leitung der anderen Elektrode 5 zu dem Bodenkontakt S des Sockels 9 führt. Die zweite Elektrode der Quecksilberentladungsröhre ist mit der Sockelhülse g verbunden.Fig. I shows a mixed light lamp in which a high-pressure queek silver discharge tube 2 with activated glow electrodes 3, heated by the discharge, is arranged in a wide, spherical envelope bulb r. The envelope bulb contains neon gas at low pressure, about 0.5 to 5 mm Hg. In the envelope vessel, two oxide-activated glow electrodes [and 5] are arranged at a short distance from one another and at a large distance of about 3 cm from the envelope bulb wall, so that between The glow electrodes produce an aureole discharge without a positive column, which only requires 20 to 40 volts of voltage. The glow electrodes 4 and 5 are connected via a resistor 6 or via a switch 7 as in the case of the lamp according to FIG. One of these electrodes 4 is directly connected by a second line to an electrode 3 of the square silver discharge tube 2, while the line of the other electrode 5 leads to the ground contact S of the base 9. The second electrode of the mercury discharge tube is connected to the base sleeve g.

Die Mischlichtlampe wird über einen Strombegrenzungswiderstand, z. B. eine Drosselspule i o, mit dem Netz verbunden. Nach dem Einschalten zündet die Quecksilberentladung sofort, da ihre Elektroden 3 unmittelbar bzw. über den Widerstand 6 an der Netzspannung liegen. Zur Erleichterung der Zündung kann noch eine Hilfselektrode i i nahe einer Hauptelektrode in der Quecksüberentladungsröhre 2 angeordnet sein. Diese Hilfselektrode i i ist über .einen hohen Widerstand i-, an die zweite Netzleitung, die zu dem Sockelbodenkontakt 8 führt, angeschlossen, Nach dem Zünden der Quecksilberentladung tritt am Widerstand 6 ein Spannungsabfall auf, der ausreicht, um nach Aufheizung der Elektroden q. und 5 zwischen diesen eine Entladung in der Neonfüllung des Hüllgefäßes i einzuleiten. Wegen der hierbei noch etwas absinkenden Spannung fließt dann nur noch ein kleiner Teilstrom durch den Widerstand 6, während der Hauptanteil des Stromes zwischen den Elektroden q. und 5 übergeht.The mixed light lamp is powered by a current limiting resistor, z. B. a choke coil i o connected to the network. After switching on, the ignites Mercury discharge immediately, as their electrodes 3 directly or via the resistor 6 are connected to the mains voltage. An auxiliary electrode can also be used to facilitate ignition i i can be arranged near a main electrode in the mercury overdischarge tube 2. This auxiliary electrode i i is connected to the second power line via a high resistance i- which leads to the base bottom contact 8, after the mercury discharge has ignited occurs at the resistor 6, a voltage drop that is sufficient to after heating of electrodes q. and 5 between these a discharge in the neon filling of the cladding vessel i initiate. Because of the somewhat lower voltage here, only flows a small part of the current through the resistor 6, while the main part of the current between the electrodes q. and 5 passes.

Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 unterscheidet sich von dem vorhergehenden dadurch, daß in die Überbrückungsleitung der beiden Elektroden q. und 5 noch ,ein Schalter 7 gelegt ist. Dieser Schalter 7 ist als Bimetallschalter ausgebildet und kann seine Heizung von einer besonderen Heizwicklung 15 oder auch unmittelbar durch die Wärmewirkung der und 5 erhalten. Während also die Ausführung nach Abb. i ein Zünden beider Entladungen ohne irgendwelche Schaltvorgänge ermöglicht, wird bei dieser Ausführung der Nebenschluß der beiden Elektroden q. und 5 nach ,einer gewissen Anheizzeit unterbrochen, worauf die Neonentladung zündet. Der Schalter könnte naturgemäß auch außerhalb der Lampe angebracht sein und von Hand bedient werden. Bei seiner Ausbildung als selbsttätig wirkender Bimetallschalter wird seine Zeitkonstante zweckmäßig so bemessen, daß er während des Einbrennvorganges der Quecksilberentladung geschlossen bleibt und erst geöffnet wird,. wenn die Quecksilberentladung annähernd ihren Betriebszustand erreicht hat. Nach dem Ausschalten des Schalters 7 wird die Heizwicklung 15 weiter vom Strom durchflossen und hält den Schalter offen. Bei dieser Ausführung wird der durch den Nebenwiderstand 6 verursachte Verlust vermieden.The embodiment according to Fig. 2 differs from the previous one in that q. and 5 still, a switch 7 is set. This switch 7 is designed as a bimetallic switch and can be heated by a special heating coil 15 or directly by the thermal effect of FIGS. While the embodiment according to Fig. I enables both discharges to be ignited without any switching operations, in this embodiment the shunt of the two electrodes q. and 5 interrupted after a certain heating-up time, whereupon the neon discharge ignites. The switch could of course also be attached outside the lamp and operated by hand. When it is designed as an automatically acting bimetal switch, its time constant is expediently dimensioned in such a way that it remains closed during the burn-in process of the mercury discharge and is only opened. when the mercury discharge has almost reached its operating condition. After switching off the switch 7, the heating winding 1 5 continues to flow through the current and keeps the switch open. In this embodiment, the loss caused by the shunt resistor 6 is avoided.

An Stelle der als Strombegrenzer dienenden Drosselspule i o könnte auch ein als Glühdraht ausgebildeter Widerstand dienen, der zweckmäßig im Innern des Hüllgefäßes untergebracht und .in die Leitung zwischen der Elektrode 5 und der Abzweigung zum hochohmigen Widerstand 12 .eingebaut wird. Es könnte aber auch mit der Mischlichtlampe eine Glühlampe in Reihe geschaltet oder aber auch diese Glühlampe mit in das Hüllgefäß i eingebaut werden. Diese Ausführungen sind mit eingebautem Glühdraht .oder eingebauter Glühlampe besonders zweckmäßig bei Betrieb der Mischlichtlampe an Gleichstromnetzen. Um eine Überlastung des Glühdrahtes bzw. der Glühlampe während des Einbrennvorganges der Quecksilberentladung, die dabei bekanntlich eine erhöhte Stromaufnahme zeigt, zu verhindern, empfiehlt es sich, in die überbrückungsleitung der beiden Elektroden q. und 5, also in Reihe mit dem Schalter 7, und damit auch in Reihe _mit dem zwischen der Elektrode 5 und dem Bodenkontakt 8 liegenden, in Abb.2 nicht dargestellten zusätzlichen Glühdraht (bzw. Glühlampe) noch einen besonderen Widerstand 13 zu legen, der nach dem Öffnen des Schalters 7 mit abgeschaltet wird. Der Widerstand 13 wird zweckmäßig so bemessen, daß er den Strom während des Anlaufvorganges der Quecksilberdampfentladung auf einen der Glühlampe zuträglichen Wert begrenzt. Er nimmt dann etwa einen Spannungsabfall von q.o bis 5o Volt auf, bei welcher die Spannung die Neonentladung noch nicht zündet.Instead of the choke coil serving as a current limiter i o could a resistor designed as a filament can also be used, which is expediently inside of the enveloping vessel housed and .in the line between the electrode 5 and the Branch to the high-resistance resistor 12. Is installed. But it could also be with the mixed light lamp a light bulb connected in series or this light bulb can also be installed in the envelope vessel i. These designs are with built-in Filament or built-in incandescent lamp, particularly useful when operating the mixed light lamp on direct current networks. To avoid overloading the filament or the incandescent lamp during the burn-in process of the mercury discharge, which is known to increase To prevent current consumption shows, it is best to put in the bypass line of the two electrodes q. and 5, i.e. in series with switch 7, and thus also in series _with the lying between the electrode 5 and the ground contact 8, in Fig.2 not shown additional filament (or light bulb) yet a special one To put resistor 13, which is switched off after opening the switch 7 with. The resistor 13 is expediently dimensioned so that it carries the current during the start-up process the mercury vapor discharge is limited to a value that is beneficial for the incandescent lamp. It then absorbs a voltage drop of q.o to 5o volts, at which the Voltage does not yet ignite the neon discharge.

Zur weiteren Erhöhung des Rotgehaltes kann an der Innenseite des Hüllgefäßes i eine Leuchtstoffschicht i q. angebracht werden, die durch die Strahlung der Quecksilberentladung und; oder durch die der Neonentladung anregbar ist. Die Leuchtstoffe könnten auch in dem Glas des Hüllgefäßes selbst enthalten sein. Auch kann das Hüllgefäß mattiert oder mit besonderen lichtstreuenden oder färbenden Zusätzen versehen sein, um die Mischung der verschiedenfarbigen Lichtquellen und deren Gesamtstrahlung zu verbessern. Da die Neonentladung nur etwa 20 Volt Betriebsspannung benötigt, ist :es möglich, mehrere solcher Entladungen in Reihe mit der Quecksilberentladung zu legen, wobei die Mischlichtlampe insgesamt immer noch an gebräuchlichen Netzspannungen von z. B. 220 Volt betrieben werden kann. Dabei kann jede der Neonentladungsstrecken einen eigenen Überbrückungswiderstand oder -sehalter erhalten, oder es kann für sämtliche Neonentladungsstrecken eine gemeinsame überbrückung vorgesehen sein. Man erzielt durch das Zuschalten weiterer Neonentladungen eine weitere starke Erhöhung der Rotstrahlung der Mischlichtlampe.To further increase the red content, on the inside of the envelope vessel i a phosphor layer i q. be attached by the radiation of the mercury discharge and; or by which the neon discharge can be excited. The phosphors could too be contained in the glass of the envelope vessel itself. The envelope vessel can also be matted or be provided with special light-scattering or coloring additives to the To improve the mix of different colored light sources and their overall radiation. Since the neon discharge only requires an operating voltage of around 20 volts, it is possible: to place several such discharges in series with the mercury discharge, whereby the mixed light lamp as a whole is still connected to the usual mains voltages of z. B. 220 volts can be operated. Each of the neon discharge paths can have one Get your own bypass resistor or switch, or it can be for everyone Neon discharge paths a common bridging can be provided. One achieves by switching on further neon discharges a further strong increase in red radiation the mixed light lamp.

Die elektronenemittierenden Elektroden q. und 5 ]der Aureolentladung können, wie dargestellt, direkt oder auch indirekt geheizt sein. In letzterem Falle sind die Heizdrähte der beiden Elektroden durch die den Widerstand 6 oder durch die den Widerstand 13 nebst Schalter 7 enthaltende Leitung überbrückt.The electron-emitting electrodes q. and 5] the aureole discharge can, as shown, be heated directly or indirectly. In the latter case are the heating wires of the two electrodes through the resistor 6 or through the line containing the resistor 13 and switch 7 bridged.

Claims

PATrN TANsrrÜci-it :: i. Electric mixed light lamp for operation Low voltage networks from z. B. 22o Valt, characterized in that in one with Wide, spherical or pear-shaped envelope bulbs of a high-pressure mercury discharge tube provided with neon filling with solid glow electrodes an aureole discharge that only absorbs about 20 to 40 volts is arranged without a positive column, whose by a resistor and, `or a Switch interconnected glow electrodes with the high pressure mercury discharge tube are connected in series.

2. mixed light lamp according to claim i, characterized in that that a suitably sized bulb is used as a series resistor, which is connected to the Mixed light lamp in a common luminaire or in the mixed light lamp itself is housed.

3. mixed light lamp according to claim i to 2, characterized in that that the electrodes of the aureole discharge are connected via an automatic switch whose time constant is dimensioned such that it only changes after approximating or when the operating state of the mercury discharge is fully reached.

4th Mixed light lamp according to Claims 1 to 3, characterized in that the envelope bulb one by the radiation of the high pressure mercury discharge and / or that of the neon discharge stimulable phosphor layer carries or from a glass containing such substances consists.