DE746201C - Elektrische Bestrahlungseinrichtung mit einer als Ultraviolettstrahler dienenden Metalldampfhochdrucklampe und einem als Vorschaltwiderstand dienenden Gluehkoerper - Google Patents

Description

• Elektrische Bestrahlungseinrichtung -mit einer als Ultraviolettstrahler dienenden Metalldampfhochdrucklampe -und einem als Vorschaltwiderstand - dienenden Glühkörper Die Erfindung bezieht sich auf ,elektrische Bestrahlungseinrichtungen, ,bei denen einer als Ultraviolettstrahler dienenden: Metalldampfhochdrucklampe ein Glühkörper vorgeschaltet ist, der zusätzlich sichtbare bzw. infrarote Strahlung liefert, wodurch bekanntlich die physiologischen Wirkungen :der Ultraviolettstrahlung erheblich gesteigert werden. Beim Einschalten einer derartigen Metalldäfngfhochdrucklampe, dievorzugsweise mit entladungsgeheizten Glühelektroden, einer 7_ündgasgrundfültung und einem Quecksilbervorrat versehen ist, tritt wegen des niedrigen Füllungsdruckes der kalten Lampe ein erheblicher Überstrom auf. Dieser sinkt dann während des anschließenden Einbrennvorgangs auf den verhältnismäßig niedrigen Betriebsstrom in dem Maße ab, wie Quecksilber aus dem Vorrat verdampft und damit die Dampfdichte und Lichtbogenbr.ennspannung ansteigen, bis sich schließlich ein Gleichgewichtszustand einstellt, bei dem die Wärmeabgabe der Lampe nach außen der Wärmeentwicklung im Innern entspricht. Die hohe Einbrennstromstärke, die beispielsweise den doppelten oder dreifachen Wert der Betriebsstromstärke beträgt, zwingt zu einer Überdimensionierung des Vorschaltglüh.körpers;` dieser ist daher bei dem späteren niedrigen Betriebsstrom unterlasbet; er brennt unwirtschaftlich mit schlechter Strahlungsausbeute und liefert nicht das günstigste Gemisch an sichtbarer und infraroter Strahlung zur Unterstützung der heilenden Wirkung der Ultraviolettstrahlung.
• Dieser Nachteil wird bei der Bestrahlungseinrichtung nach der Erfindung dadurch vermieden, daß als Hochdrucklampe eine solche verwendet ist, bei .der in an sich bekannter Weise alles Metall schon beim Einbrennvorgang völlig verdampft, und daß ferner zur Erhöhung der Temperatur des Glühkörpers nach dem Einbrennvorgang an sich .bekannte, vorzugsweise selbsttätig wirkende Mittel wahlweise oder gemeinsam vorgesehen sind, die entweder den Glühkörperstrom steigern, z. B. ein kurzschließbarer Anlaufwiderstand, oder die Wärmeabgabe des Glühkörpers herabsetzen, z. B. ein mit einer Hilfsheizwicklung versehener Tragkörper, auf dein der Glühkörper aufgewickelt ist. -411 Bei einer derart beschaffenen Bestrahlu uinrichtung wird demgemäß nach dem Brennvorgang der ungenügend aufgehe i Vorschaltglühkörper nachträglich auf die fu . den Verwendungszweck günstigste Glühtemperatur fiocherhitzt, und ferner wird durch Verwendung einer an sich bekannten Hochdruckl.arnpe mit im Betrieb untersättigter Dampffüllung dafür gesorgt, daß dabei keine Rückwirkung auf die Lichtbogenbrennspannung der Hochdrucklampe eintritt.
• Man hat zwar .bereits vorgeschlagen, bei einer mit einem O_uecksilbervorrat versehenen Hochdrucklampe mit Vorschaltglühkörper nach den Einbrennvorgan.g einen Teil des Vorschaltglühkörpers kurzzuschließen; dieses Mittel allein verhindert jedoch noch. nicht in befriedigendem Maße, daß beim Einbrennvorgang ein Überstrom auftritt bzw, die Stromstärke und Temperatur .des Vorschaltglfüh,Körpers absinken, weil nämlich beim Kurzschließen eines Teiles des Vorschalt--lühkörpers die nunmehr erhöhte Stromstärke eine erneute Ouecksil:berverdampfung, Dampf -dichtesteigerung und Erhöhung der Brennspannung der Hochdrucklampe zur Folge hat, wobei .die Glühkörperstromstärke absinkt.
• Ein solches Absinken des Entladungsstroms beim Kurzschließen des Anlaufwiderstands kann bei einer nach der Erfindung ausgebildeten Einrichtung nicht eintreten. weil vor dem Kurzschließen des Anlaufwiderstands schon das gesamte Ouecksilbeiverdampft und damit die nur von der Dampfdichte ini Entladungsraum abhängige Lichtbogenbrennspannung auch bei erhöhter Stromstärke und etwas höherem Dampfdruck praktisch unverändert bleibt. Es kann also der Vorschaltglühkörper genau für den Spannungsunterschied zwischen der Netzspannung und dieser bei untersä ttigter Dampffüllung auftretenden Lichtbogenbrennspannung bemessen werden.
• Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der neuen Bestrahlungseinrichtung schematisch dargestellt.
• Bei der Einrichtung nach Abb. i sind der an den Klemmen i, 2 eines Gleich- oder GVechselspannungsnetzes liegenden Hochdrucklampe 3 ein Anlaufwiderstand d. und ein Blühkörper 5 vorgeschaltet. Der Anlaufwiderstand .1 ist durch den Schalter 6 überbrückt. Die Ohmwerte des Anlaufwiderstands 4. und des Glühkörpers 5 sind so bemessen, daß -der Strom während des Einbrennvorgangs den Glühkörper 5 nicht überlastet. Nach dein Einbrennen der 1-Iochdrucl@laallp.e 3 und völligem Verdampfen ihrer Metallmenge wird der Schalter 6 vorzugsweise sell)sttiiti".,# geschlossen. Der Glühkörperstrom steigt dabei auf

  en endgültigen Betriebsstrom an. Dieser

  manstieg führt zu hciner merklichen

  '_ änderung der Brennspannung der 1-Ioch-

  cklampe 3, weil keine Mehrverdampfung,

  so keineDampfdichtesteigerun" inehrstatt-

  findet. Die Dampffüllung wird lediglich noch etwas stärker überhitzt.
• Abb. 2 zeigt eine Einrichtung. bei der der Hochdrucklampe 3 nur ein Glühkörper 5 vorgeschaltet ist. In diesem Falle sind jedoch die Hochdrucklampe 3 und der VorschaltgliiIikörper 5 durch eine Leitung überbrückt, in der ein Heizglühkörper 7 und ein Schalter,, liegen. Der Vorschaltglüh@körper 5 ist so bemessen, daß er den erheblichen Einbrennüber-Strom ohne Beschädigung aushält. Nach (leni Einbrennen der Hochdrucklampe 3 ist der Vorschaltglühkörper 5 naturgemäß unterlastet und daher seine Temperatur zu niedrig. Dieser N acditeil wird aber beim Schließen des Schalters 8 beseitigt, weil nunmehr der Heizglüh:körper 7, der in der Nähe des Vorschalt-5lühkörpers 5 angeordnet, gegebenenfalls in seinen Trägerkörper 9 eingebaut ist, den Vorschaltglühkörper 5 von außen her aufheizt bzw. seine Wärmeabgabe herabsetzt, und zwar so, daß der Vorschaltglühkörper 5 die günstigste Betriebstemperatur annimmt. Selbstverständlich können der Heizglühkörper 7 bzw. der Trägerkörper 9 ebenfalls zur Strablungsaussendung herangezogen werden.
• Bei der in Abb.3 gezeigten Einrichtung finden der Anlaufwiderstand .1 nach Ab.b. r und ,der Heizglüh:körper 7 nach Abb. ? äleichzeitig Anwendung. Beim Einbrennvorgan 5 ist der doppielpoli-e Schalter io, i i nach oben gelegt, so daß der Ein@brennstrorn über den Schalter i i, :den Anlaufwiderstand :I :und :den Vorschaltglühkörper 5 fließt. -Nach dein Einbrennen wird .der Schalter io, i i nach abwärts @gelegt. Es entstehen nun zwei hinter dem Schalter io abzweigende parallele Stromkreise: in ;dem einen liegen die Hochdrucklampe 3 und der Vorschaltkörper 5; im anderen der Anlaufimiderstand ,4 und der Heizglühkörpe r 7. Der Vorschalbglühkörper 5, ider Anlaufw@i:derstan@d d. und der Heizglühkörper 7 sind, wie die Abb. d. und 5 zeigen, zweckmäßig auf einem gemcinsaunen Trägerkörper 9 aufgewickelt und in einem getneinsa,m-en Reflektor 1a untergebracht. Durch entsprechende Bemessung der Widerstand,;werte kann ohne Schwierigkeit erreicht werden, daß die Glühkörper 5, .1, 7, gegebenenfalls auch der Trägerkörper 9, im Betriebszustand eine für :die Unterstützung ider Wirkung der Hochdrucklampenstrahlung günstige Glühtemperatur annehmen.-Die Betätigung der Schalter 6, 8, io, i i erfolgt zweakrnäßig selbsttätig in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Hochdrucklampe 3. Da die Zündispannung wesentlich höher und die Einbrennspannung der Hochdrucklampe wesentlich niedriger liegen als die normale Brennspan:ntrng, macht die Verw_eri-Jung eines parallel zur Hochdrucklampe geschalteten Spannungsrelais Schwierigkeiten, die jedoch unter Um,stäivden durch Einbau einer Ver:zögertinigseinrichtunig überwunden werden können. Durch eine solche Einrichtung kann nämlich erreicht werden, daß das Spannungsrelais während .des kurzen Zündvorgangs nicht anspricht.
• In vielen Fällen ist es jedoch vorteilhafter, ein Relais zu verwenden, Idas vorn Ent-1:a@dungsstrom durchflossen wird und nach Beendigung des Einbrennvoirgan.gs die Schalter 6, 9, i o, i t, gegebenenfalls nach einer gewissen Verzögerung, schließt uzw. umschaltet. .
• Durch besondere Betrielbssicherheit zeichnen sich Einrichtungen 'aus, bei denen zur Betätigung der Schalter ein Relais benutzt wird, das evon rder in der Hochdrucklaartpe umgesetzten Leistung, also vom Lampenstrom und auch von der Lampenspannung, abhängt. Durch :die Verwendung solcher Relais kann nunmehr eine Überlastung der Glühkörper ibz.w. der Hochdrucklampe dann vermieden werden, wenn der zeitliche Ablauf des Ziimd- oder Einbrennvorgangs :durch besondere Urnrs,tände ausr#ahmsweise erheblich verlangsamt wird. Eine solche Störung kann beis pieilsweise bei sehr niedriger Umgebungstemperatur eintreten.
• Zur Verminderung der während des Einbrennvorgangs auftretenden. höchsten Teniperatur empfiehlt es sich in vielen Fällen, einen Glühkörper mit besonders großer Wärmekapazität zn_i verwenden.
• Wenn als Vorwiders.tand ein Material mit stark positivem Temperatuvkoeffizienten dies spezifischen Widerstands verwendet und durch idie Wahl der Anordnung dafür Sorge getragen wird, daß ,die Temperatur mit steigender Leistung stark zunnnnnnt, kann die Beanspruchung des Brennens während des Einbrennvorgangs erheblich herabgesetzt werden. Zu @diesein Zweck können beispielswaise Glühlampen- mit Wolfraindraht oder Eisen-Wasserstoff-Widerstände benutzt wenden.
• Wird ein Stoff mit negativem Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands in einer Anordnung mit genfgend großer Wärmekapazität verwenidet, so kann erreicht werden, daß der für -den Normalbetrieb erforderliche niedrige Wert des Widerstands erst gegen Ende oder nach Beendigung des Einbrennvorgangs erreicht wird. Dadurch wird ohne Umschaltung eine solche Steigerung der Odem Glühkörper zugeführten Leistung erreicht, daß bei richtiger D:i:mensionierung und Wahl der Wärrneabgabebeadingungen seine Temperatur einen für die phvs:io,logische Wiri:ting günstigen Wert annimint.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrische Bestrahlungseinrichtung mit einer als. Ultraviolettstrahler dienenden Metall,da:mpfhochdrucklampe mit festen, vorzugsweise durch die Entladung aufgeheizten Elektroden und einem als Vorschaltivid:erstand für die Hochdrucklaanpe dienenden Glühkörper, dadurch gekennzeichnet, daß als Hochdrucklampe eine solche verwendet ist, bei der alles Metall schon beim Einbretinvorgang völlig verdampft, und daß ferner zur Erhöhung der Temperatur des Glühkörpers (5) nach dem Einbrennvorgang an sich bekannte, vorzugsweise selbsttätig wirkende Mittel wahlweise oder genneinsam vorgesehen sind, die entweder den Glühkörperstrom steigern, z. B. ein kurzschließbarer Anlaufwiderstand (4), oder die Wärmeaibgab e des Glühkörpers herabsetzen, z. B. ein mit einer Hilfsheizwicklung (7) versehener Tragkörper (9), auf dein der Glühkörper (5) aufgewickelt ist.
2. 2. Elektrische Bestrahlungseinrichtung mit einer als Ultr av iolettstrahler dienenden Metallidamp:fhochdrucIclampe mit festen, vorzugsweise durch .(die Entladung aufgeheizten Efektroden und einem als Vorscha,ltwiderstand für die Hochdrucklampe dienenden Glühkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschaltwiderstand (5) für die Metalldampfhochdrucklampe in. derNähe, vorzugsweise in oder auf dem Trägerkörper (9) eines weiteren Widerstands (7) angeordnet ist, der nach Beendigung des Einbrennv organgs, vorzugsweise selbsttätig, eingeschaltet wird und so bemessen ist, daß Gier `aus beiden Widerständen (5, 7) gebildete Glühkörper eine für eine wirtschaftliche Strahlenausbeute günstigeTemperatur annimmt.
3. 3. Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch -9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist, durch die nach Beendigung des Einbrennvorgan gs der nu-r für den Einbrennvorgan. g erforderliche Teil (4.) des Vorschaltwiderstands, nötigenfalls unter Z«iisclienschaltung eines weiteren Widerstands (7), an die Klemmen des Netzes gelegt wird, und daß die zwei bzw. drei Widerstände (4., 5, 7) 4n der '#\Tähw voneinander vorzugsweise in oder auf demseliben Trägerkörper (9) angeordnet und so bemessen sind, (daß dJeser Glühkörper eine für eine wirtschaftliche Strahlenausbeute günstige Temperatur annimmt.
4. 4. Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch i oder folgerüden, dad!u.rch gekennzeichnet, daß zur Verminderung des Temperaturanstiegs während des Einbrennvorgan:gs -als Vorwiderstand Glühkörper mit besonders großer Wärmekapazitätdienen.
5. 5. Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch i und folgenden, &durc.h gekennzeichnet, daß als Vorschaltwid@erstand ein Material mit stark positivom Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands in einer Anordnung dient, bei der die Temperatur mit steigender Leistung stark zunimmt.
6. 6. Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, .daß als Widerstandsmaterial ein Stoff mit negativem Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands in einer Anordnung mit so großer Wärmekapazität verwendet ist, daß der für den Normalbetrieb erforderliche niedrigere Wdderstands.wert erst nach Beendigung des Einbrennvorgangs erreicht wird. Zur Abgrenzung des Anrneldu.ngsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht ezogen wordenz# deutsche Patentschriften ... Nr. 330 8,2 i, 341871, 346405, 520 9 2 5, " 5 21 562, 5736o9, 590 127, 591 946, 602010, 6o4 13o, 6o6 623, 624 970: österreich. Patentschriften.. Nr. 1394.i ?, 137 534; schweizerische 167 6d3. i798&5; britische Patentschrift ..... - 365 o98; USA.-Patentschriften ...... - 751-111, -2020737.