DE715564C - Elektrische Niederdruckleuchtroehre fuer Netzspannungsbetrieb mit mittelbar geheizten Gluehelektroden - Google Patents

Description

• Elektrische Nied'erdruckleuchtröhre für Netzspannungsbetrieb mit mittelbar geheizten Glühelektroden Man hat bereits vorgeschlagen, bei elektrischen Niederdruckleuchtröhren mit mittelbar geheizten Glühelektroden deren Heizdrähte der Entladungsstrecke vorzuschalten, so daß sie auch zur Begrenzung des Entladungsstromes dienen. Versuche mit derart ausgebildeten Leuchtröhren haben gezeigt, daß ein einigermaßen zufriedenstellender Betrieb nur dann möglich ist, wenn der durch die Heizdrähte gebildete Ohmsche Widerstand größer ist als. der Betriebswiderstand der Entladungssäule, insbesondere wegen der bei Spannungsschwankungen des Netzes sich einstellenden, für die Praxis unerträglich großen Schwankungen der Lichtleistung. Bei Verwendung üblicher Röhrenfüllungen erreichen diese Leistungsschwankungen anteilmäßig das Vielfache der Netzspannungsschwankungen, weil praktisch die gesamte Spannungsschwankung nur ,allein von dem Vorschaltwiderstand aufgenommen werden muß und weil sich im vorliegenden Fall bei jeder Stromänderung auch die BetrIebstemp.eratur der Glühelektrode verändert, und zwar in dem Sinne, daß eine Netzspannungserhöhung durch verstärkten Strom in den Elektrodenheizdrähten eine Steigerung der Betriebstemperatur und.Emissions. fähigkeit der Glühelektrode herbeiführt, was sich wiederum stromsteigernd auswirkt. Die Zuhilfenahme eines großen Ohmschen Vorsch.altwiderstandes bringt naturgemäß im Betrieb der Leuchtröhre einen erheblichen Leistungsverlust mit sich.
• Nach der Erfindung wird ein wesentlich besserer Wirkungsgrad bei weitgehender Verminderung der im Betrieb durch Netzspannungsschwankungen verursachten Lichtleistungss:chwankungen erzielt, wenn zur Begren7ung des Entladungsstromes sowohl die Elektrodenheizdrähte als auch ein Eisenwasserstoffwiderstand, dessen Betriebswiderstand höchstens gleich, zweckmäßig aber kleiner ist als der Summenbetriebswiderstand der Elektrodenheizdrähte, der Nied.erdruckleuchtröhre vorgeschaltet sind bei einem so großen El.ektrodenabstand, daß die Entladungsröhre mindestens 6oo,'o der Netzspannung aufnimmt.
• Die Begrenzung des Entladungsstromes erfolgt demgemäß bei einer nach der Erfindung ausgebildeten Leuchtröhre in erster Linie durch die Heizdrähte der-Glühelektroden. Der verhältnismäßig kleine Eisenwasserstoffwiderstand verhindert, daß Netzspannungsschwankungen zu erheblichen Stromstärken- und Lichtleistungsänderungenführen. Diese Unterdrückung der Lichtleistungsschwankungen ermöglicht nunmehr die Verwendung des größeren Elektrodenabstandes und damit einer höheren Brennspannung der Entladungssäule. Ein wesentlicher Vorteil der neuen Niederdruckleuchtröhre besteht darin, daß die bisher in der Praxis benutzten umständlichen Vorschaltgeräte fortfallen. Der kleine Eisenwasserstoftwiderstand kann gegebenenfalls ohne Schwierigkeit in der Leuchtröhre untergebracht werden.
• Die zusätzliche Verwendung eines Eisen-,vasserstoffwiderstand,es, der als Vorschaltgerät für Leuchtröhren an sich bekannt ist, erscheint bei Leuchtröhren mit mittelbar geheizten Elektroden und mit der Entladungsstrecke vorgeschalteten Elektrodenheizdrähten auf den ersten Blick befremdlich, weil bekanntlich die Heizglühdräht,e der Elektroden schon eine ähnlich steile Stromspannungskennlinie auf-«-eisen wie ein Eisenwasserstoffwiderstand. Es erscheint aus diesem Grunde naheliegend, bei ungenügender Stromstabilisierung einfach die Elelztrodenheizdrähte zu vergrößern. Diese Maßnahme bringt jedoch wenig Erfolg, .da die Vergrößerung der Elektrodenheizdrähte durch verstärkte Aufheizung der Glühelektroden in nachteiliger Weise zu .einer Abnahme des Widerstandes der Entladungsstrecke führt. Ein Eisenwasserstoffwiderstand mit zwar annähernd gleicher Stromspannungskennlinie übt dagegen keine Heizwirkung auf die Glühelektroden aus und verursacht daher auch keine Widerstandsabnahme der Entladungsstrecke.
• Zum Herabsetzen der Erstzündspannung der neuen Leuchtröhre können an sich bekannte Mittel Verwendung finden. Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform wird erhalten, wenn die Elektroden durch eine Leitung überbrückt werden, in der ein Zündschalter und gegebenenfalls noch ein Hilfswiderstand liegen. Beim Einschalten der Leuchtröhre fließt dann sofort ein Vorheizstrom über die Elektrodenheizdrähte und die Überbrückungsleitung, bis dann nach Aufheizen der Glühelektroden der Zündschalter von Hand oder selbsttätig geöffnet und die Zündung der Leuchtröhre herbeigeführt wird. Mit Vorteil wird eine solche überbrückungsleitung im Innern oder außerhalb der Leuchtröhre auf der Leuchtröhrenwand befestigt, etwa aufgekittet. Sie wirkt dann in bekannter Weise als kapazitive Zündhilfselektrode.
• Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine nach der Erfindung ausgebildete Niederdruckleuchtröhre für eine Anschlußspannung von 22o V schematisch dargestellt.
• Die etwa i m lange, aus Glas bestehende Röhre i weist einen Innendurchmesser von 25 mm auf und enthält außer einem Quecksilberbodenkörper 2 noch eine Edelgasgru.ndfüllung aus Argon mit einem Druck von etwa 2 Torr.
• Die beiden mittelbar geheizten Glühelektroden 3 sind in einem so großen Abstand voneinander angeordnet, daß bei der Betriebsstromstärke von etwa ioo mA der Spannungsabfall der Entladungssäule etwa i55 V beträgt.
• Die Heizdrähte ¢ der aus Nickelhülsen bestehenden und mit aktivierenden Stoffen überzogenen Glühelektroden 3 sind der Entladungsstrecke vorgeschaltet. Außerdem ist in die eine Verbindungsleitung zum Netz ein Eisenwasserstoffwiderstand 5 üblicher Bauart eingeschaltet. Der Summenbetriebswiderstand der Elektro.denh,eizdrähte q. ist größer bemessen als der Betriebswiderstand des Eisenwasserstoffwiderstandes 5, und zwar derart, daß im Betrieb in den Elektrodenheizdrähten q. ein Spannungsabfall von etwa 2 X 20 V, am Eisenwasserstoffwiderstand 5 dagegen nur ein Spannungsabfall von etwa 25 V auftritt.
• Die Elektroden 3 sind ferner durch die Überbrückungsleitung 6 miteinander verbunden, die auf der Außenwand der Glasröhre i aufgekittet ist und daher als kapazitive Zündhilfselektrode ionisierend auf die Röhrenfüllung wirkt und in der der Hilfswiderstand ; von etwa 1500 Ohm und ferner ein in einem Glasgefäß eingeschlossener Bimetallzündschalter 8 eingeschaltet sind. Dieser Bimetallschalter ist so bemessen, daß er nach Erreichen der richtigen Kathodentemperatur (etwa nach einigen Sekunden) den üb:erbrükkungsheizkreis unterbricht. Gegebenenfalls kann der Bimetallschalter 8 auch in Abhängigkeit von der Temperatur einer GlühelAtrode gebracht werden. Wie die Zeichnung zeigt, sind sowohl der Eisenwasserstoffwiders.tand 5 als auch der Hilfswiderstand 7 in je :einem Sockel 9 der Leuchtröhre untergebracht. Da zum Betrieb keine sonstigen Vorschaltgeräte mehr notwendig sind, kann die Leuchtröhre wie :eine Glühlampe unmittelbar an übliche Netzspannungen angeschlossen werden.
• Bei der dargestellten Leuchtröhre ist die Innenwandung der Glasröhre z in an sich bekannter Weise mit Leuchtstoffen überzogen, um besondere Farbwirkungen oder hohe Lichtausbeuten durch Ausnutzung der Ultraviolettstrahlung der Quecksilberentladung zu erreichen. Die Röhre r kann statt dessen auch aus Leuchtgas bestehen.
• Für Bestrahlungs- und Sterilisationszwecke wird die Röhrenwand, wie üblich, aus Quarz oder einem gut ultraviolettdurcblässigen Glase hergestellt. ' Besonders geringe Lichtleistungsschwankungen treten auf, wenn eine Leuchtröhre verwendet wird, deren Füllung und Rohrdurchmesser sowie deren Betriebsstromstärke in an sich bekannter Weise so bemessen sind, daß die Stromspannungskennlinie der Leuchtröhre waagerecht oder sogar steigend verläuft. Eine solche Eigenschaft ergibt sich beispielsweise bei :einer mindestens 3o mm weiten Leuchtröhre, die außereinemQuecksilb:erbodenkörper eine Neonfüllung mit einem Druck von höchstens 2 Torr bei Betriebsstromstärken zwischen roo bis 300 mA aufweist.
• Die dargestellte Leuchtröhre kann mit Gleich- oder Wechselstrom" betrieben werden. In einzelnen Fällen genügt es, wenn nur :einn der beiden Elektroden als mittelbar geheizte Glühelektrode ausgebildet ist. Der Bimetallschalter 8 kann ebenso wie der Eisenwasserstoff-widerstand 5 und der Hilfswiderstand 7 im Innern :eines Tellerfußröhrchens untergebracht sein.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: t. Elektrische Niederdruckleuchtröhre für Netzspannungsbetrieb mit mittelbar geheizten Glühelektroden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des Entladungsstromes sowohl die Elektrodenheizdrähte (¢) als auch ein Eisenwasserstoffwiderstand (5), dessen Betriebswiderstand höchstens gleich, zweckmäßig aber kleiner ist als der Summenbetriebswiderstand der Elektra:denheizdrähte (4.), der Röhre vorgeschaltet sind bei einem so großen Elektrodenabst.and, daß die Entladungsröhre mindestens 6o % der Netzspannung aufnimmt.
2. 2. Leuchtröhre nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3) durch eine Leitung (6) überbrückt sind, in der :ein Zündschalter (8) und gegebenenfalls noch ein Hilfswiderstand (7) liegen, wobei die Überbrückungsleitung (6) zweckmäßig längs auf der Röhrenwand befestigt ist, so daß sie als kapazitive Zündelektrode wirkt.
3. 3. Leuchtröhre nach Anspruch t und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Tellerfußrohr oder Sockel der einen Röhrenseite der Eisenwasserstoffwiderstand (5) und im Tellerfußrohr oder Sockel der anderen Röhrenseite der Hilfswiderstand (7) und gegebenenfalls auch der Bimetallzündschalter (8) eingebaut sind.
4. 4. Leuchtröhre nach Anspruch r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Füllung, ihre Betriebsstromstärke und ihr Innendurchmesser in an sich bekannter Weise so bemessen sind, daß ihre Stromspannungskennlinie waagerecht oder sogar steigend verläuft.