EP1181844A1 - Verfahren und vorschaltgerät zur speisung eines uv-licht-niederdruckstrahlers - Google Patents

Verfahren und vorschaltgerät zur speisung eines uv-licht-niederdruckstrahlers

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EP1181844A1
EP1181844A1 EP01911440A EP01911440A EP1181844A1 EP 1181844 A1 EP1181844 A1 EP 1181844A1 EP 01911440 A EP01911440 A EP 01911440A EP 01911440 A EP01911440 A EP 01911440A EP 1181844 A1 EP1181844 A1 EP 1181844A1
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EP
European Patent Office
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light low
voltage
ignition
polarity
pressure
Prior art date
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EP01911440A
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English (en)
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EP1181844B1 (de
Inventor
Dirk Riepe
Jan Boris Rudkowski
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Wedeco AG
Original Assignee
Wedeco AG
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Publication date
Application filed by Wedeco AG filed Critical Wedeco AG
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Application granted granted Critical
Publication of EP1181844B1 publication Critical patent/EP1181844B1/de
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/24—Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency
    • H05B41/245—Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency for a plurality of lamps
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/282—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices
    • H05B41/285—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2858—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the lamp against abnormal operating conditions

Definitions

  • the invention relates to a method for feeding a UV light low-pressure lamp according to the preamble of claim 1 and a ballast for feeding a UV light low-pressure lamp according to the preamble of claim 7.
  • UV lamps Ever more powerful low-pressure UV lamps are used in water disinfection using UV light. The requirements for efficiency and controllability are very high.
  • the advantage of operating with a frequency that is significantly higher than the usual mains frequency is that the passive components used, such as inductors and capacitors, can be designed to be smaller in size and weight.
  • the ionization of the remains after the zero crossing of the radiator current when the polarity changes Received gas discharge column, while it is interrupted at the usual mains frequency at each zero crossing of the lamp current by recombination of the ions, so that the UV light low-pressure lamp must re-ignite after each zero crossing.
  • the disadvantage is the interference radiation and the line losses in the case of longer line lengths between the ballast and the UV light - low-pressure lamps. Both disadvantages are essential in water disinfection. Because with increasing UV light output, the interference radiation increases. Furthermore, entire batteries of UV light low-pressure lamps are used in a confined space, especially for water disinfection. If it is not possible to arrange the ballasts in this confined space, long supply lines must be accepted.
  • the invention has for its object to simplify the supply during operation of UV light low-pressure lamps, to increase the UV light yield and to increase the efficiency without limiting the service life.
  • a partial solution of the method according to the invention consists, in a manner known per se, of operating the UV light low-pressure lamps with direct voltage or direct current.
  • a direct voltage operation with polarity reversal from time to time with the time intervals known from gas discharge lamps for lighting purposes would require a renewed preheating of the electrodes in UV light low-pressure lamps after each polarity reversal. Reversing the polarity with preheating every 15 to 30 minutes would severely limit the service life. Since UV light low pressure lamps for water disinfection using UV light generate significantly higher radiation powers than gas discharge lamps for lighting purposes and therefore significantly higher currents flow, the electrophoresis effect would set in much earlier.
  • the remedy from the described dilemma is provided only by the further measure according to the invention of dimensioning the time periods for the polarity reversal shorter than a time resulting from the thermal time constant of the UV light low-pressure lamp until a lower limit value for the operating temperature of the electrodes is reached. If this design rule is observed, namely the electrode that is cooling at the time of the polarity reversal is still at the operating temperature and can then take over the function of the electrode previously kept at the operating temperature after polarity reversal without renewed preheating or wear due to increased current load.
  • the advantages of direct current operation are used and the effects of electrophoresis and electrode wear due to excessive preheating or current load on the electrode, which has already cooled below operating temperature, are avoided.
  • Switching the polarity is not a conventional AC operation, because the switching frequency per unit of time is lower than in AC operation with the previously lowest operating frequency, namely the mains AC voltage of 50 to 60 Hz.
  • the switching of the polarity does not correspond to the zero crossing of the harmonic, especially sinusoidal Vibration of the AC mains voltage, but the polarity change of a voltage which takes place in the transition period of the switchover and which has at least the value of the operating voltage. Otherwise, the UV light low-pressure lamp would go out well before the polarity change, because it would take a while before the applied voltage finally reached zero after the burning voltage was undershot.
  • the time intervals between the change in polarity can be longer than 0.2 sec but shorter than 5 sec. In this area, the time intervals between the polarity changes are significantly longer than the period of the usual network frequency. Then there are no problems with interference radiation or violations of EMC regulations.
  • the time intervals are also shorter than the cooling time of the cooling electrode under operating temperature.
  • the thermal time constant of the UV light low-pressure lamp specified for this purpose is a combination of the thermal time constants of the electrodes, the gaseous filler and the lamp housing and can vary from lamp to lamp so that an exact specification of a limit value is not possible. It is also acceptable to drop below the operating temperature at the cost of the lifespan of the UV light low-pressure lamp. It is then necessary to apply an initially increased voltage to compensate, but this may be below the ignition voltage. However, the further the voltage falls below the operating voltage, the more the current load on the electrode rises, since with each polarity reversal matter is torn out of the surface layer of the electrode in question, thereby shortening the life of the electrode.
  • the emitter voltage or the emitter current can be monitored after changing the polarity and the polarity can be changed again if the electrical power deviates from a desired value.
  • the threshold value is preferably set at 3% below the power value at the start of a polarity change.
  • the monitoring intervals for the power measurement are expediently shorter than the thermal time constant of the UN low-pressure lamp.
  • the transition time in which the polarity changes can be shorter than the recombination time of the gas discharge column of the UV light low-pressure lamp.
  • the switch forms an annular arrangement of four semiconductor switches, which are supplied with direct voltage or direct current at two opposite nodes.
  • a bridge branch includes the UV light down lamp. Two diagonally opposite semiconductor switches are opened and closed alternately with two other diagonally opposite semiconductor switches.
  • At least one of the semiconductor switches which can be closed at the same time can be designed as a controllable current source.
  • This configuration has the advantage that a DC voltage source that is exclusively voltage-controlled can be used as the supply source for the entire arrangement. Here you can set the lamp's operating voltage.
  • the control or regulatable current sources present in the respectively active branch of the circuit are used.
  • the ignition device comprises a series connection of an inductance and a capacitance, which is arranged between the electrodes of the UV light low-pressure lamp.
  • this series circuit can be connected to an AC voltage or AC power source and can be separated from the AC voltage or AC power source for ignition.
  • the supply voltage source it is not necessary for the supply voltage source to have to apply the ignition voltage. Rather, it can be in the range of the usual operating voltage.
  • the ignition voltage is generated by the fact that the current flowing in the inductance of the series circuit can no longer flow in a closed circuit when the semiconductor switches are opened and therefore builds up a high voltage, which ultimately leads to ignition because of the parallel connection to the discharge path of the UV light low-pressure lamp leads.
  • the system then switches to stationary operation, with the diagonally opposite semiconductor switches of the ring circuit being closed alternately or opened and thereby establish the connection between the UV light low-pressure lamp and the voltage or current source.
  • the series connection of an inductance and a capacitance can also be arranged in series with the heating coils of the electrodes of the UV light depressurization radiators, the alternating current applied before the ignition then simultaneously serving to preheat the heating coils.
  • Such heating coils are particularly necessary in the case of amalgam-doped UV light low-pressure lamps, so that ignition can take place at all.
  • the further development makes it possible to use the circuit with current limitation through the inductance and the capacitance in AC operation both for heating the filaments and at the same time the inductance for ignition of the UV light low-pressure lamp.
  • An alternative embodiment of the ignition device can have a capacitance which is arranged between the electrodes of the UV light low-pressure lamp. Before the ignition, a DC voltage increasing to the value of the ignition voltage can be applied to this. After the ignition and decay of the voltage to the operating voltage, a smoothing capacitance is switched on via a semiconductor switch.
  • the smoothing capacitance then serves to dampen a pulsating component of the DC voltage when the DC voltage is obtained by rectifying the low-frequency AC voltage of the supply network.
  • the smoothing capacity which is larger than the ignition capacity due to its rating for the low frequency of the capacitance value, because of the switch-off option, its dielectric strength can be chosen to be lower than the ignition capacity, which is always parallel to the UN light low-pressure lamp and must be dimensioned for the ignition voltage.
  • the ignition device can additionally comprise a series connection of capacitors, which in turn are arranged in parallel with the UV light low-pressure lamps.
  • the capacitive voltage divider can be designed with the same or different capacitances.
  • the ignition voltage which can be applied to the series connection of UV light low-pressure lamps and parallel capacities, reaches at least a value which multiplies the ignition voltage of the most ignitable UV light low-pressure lamp by the number of UV connected in series -Light low-pressure lamps corresponds.
  • UV low-pressure lamp Once a UV low-pressure lamp has been ignited, its voltage drops to the lower operating voltage, so that the applied voltage is then more distributed to the remaining, not yet ignited UV low-pressure lamp.
  • UV light low-pressure lamps then ignite almost simultaneously, because with each additional UV light low-pressure lamp that is fired, the voltage at the remaining UV light low-pressure lamps increases, thus forcing it Fast ignition even of unwanted UN light depressurizers that require a higher ignition voltage than UV light low pressure lamps that are easy to ignite.
  • the maximum ignition voltage can be limited to a value which is only moderately greater than the required ignition voltage of a single UV light low-pressure lamp. Due to the unequal divider ratio, the ignition voltage across the series circuit is initially only effective with a dominant portion for a first UV light - low-pressure lamp that ignites thereon.
  • the pending ignition voltage minus the operating voltage of the ignited lamp is divided into the division ratio of the remaining capacitive voltage divider between the remaining UV light low-pressure lamps, one of which again receives a dominating portion of the ignition voltage and ignites thereon. This process continues analogously until all UV light low-pressure lamps are ignited.
  • the supply voltage of the ballast can be variable and can be adapted to the sum of the individual voltages of the UV light low pressure lamps in the case of a series connection of several UV light low pressure lamps.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment according to FIG. 1, in which two switches are replaced by controllable current sources
  • FIG. 3 shows a circuit corresponding to FIG. 2, but additionally with an ignition device
  • Fig. 4 shows another alternative for an ignitor
  • Fig. 5 shows an ignitor for a series connection of UV light low-pressure lamps.
  • the ballast shown in the drawings in modifications serves to supply a UV light low-pressure radiator 10 with electrical energy from a voltage source 16.
  • the voltage source 16 in FIGS. 1 and 2 is a DC voltage source that applies DC voltage to the electrodes 12 and 14 of the UV light low-pressure lamp 10.
  • semiconductor switches 18, 20, 22 and 24 are provided.
  • the semiconductor switches 18, 20, 22 and 24 form a ring, to whose one node between the semiconductor switches 18 and 20 or 22 and 24 the DC voltage source 16 is connected and to the other node between the semiconductor switches 18 and 22 or 20 and 24 , ie diagonally to the ring, the UV light low-pressure lamp 10 with its electrodes 12 and 14 is connected.
  • the semiconductor switches are controlled in such a way that one pair of semiconductor switches 18 and 24 is always closed, while the other pair of semiconductor switches 20 and 22 is open and vice versa.
  • the time intervals in which one pair of semiconductor switches is opened and the other pair of semiconductor switches is closed is dimensioned according to the thermal inertia of the UV light low-pressure lamp 10, which can be between 0.2 and 5 seconds. In practice, this time interval is approximately 0.5 seconds.
  • a constant DC voltage or a constant DC current is present at the electrodes 12 and 14, the polarity of which is regularly changed in the interval between the time intervals.
  • FIG. 1 clarifies the stationary operating case in which a gas discharge column is already present in the UV light low-pressure lamp.
  • the voltage of the voltage source 16 must correspond to the operating voltage of the UV light low-pressure lamp 10 in a very closely tolerated manner without further current limiting measures.
  • FIG. 2 shows a representation similar to FIG. 1, but in which instead of the semiconductor switches 22 and 24, adjustable or controllable current sources 26 and 28 are used. These take on the function of the semiconductor switches 22 and 24 from FIG. 1 as well as a current limitation. This eliminates a tightly tolerated design of the DC voltage source 16. Rather, the DC voltage source 16 can be designed for the maximum operating voltage, since the current then flows through the current sources 26 and 28 in the event of changes in the operating parameters, signs of aging or other tolerances of the UV low-pressure lamp 10 is limited to the permissible value.
  • high-performance UV light low-pressure lamps also require the electrodes to be preheated so that the ignition is made easier or even possible in the first place.
  • the illustration according to FIG. 3 shows a solution in which both heating of the electrodes and ignition is possible. This is therefore a practical version.
  • the electrodes are designed as heating coils 30 and 32.
  • a heating circuit leads from the nodes between the semiconductor switch 18 and the controllable current source 26 and the semiconductor switch 20 and the controllable current source 28 via the series connection of an inductor 34 and a capacitor 36.
  • the UV light low-pressure lamp 10 is initially included AC operated. This can be done in that the voltage source 16 generates alternating voltage itself, or also in that the voltage source 16 is operated as a direct voltage source and the alternating voltage takes place by alternately switching the switches 18 and 20 and up and down in the current sources 26 and 28. A sinusoidal low to medium frequency AC voltage is assumed here.
  • This alternating voltage allows a current to flow through the heating coils 30 and 32, which current is limited by the series circuit comprising the inductance 34 and the capacitance 36 that serves as a series resistor for the alternating voltage. Since the inductance 34 and the capacitance 36 alternately store energy in this preheating mode, the series connection can also be used for ignition.
  • the switches 18 and 20 are opened and the controllable current sources 26 and 28 are blocked, whereupon the energy stored in the inductor 34 closes leads to a voltage rise in the heating coils 30 and 32, which now act as electrodes, and thereby causes the ignition of the UV light low-pressure lamp 10 after the ignition voltage has been reached.
  • a gas discharge column then builds up in the interior of the UV light low-pressure lamp 10.
  • the system is switched to stationary operation, the switches 18 and the controllable current source 28 being opened and closed alternately with the switch 20 and the controllable current source 26. Since the UV light low-pressure lamp 10 is then operated with direct current, the series connection of the inductance 34 and the capacitance 36 does not form a shunt.
  • FIG. 4 shows a further alternative for an ignition device which comprises two capacitances 38 and 40 arranged parallel to the UV light low-pressure radiator 10.
  • the capacitance 38 forms a main smoothing capacitance and the capacitance 40 forms an ignition capacitance.
  • the main smoothing capacitance 38 can be switched on and off in parallel via a semiconductor switch 42. The ignition takes place in such a way that the DC voltage source 16 first causes the voltage at the ignition capacitance 40 to rise to the ignition voltage level. After ignition, the main smoothing capacitance 38 is connected in parallel via the semiconductor switch 42.
  • the main smoothing capacitance 38 only has to be designed for the operating voltage of the UV light low-pressure lamp 10 in terms of its dielectric strength.
  • FIG. 5 shows an igniter for a series connection of UV light low-pressure lamps. The design is based on the circuit according to FIG. 4, but several UV light - left
  • the igniter comprises a series connection of capacitors 44, 44 'and 44' ', which in turn are each arranged in parallel to the UV light low-pressure lamps 10, 10' and 10 ''. This forms a voltage divider which applies the ignition voltage in the divider ratio of the voltage divider to the associated UV light low-pressure lamps 10, 10 'and 10' '.
  • voltage sources 46, 46 ', 46' 'and 46' '' are provided, which can heat the electrode filaments 30, 30 ', 30' 'and 32, 32' and 32 '' individually or in pairs. Since heating is no longer necessary during the burning phase, the voltage sources 46, 46 ', 46' 'and 46' '' can be switched by switches 48, 48 ', 48' 'and 48' '' after the relevant UV light has been ignited. Low pressure radiator 10, 10 'and 10' 'are switched off.

Description

VERFAHREN UND VORSCHALTGERAT ZUR SPEISUNG EINES UV-LICHT NIEDERDRUCKSTRAHLERS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Speisung eines UV- Licht-Niederdruckstrahlers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Vorschaltgerät zur Speisung eines UV-Licht-Niederdruckstrahlers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Bei der Wasserdesinfektion mittels UV-Licht werden immer leistungsstarkere UV-Licht-Niederdruckstrahler eingesetzt. Die Anforderungen an Wirkungsgrad und Regelbarkeit sind sehr hoch.
Während Gasentladungslampen für Beleuchtungszwecke zumeist mit einfachen passive Bauelemente enthaltenden Vorschaltgerä- ten arbeiten und ihren Speisestrom aus dem Niederspannungs- netz unmittelbar mit der üblichen Netzfrequenz von 50 bis 60 Hz erhalten, werden leistungsstarke UV-Licht-Niederdruckstrahier für die Wasserdesinfektion mit elektronischen Vor- schaltgeräten und Frequenzen von > 20 KHz betrieben. Der Vorteil eines Betriebes mit einer gegenüber der üblichen Netz- frequenz wesentlich höheren Frequenz besteht darin, daß die verwendeten passiven Bauelemente, wie Induktivitäten und Kapazitäten, von der Baugröße und dem Gewicht kleiner ausgelegt werden können. Darüber hinaus bleibt nach dem Nulldurchgang des Strahlerstromes bei Polaritätswechsel die Ionisation der Gasentladungssäule erhalten, während sie bei der üblichen Netzfrequenz bei jedem Nulldurchgang des Strahlerstromes durch Rekombination der Ionen unterbrochen wird, so dass der UV-Licht-Niederdruckstrahler nach jedem Nulldurchgang wieder neu zünden muss.
Nachteilig ist allerdings bei Frequenzen von > 20 KHz die Störstrahlung sowie die Leitungsverluste bei größeren Leitungslängen zwischen dem Vorschaltgerät und den UV-Licht - Niederdruckstrahlern. Beide Nachteile sind aber bei der Wasserdesinfektion von wesentlicher Bedeutung. Denn mit zunehmender UV-Licht-Leistung nimmt die Störstrahlung zu. Weiterhin werden gerade bei der Wasserdesinfektion ganze Batterien von UV-Licht-Niederdruckstrahlern auf engem Raum eingesetzt. Gelingt es nicht, die Vorschaltgeräte ebenfalls auf diesem engen Raum anzuordnen, müssen entsprechend lange Zuführungs- leitungen in Kauf genommen werden.
Bei Gasentladungslampen für Beleuchtungszwecke ist es aus der DE 36 07 109 Cl , der DE 44 01 630 AI oder der DE 169 42 947 AI bekannt, zur Vermeidung von Stroboskopeffekten und Flimmererscheinungen im Takte der Netzfrequenz sowie zur Verringerung elektromagnetischer Wechselfelder einen Gleichstrombetrieb vorzunehmen. Da ein reiner Gleichstrombetrieb allerdings zu Elektrophorese-Effekten mit der Folge von Ablagerungen der Lampenfüllung an der Innenfläche des Lampenglases und auf den Elektroden und einem damit verbundenen Rückgang der Lichtausbeute führt, werden die Gasentadungslampen von Zeit zu Zeit umgepolt. Hierfür werden Zeitabstände zwischen 15 und 30 Minuten angegeben. Es hat sich gezeigt, dass die Übertragung der vom Gasenta- dungslampen für Beleuchtungszwecke bekannten Maßnahmen auf UV-Licht-Niederdruckstrahler deren Lebensdauer und Strahler- leistung stark beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Betrieb von UV-Licht-Niederdruckstrahlern die Speisung zu vereinfachen, die UV-Lichtausbeute zu erhöhen und den Wirkungsgrad zu steigern, ohne dabei die Lebensdauer einzuschränken.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale dieses Anspruchs und bei einem Vorschaltgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7 durch die Merkmale jenes Anspruchs gelöst.
Weiterbildung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Eine Teillösung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in an sich bekannter Weise darin, die UV-Licht-Niederdruckstrah- ler mit Gleichspannung oder Gleichstrom zu betreiben. Dadurch fallen alle Nachteile weg, wie sie mit einer Speisung durch Wechselspannung oder Wechselstrom verbunden sind, dass heißt bei Speisung mit Netzfrequenz permanente Neuzündung der Ga- sentladungssäule im Takte der Netzfrequenz mit der Folge eines erhöhten Elektrodenverschleißes oder bei hochfrequenter Speisung mit einer Frequenz von > 20 KHz Störstrahlung und geringe Leitungslänge der Speiseleitung oder Leitungsverlu- ste . Darüber hinaus wird auch eine Fehlanpassung zwischen der angelegten Spannung und der optimalen UV-Licht-Leistung vermieden, wie sie bei Wechselstrom- oder Wechselspannungsbe- trieb entsteht, da dort wegen der sich zeitlich ändernden Spannung der einer optimalen UV-Lichtausbeute entsprechende Arbeitspunkt nur kurzzeitig durchlaufen wird.
Ein Gleichspannungsbetrieb mit Polumkehr von Zeit zu Zeit mit den von Gasentladungslampen für Beleuchtungszwecke bekannten Zeitabständen würde bei UV-Licht-Niederdruckstrahlern nach jeder Polumkehr eine erneute Vorheizung der Elektroden erfordern. Bereits eine Umpolung mit Vorheizung alle 15 bis 30 Minuten würde die Lebensdauer stark einschränken. Da bei UV- Licht-Niederdruckstrahlern für Wasserdesinfektion mittels UV- Licht wesentlich höhere Strahlungsleistungen als bei Gasentladungslampen für Beleuchtungszwecke erzeugt werden und deshalb wesentlich höhere Ströme fließen, würde der Elektrophorese-Effekt erheblich früher einsetzen. Zur Vermeidung der nachteiligen Wirkungen des Elektrophorese-Effektes müsste eine Umpolung in kürzeren Zeitabständen erfolgen, was allerdings wegen der Notwendigkeit der erneuten Vorheizung oder der Strombelastung der erkalteten Elektroden bei unzureichender Vorheizung die Lebensdauer nochmals drastisch einschränken würde .
Abhilfe aus dem beschriebenen Dilemma schafft erst die weitere erfindungsgemäße Maßnahme, die Zeitabschnitte für die Umpolung kürzer zu bemessen, als eine sich aus der thermischen Zeitkonstante des UV-Licht-Niederdruckstrahlers ergebende Zeit bis zum Erreichen eines unteren Grenzwertes für die Betriebstemperatur der Elektroden. Wenn diese Bemessungsregel beachtet wird, befindet sich nämlich die jeweils erkaltende Elektrode zum Zeitpunkt der Umpolung noch auf Betriebstemperatur und kann nach Umpolung ohne erneute Vorheizung oder Verschleiß durch erhöhte Strombelastung dann die Funktion der bisher auf Betriebstemperatur gehaltenen Elektrode übernehmen. Dabei werden die Vorteile eines Gleichstrombetriebes genutzt und die Auswirkungen der Elektrophorese und des Elektrodenverschleißes durch zu häufige Vorheizung oder Strombelastung der bereits unter Betriebstemperatur erkalteten Elektrode vermieden.
Die Umschaltung der Polarität stellt keinen konventionellen Wechselspannungsbetrieb dar, denn die Umschalthäufigkeit pro Zeiteinheit ist kleiner als bei Wechselspannungsbetrieb mit der bisher üblichen niedrigsten Betriebsfrequenz, nämlich der NetzwechselSpannung von 50 bis 60 Hz. Die Umschaltung der Polarität entspricht auch nicht dem Nulldurchgang der harmonischen, insbesondere sinusförmigen Schwingung der Netzwech- selspannung, sondern dem in der Übergangszeit der Umschaltung stattfindenden Polaritätswechsel einer Spannung, die zumindest den Wert der Brennspannung aufweist. Anderenfalls würde der UV-Licht-Niederdruckstrahler deutlich vor dem Polaritätswechsel erlöschen, denn es würde ja noch eine Zeit verstreichen, ehe die angelegte Spannung nach Unterschreitung der Brennspannung letztlich den Nullwert erreicht hat.
Die Zeitabstände zwischen dem Wechsel der Polarität können länger als 0,2 sec aber kürzer als 5 sec bemessen sein. In diesem Bereich sind die Zeitabstände zwischen den Polaritätswechseln deutlich länger als die Periodendauer der üblichen Netzfrequenz . Es sind dann keine Probleme mit Störstrahlung oder Verletzungen von EMV-Bestimmungen zu befürchten.
Andererseits sind die Zeitabstände aber auch kürzer als die Abkühlungszeit der erkaltenden Elektrode unter Betriebstemperatur. Die hierfür als Bemessungsgröße angegebene thermische Zeitkonstante des UV-Licht-Niederdruckstrahlers setzt sich zusammen aus einer Kombination der thermischen Zeitkonstanten der Elektroden, des gasförmigen Füllstoffes und des Strahlergehäuses und kann von Strahler zu Strahler variieren, so dass eine exakte Angabe eines Grenzwertes nicht möglich ist . Auch kann auf Kosten der Lebensdauer des UV-Licht-Niederdruckstrahlers eine Unterschreitung der Betriebstemperatur in Kauf genommen werden. Es ist dann zum Ausgleich eine anfangs erhöhte Spannung anzulegen, die aber unterhalb der Zündspannung liegen kann. Je weiter die Betriebsspannung allerdings unterschritten wird, desto mehr steigt die Strombelastung der Elektrode an, da bei jeder Polumkehr Materie aus der Oberflä- chenschicht der betreffenden Elektrode herausgerissen und dadurch die Lebensdauer der Elektrode verkürzt wird.
Weiter kann die StrahlerSpannung oder der Strahlerstrom nach einem Wechsel der Polarität überwacht werden und bei Abweichung der elektrischen Leistung von einem Sollwert die Polarität erneut gewechselt werden.
Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass der UV-Licht- Niederdruckstrahler nie zu lange unipolar betrieben wird und durch die Folgen von Elektrophorese-Effekten Schaden nehmen können .
Der Schwellwert vorzugsweise 3% unter dem Leistungswert zu Beginn eines Polaritätswechsels angesetzt.
Dieser Wert, der bei Annahme konstanter Spannung und veränderlichen Stroms oder konstanten Stroms und veränderlicher Spannung etwa 10% des veränderlichen Wertes beträgt, führt noch nicht zu einer spürbaren Abnahme der UN-Leistung . Bei den Elektrophorese-Effekten handelt es sich dann außerdem um ein Anfangsstadium, das nach sofortiger Polumkehr noch reversibel ist, sich also nicht nachteilig auf die Lebensdauer auswirkt .
Die Überwachungsintervalle für den Leistungsmessung sind zweckmäßig kürzer als die thermische Zeitkonstante des UN- Licht-Niederdruckstrahlers bemessen .
Dadurch wird erreicht, dass Elektrophorese-Effekte auch dann bereits erkannt werden können, wenn diese noch vor dem geplanten Polaritätswechsel aufgrund der thermischen Zeitkonstante des UV-Licht-Niederdruckstrahlers stattfinden.
Die Übergangszeit, in der die Polarität wechselt, kann kürzer als die Rekombinationszeit der Gasentladungssäule des UV- Licht-Niederdruckstrahlers bemessen sein.
Durch diese Maßnahme wird verhindert, dass während der Umschaltung von der einen auf die andere Polarität und des Wechsels des Wertes der stationären Gleichspannung vom negativen zum positiven Wert bzw. umgekehrt die Gasentladungssäule durch Rekombination der sie bildenden Gasionen verschwindet und wieder neu gezündet werden müsste. Durch Bemessung einer entsprechend kurzen Zeit bleibt hingegen die Ionisierung der Gasentladungssäule erhalten, so dass sie ohne erneute Zündung weiter aufrechterhalten und zur Erzeugung von UN- Licht genutzt werden kann.
Die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebene Wirkungsweise der Erfindung und die Vorteile der Weiterbildungen gelten auch für das Vorschaltgerät . Bei einer zusätzlichen Weiterbildung des Vorschaltgerätes bildet der Schalter eine ringförmige Anordnung aus vier Halbleiterschaltern, die an zwei gegenüberliegenden Knoten mit Gleichspannung oder Gleichstrom gespeist sind. Ein Brückenzweig umfasst den UV- Licht-Niederdrückstrahler . Jeweils zwei diagonal gegenüberliegende Halbleiterschalter werden im Wechsel mit zwei anderen diagonal gegenüberliegenden Halbleiterschaltern geöffnet und geschlossen.
Auf diese Weise ist einerseits ein stationärer Betrieb zwischen den Schaltphasen gewährleistet und zum anderen eine sehr kurze Umschaltzeit bei Wechsel der Polarität.
Gemäß einer Weiterbildung kann wenigstens einer der gleichzeitig schließbaren Halbleiterschalter als steuerbare Stromquelle ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass als Speisequelle für die gesamte Anordnung eine Gleichspannungsquelle genutzt werden kann, die ausschließlich spannungsgeregelt ist . Hier kann die Brennspannung des Strahlers festgelegt werden. Um Strahlertoleranzen und umgebungsbedingte Änderungen der elektrischen Betriebsparameter des UV-Licht-Niederdruckstrahlers auszugleichen, dienen die im jeweils aktiven Zweig der Schaltung vorhandenen Steuer- bzw. regelbaren Stromquellen.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Vorschaltgerätes umfasst das Zündgerät eine Serienschaltung aus einer Induktivität und einer Kapazität, die zwischen den Elektroden des UV-Licht-Niederdruckstrahlers angeordnet ist. Vor der Zündung ist diese Serienschaltung an eine Wech- selspannungs- oder Wechselstromquelle anschaltbar und zur Zündung von der WechselSpannungs- oder Wechselstromquelle trennbar.
Bei dieser Ausgestaltung ist es nicht erforderlich, dass die Speisespannungsquelle die Zündspannung aufbringen muss. Sie kann vielmehr im Bereich der üblichen Brennspannung liegen. Die Zündspannung wird dadurch erzeugt, dass der in der Induktivität der Serienschaltung fließende Strom bei Öffnen der Halbleiterschalter zunächst nicht mehr in einem geschlossenen Stromkreis fließen kann und daher eine hohe Spannung aufbaut, die schließlich wegen der Parallelschaltung zur Entladungsstrecke des UV-Licht-Niederdruckstrahlers zur Zündung führt. Nach der Zündung wird dann in den stationären Betrieb übergegangen, wobei jeweils die diagonal gegenüberliegenden Halbleiterschalter der Ringschaltung wechselweise geschlossen bzw. geöffnet werden und dadurch die Verbindung zwischen dem UV-Licht-Niederdruckstrahler und der Spannungs- oder Stromquelle herstellen.
Die Serienschaltung aus einer Induktivität und einer Kapazität kann auch in Serie zu Heizwendeln der Elektroden der UV- Licht-Niederdrückstrahler angeordnet sein, wobei dann der vor der Zündung angelegte Wechselstrom gleichzeitig zur Vorheizung der Heizwendeln dient.
Derartige Heizwendeln sind besonders bei amalgamdotierten UV- Licht-Niederdruckstrahlern erforderlich, damit überhaupt eine Zündung erfolgen kann. Die Weiterbildung ermöglicht es, den Stromkreis mit Strombegrenzung durch die Induktivität und die Kapazität bei Wechselspannungsbetrieb sowohl für die Heizung der Wendeln als auch gleichzeitig die Induktivität für eine Zündung des UV-Licht-Niederdruckstrahlers zu nutzen.
Eine alternative Ausgestaltung des Zündgerätes kann eine Kapazität umfassen, die zwischen den Elektroden des UV-Licht- Niederdruckstrahlers angeordnet ist . An diesen ist vor der Zündung eine auf den Wert der Zündspannung ansteigende Gleichspannung anlegbar. Nach der Zündung und Abklingen der Spannung auf Brennspannung wird eine Glättungskapazität über einen Halbleiterschalter zugeschaltet .
Die Glättungskapazität dient dann dazu, bei Gewinnung der Gleichspannung durch Gleichrichtung der niederfrequenten WechselSpannung des Versorgungsnetzes eine pulsierende Komponente der Gleichspannung zu dämpfen. Die Glättungskapazität, die wegen ihrer Bemessung für die niedrige Frequenz vom Kapazitätswert größer ist als die Zündkapazität, kann wegen der Abschaltmöglichkeit in ihrer Spannungsfestigkeit geringer gewählt werden als die Zündkapazität, die ständig parallel zum UN-Licht-Niederdruckstrahler liegt und für die Zündspannung bemessen sein muss.
Bei einer Serienschaltung von mehreren UV-Licht-Niederdruckstrahlern kann das Zündgerät zusätzlich eine Serienschaltung von Kapazitäten umfassen, die ihrerseits jeweils parallel zu den UV-Licht-Niederdruckstrahlern angeordnet sind. Dabei kann eine Ausführung des kapazitiven Spannungsteilers mit gleichen oder unterschiedlichen Kapazitäten vorgesehen werden.
Bei gleichen Kapazitäten und damit gleichem Teilerverhältnis erreicht die Zündspannung, die an die Serienschaltung aus UV- Licht-Niederdruckstrahlern und parallelen Kapazitäten anlegbar ist, wenigstens einen Wert, der der Zündspannung des zündwilligsten UV-Licht-Niederdruckstrahlers multipliziert mit der Anzahl der in Serie geschalteten UV-Licht-Niederdruckstrahlern entspricht.
Ist dann erst einmal ein UV-Licht -Niederdruckstrahler gezündet, sinkt seine Spannung auf die geringere Brennspannung ab, so dass sich die angelegte Spannung dann stärker auf die verbleibenden, noch nicht gezündeten UV-Licht-Niederdruckstrah- ler verteilt. Diese UV-Licht-Niederdruckstrahler zünden dann nahezu gleichzeitig, denn mit jedem weiteren gezündeten UV- Licht-Niederdruckstrahler erhöht sich die Spannung an den restlichen UV-Licht-Niederdruckstrahlern und erzwingt so die schnelle Zündung selbst von zündunwilligen UN-Licht -Niederdrückstrahler, die eine höhere Zündspannung benötigen als zündfreudige UV-Licht-Niederdruckstrahler .
Bei einer Ausführung mit ungleichen Kapazitäten oder sogar einer fehlenden Kapazität und damit einem ungleichem Teilerverhältnis kann die maximale Zündspannung auf einen Wert beschränkt werden, der nur mäßig größer als die nötige Zündspannung eines einzigen UV-Licht-Niederdruckstrahlers ist. Die über der Serienschaltung anstehende Zündspannung wird aufgrund des ungleichen Teilerverhältnisses zunächst mit einem dominierenden Anteil nur für einen ersten UV-Licht - Niederdruckstrahler wirksam, der darauf zündet.
Anschließend wird die anstehende Zündspannung abzüglich der Brennspannung des gezündeten Strahlers im Teilerverhältnis des verbleibenden kapazitiven Spannungsteilers auf die verbleibenden UV-Licht-Niederdruckstrahler aufgeteilt, von denen wieder einer einen dominierenden Anteil der Zündspannung erhält und darauf zündet. Dieser Vorgang setzt sich sinngemäß fort, bis alle UV-Licht-Niederdruckstrahier gezündet sind.
Die Speisespannung des Vorschaltgerätes kann variabel und bei einer Serienschaltung von mehreren UV-Licht-Niederdruckstrahlern an die Summe der Einzelspannungen der UV-Licht-Niederdruckstrahlern anpassbar sein.
Mit dieser Lösung lassen sich ohne Änderung des Vorschaltgerätes nicht nur ein UV-Licht-Niederdruckstrahler , sondern Serienschaltungen aus einer unterschiedlichen Anzahl von UV- Licht-Niederdruckstrahlern am selben Vorschaltgerät betreiben. Die Wirtschaftlichkeit des Vorschaltgerätes lässt sich nämlich deutlich steigern, wenn mehrere UV-Licht-Niederdruckstrahler am selben Vorschaltgerät betrieben werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipschaltung eines Vorschaltgerätes mit Halbleiterschaltern,
Fig. 2 eine alternative Ausgestaltung gemäß Fig. 1, bei der zwei Schalter durch steuerbare Stromquellen ersetzt sind,
Fig. 3 eine Schaltung entsprechend Fig. 2, jedoch zusätzlich mit einem Zündgerät,
Fig. 4 eine weitere Alternative für ein Zündgerät und
Fig. 5 ein Zündgerät für eine Serienschaltung von UV-Licht-Niederdruckstrahlern .
Das in den Zeichnungen in Abwandlungen dargestellte Vorschaltgerät dient dazu, einen UV-Licht -Niederdruckstrahler 10 mit elektrischer Energie aus einer Spannungsquelle 16 zu versorgen. Bei der Spannungsquelle 16 in den Figuren 1 und 2 handelt es sich um eine Gleichspannungsquelle, die Gleichspannung an die Elektroden 12 und 14 des UV-Licht-Niederdruckstrahlers 10 anlegt. Um von Zeit zu Zeit eine Polaritätsumkehr zu erzielen, sind Halbleiterschalter 18, 20, 22 und 24 vorgesehen. Die Halbleiterschalter 18, 20, 22 und 24 bilden dabei einen Ring, an dessen einem Knoten zwischen den Halbleiterschaltern 18 und 20 bzw. 22 und 24 die Gleichspannungsquelle 16 angeschlossen ist und an dessen anderen Knoten zwischen den Halbleiterschaltern 18 und 22 bzw. 20 und 24, also diagonal zum Ring, der UV-Licht-Niederdruckstrahler 10 mit seinen Elektroden 12 und 14 angeschlossen ist.
Die Halbleiterschalter werden dabei so gesteuert, dass stets das eine Paar Halbleiterschalter 18 und 24 geschlossen ist, während das andere Paar Halbleiterschalter 20 und 22 geöffnet ist und umgekehrt. Die Zeitabstände, in der jeweils das eine Paar Halbleiterschalter geöffnet und das andere Paar Halbleiterschalter geschlossen ist, ist nach der thermischen Trägheit des UV-Licht-Niederdruckstrahlers 10 bemessen, die zwischen 0,2 und 5 Sekunden liegen kann. In der Praxis beträgt dieser Zeitabstand etwa 0,5 Sekunden. Während dieses Zeitabstandes liegt eine konstante Gleichspannung oder ein konstanter Gleichstrom an den Elektroden 12 und 14 an, deren Polarität im Abstand der Zeitabstände regelmäßig gewechselt wird. Die Darstellung gemäß Fig. 1 verdeutlicht den stationären Be- triebsfall, bei dem bereits eine Gasentladungssäule im UV- Licht -Niederdruckstrahler vorhanden ist. Bei der Darstellung gemäß Fig. 1 muss die Spannung der Span- nungsquelle 16 ohne weitere Strombegrenzungsmaßnahmen sehr eng toleriert der Brennspannung des UV-Licht-Niederdruckstrahlers 10 entsprechen.
Fig. 2 zeigt eine Darstellung ähnlich Fig. 1, bei der jedoch statt der Halbleiterschalter 22 und 24 regelbare oder steuerbare Stromquellen 26 und 28 eingesetzt sind. Diese übernehmen sowohl die Funktion der Halbleiterschalter 22 und 24 aus Fig. 1, als auch eine Strombegrenzung. Dadurch entfällt eine eng tolerierte Auslegung der Gleichspannungsquelle 16. Vielmehr kann die Gleichspannungsquelle 16 für die maximale Brennspannung ausgelegt sein, da bei Änderungen der Betriebsparameter, bei Alterungserscheinungen oder bei anderen Toleranzen des UV-Licht-Niederdruckstrahlers 10 der Strom dann durch die Stromquellen 26 und 28 auf den zulässigen Wert begrenzt wird.
Die bisherigen Darstellungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 sind nur für den stationären Betrieb ausgelegt, bei dem davon ausgegangen wird, dass der UV-Licht -Niederdruckstrahler 10 bereits in Betrieb ist. Zur Inbetriebnahme ist jedoch eine zusätzliche Maßnahme erforderlich, da hier eine Zündspannung benötigt wird, die höher als die Brennspannung liegt.
Weiterhin benötigen Hochleistungs-UV-Licht-Niederdruckstrahler auch eine Vorheizung der Elektroden, damit die Zündung erleichtert oder überhaupt erst ermöglicht wird. Die Darstellung gemäß Fig. 3 zeigt hier eine Lösung, bei der sowohl eine Beheizung der Elektroden, als auch eine Zündung möglich ist. Hierbei handelt es sich somit um eine praktisch einsetzbare Ausführung.
Bei dem verwendeten UN-Licht -Niederdruckstrahler 10 sind die Elektroden als Heizwendeln 30 und 32 ausgebildet. Ein Heizstromkreis führt von den Knotenpunkten zwischen dem Halbleiterschalter 18 und der regelbaren Stromquelle 26 sowie dem Halbleiterschalter 20 und der regelbaren Stromquelle 28 über die Reihenschaltung aus einer Induktivität 34 und einer Kapazität 36. Zur Vorheizung wird der UV-Licht-Niederdruckstrah- ler 10 zunächst mit Wechselspannung betrieben. Dies kann dadurch geschehen, dass die Spannungsquelle 16 selbst Wechselspannung erzeugt, oder auch dadurch, dass die Spannungsquelle 16 als Gleichspannungsquelle betrieben wird und die WechselSpannung durch wechselweises Umschalten der Schalter 18 und 20 sowie Auf- und Abregein der Stromquellen 26 und 28 erfolgt. Es wird hier eine sinusförmige nieder- bis mittel- frequente WechselSpannung vorausgesetzt.
Diese WechselSpannung lässt einen Strom durch die Heizwendeln 30 und 32 fließen, der durch die für WechselSpannung als Vorwiderstand dienende Serienschaltung aus der Induktivität 34 und der Kapazität 36 begrenzt wird. Da bei diesem Vorheizbetrieb die Induktivität 34 und die Kapazität 36 wechselweise Energie speichern, kann die Serienschaltung auch zur Zündung herangezogen werden.
Zum Zündzeitpunkt werden nämlich die Schalter 18 und 20 geöffnet sowie die regelbaren Stromquellen 26 und 28 gesperrt, woraufhin die in der Induktivität 34 gespeicherte Energie zu einem Spannungsanstieg an den nunmehr als Elektroden wirkenden Heizwendeln 30 und 32 führt und dadurch nach Erreichen der Zündspannung die Zündung des UV-Licht-Niederdruckstrahlers 10 bewirkt. Es baut sich dann eine Gasentladungssäule im Inneren des UV-Licht-Niederdruckstrahlers 10 auf. Nach Aufbau der Gasentladungssäule wird dann auf den stationären Betrieb umgeschaltet, wobei die Schalter 18 und die regelbare Stromquelle 28 wechselweise zu dem Schalter 20 und der regelbaren Stromquelle 26 geöffnet und geschlossen werden. Da der UV- Licht-Niederdruckstrahler 10 dann mit Gleichstrom betrieben wird, bildet die Serienschaltung aus der Induktivität 34 und der Kapazität 36 keinen Nebenschluss .
Fig. 4 zeigt eine weitere Alternative für ein Zündgerät, das zwei parallel zum UV-Licht-Niederdruckstrahler 10 angeordnete Kapazitäten 38 und 40 umfasst. Dabei bildet die Kapazität 38 eine Hauptglättungskapazität und die Kapazität 40 eine Zündkapazität. Die Hauptglättungskapazität 38 ist über einen Halbleiterschalter 42 parallel ein- und ausschaltbar. Die Zündung erfolgt in der Weise, dass die Gleichspannungsquelle 16 zunächst die Spannung an der Zündkapazität 40 auf Zündspannungshöhe ansteigen lässt. Nach erfolgter Zündung wird die Hauptglättungskapazität 38 über den Halbleiterschalter 42 parallel geschaltet. Die Hauptglättungskapazität 38 muss in ihrer Spannungsfestigkeit lediglich auf die Brennspannung des UV-Licht-Niederdruckstrahlers 10 ausgelegt sein.
Fig. 5 zeigt ein Zündgerät für eine Serienschaltung von UV- Licht-Niederdruckstrahlern. Die Ausführung basiert auf der Schaltung nach Fig. 4, jedoch sind mehrere UV-Licht-Nieder- - l i
druckstrahier 10, 10' und 10 ' ' in Serie geschaltet, wobei die Trennlinie symbolisiert, dass auch mehr als die drei gezeigten UV-Licht-Niederdruckstrahler 10, 10' und 10' ' vorhanden sein können. Das Zündgerät umfasst eine Serienschaltung von Kapazitäten 44, 44' und 44 ' ' , die ihrerseits jeweils parallel zu den UV-Licht-Niederdruckstrahlern 10, 10' und 10' ' angeordnet sind. Dadurch wird ein Spannungsteiler gebildet, der die Zündspannung im Teilerverhältnis des Spannungsteilers an die zugehörigen UV-Licht-Niederdruckstrahler 10, 10' und 10' ' anlegt .
Sobald der erste UV-Licht-Niederdruckstrahler mit der niedrigsten Zündspannung bei Annahme eines gleichen Teilerverhältnisses oder dem dominierenden Anteil der anliegenden Zündspannung bei Annahme eines ungleichen Teilerverhaltnisses gezündet hat und dessen Spannungsanteil auf den Wert der Brennspannung zurückgeht, erhöhen sich entsprechend die Spannungsanteile an den übrigen Kapazitäten und UV-Licht-Niederdruckstrahlern, worauf diese nun auch nahezu gleichzeitig, wenigstens aber kurz nacheinander zünden.
Zur Vorheizung sind Spannungsquellen 46, 46', 46 ' ' und 46 ' ' ' vorgesehen, die einzeln oder paarweise die Elektrodenwendeln 30, 30', 30'' sowie 32, 32' und 32'' beheizen können. Da eine Beheizung während der Brennphase nicht mehr nötig ist, können die Spannungsquellen 46, 46' , 46' ' und 46 ' ' ' durch Schalter 48, 48', 48 ' ' und 48 ' ' ' nach Zündung des betreffenden UV- Licht-Niederdruckstrahlers 10, 10' und 10'' abgeschaltet werden.

Claims

_<|9_P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Speisung eines UV-Licht-Niederdruckstrahlers (10) mit einer Spannung oder einem Strom wechselnder Polarität, dadurch gekennzeichnet, dass nach Zündung des UV- Licht-Niederdruckstrahlers (10) die Zeitabstände, nach denen die Polarität gewechselt wird, größer als die halbe Periodendauer der üblicher Netzfrequenz aber kleiner als eine sich aus der thermischen Zeitkonstante des UV-Licht-Niederdruckstrahlers (10) ergebende Zeit bis zum Erreichen eines unteren Grenzwertes für die Betriebstemperatur der Elektroden (12, 14) bemessen sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitabstände länger als 0,2 sec aber kürzer als 5 sec bemessen sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlerspannung oder der Strahlerstrom nach einem Wechsel der Polarität überwacht werden und dass bei Abweichung der elektrischen Leistung von einem Sollwert die Polarität erneut gewechselt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert vorzugsweise 3% unter dem Leistungswert zu Beginn eines Polaritätswechsels liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsintervalle für die Leistungsmessung kürzer als die thermische Zeitkonstante des UV-Licht-Niederdruckstrahlers (10) bemessen sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangszeit, in der die Polarität wechselt, kürzer als die Rekombinationszeit der Gasentladungssäule des UV-Licht-Niederdruckstrahlers (10) bemessen ist.
7. Vorschaltgerät zur Speisung eines UV-Licht-Niederdruckstrahlers (10) bestehend aus einer Zündvorrichtung und Speisevorrichtung für den stationären Betrieb, welche eine Gleichstromquelle oder eine Gleichspannungsquelle (16) umfasst, die mittels einer Schalteranordnung (18, 20, 22, 24) in der Polarität umschaltbar ist, wobei die Schalteranordnung (18, 20, 22, 24) durch eine Steuerung betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet , dass die Steuerung so dimensioniert ist, dass die Zeitabstände, nach denen die Polarität gewechselt wird, größer als die halbe Periodendauer der üblicher Netzfrequenz aber kleiner als eine sich aus der thermischen Zeitkonstante des UV-Licht-Niederdruckstrahlers (10) ergebende Zeit bis zum Erreichen eines unteren Grenzwertes für die Betriebstemperatur der Elektroden (12, 14) ist.
8. Vorschaltgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung so dimensioniert ist, dass die Zeitabstände, nach denen die Polarität gewechselt wird, länger als 0,2 sec aber kürzer als 5 sec sind.
9. Vorschaltgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachungsvorrichtung für die Strahlerspannung oder den Strahlerstrom nach einem Wechsel der Polarität vorgesehen ist und bei Abweichung der elektrischen Leistung von einem Sollwert ein Signal an die Steuerung übermittelt wird, die Polarität erneut zu wechseln.
10. Vorschaltgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert vorzugsweise 3% unter dem Leistungswert zu Beginn eines Polaritätswechsels liegt.
11. Vorschaltgerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsintervalle für die Leistungsmessung kürzer als die thermischen Zeitkonstante des UV- Licht-Niederdruckstrahlers (10) bemessen sind.
12. Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltzeit der Steuerung, in der die Polarität wechselt, kürzer als die Rekombinationszeit der Gasentladungssäule des UV-Licht-Niederdruckstrahlers (10) bemessen ist.
13. Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteranordnung eine ringförmige Anordnung aus vier Halbleiterschaltern (18, 20, 22, 24) bildet, die an zwei gegenüberliegenden Knoten mit einer Gleichstrom- oder Gleichspannungsquelle (16) verbunden ist, einen Brückenzweig mit einem UV-Licht-Niederdruckstrahler
(10) umfasst, und bei der jeweils zwei diagonal gegenüberlie- gende Halbleiterschalter (18, 24; 20, 22) im Wechsel zu den zwei anderen diagonal gegenüberliegenden Halbleiterschaltern (20, 22; 18, 24) öffne- und schließbar sind.
14. Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils wenigstens einer der gleichzeitig schließbaren Halbleiterschalter als steuerbare Stromquelle (26, 28) ausgebildet ist.
15. Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Zündgerät eine Serienschaltung aus einer Induktivität (34) und einer Kapazität (36) umfasst, die zwischen den Elektroden (30, 32) des UV-Licht-Niederdruckstrahlers (10) angeordnet ist, vor der Zündung an eine Wechselstrom- oder Wechselspannungsquelle (10) anschaltbar und zur Zündung von der Wechselstrom- oder Wechselspannungs- quelle (10) trennbar ist.
16. Vorschaltgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Serienschaltung aus einer Induktivität (34) und einer Kapazität (36) in Serie zu Heizwendeln (30, 32) der Elektroden des UV-Licht-Niederdruckstrahlers (10) angeordnet ist und der vor der Zündung angelegte Wechselstrom gleichzeitig zur Vorheizung von Heizwendeln (30, 32) dient.
17. Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Zündgerät eine Kapazität (40) umfasst, die zwischen den Elektroden (12, 14) des UV-Licht- Niederdruckstrahlers (10) angeordnet ist, vor der Zündung an eine auf den Wert der Zündspannung ansteigende Gleichspannung anlegbar ist und dass nach der Zündung eine Glättungskapazität (38) über einen Halbleiterschalter (42) zuschaltbar ist.
18. Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Zündgerät bei einer Serienschaltung von mehreren UV-Licht-Niederdruckstrahlern (10,
10 ' , ... 10 ' ' ) zusätzlich eine Serienschaltung von Kapazitäten (44, 44', ... 44'') umfasst, die ihrerseits jeweils parallel zu den UV-Licht-Niederdruckstrahlern (10, 10', ... 10 ' ' ) angeordnet sind und für die Zündspannung einen kapazitiven Spannungsteiler mit gleichem oder ungleichem Teilerverhältnis bilden.
19. Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisespannung variabel ist und bei einer Serienschaltung von mehreren UV-Licht-Niederdruckstrahlern (10, 10', ... 10'') an die Summe der Einzelspannungen der UV-Licht-Niederdruckstrahlern (10, 10', ... 10'') anpassbar ist.
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