ES2341834A1 - Dispositivo electronico para encender una lampara fluorescente y lampara fluorescente que comprende dicho dispositivo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo electrónico para encender una
lámpara fluorescente y lámpara fluorescente que comprende dicho
dispositivo, donde dicha lámpara fluorescente comprende un tubo
fluorescente (1) que tiene un terminal eléctrico (2) en cada
extremo, y donde dicha lámpara fluorescente está conectada en
paralelo con un módulo electrónico (3) y una fuente de tensión
configurada para alimentar dicha lámpara fluorescente, estando
configurado dicho módulo electrónico (3) para encender una lámpara
fluorescente fundida manteniéndola encendida hasta el final de su
vida útil a medida que se reduce su intensidad luminosa.
Description
Dispositivo electrónico para encender una
lámpara fluorescente y lámpara fluorescente que comprende dicho
dispositivo.
La presente invención se refiere a un
dispositivo electrónico para encender una lámpara fluorescente y a
una lámpara fluorescente que comprende dicho dispositivo, que tiene
aplicación en la industria eléctrica, y más concretamente en el
ámbito de los sistemas de iluminación, permitiendo encender un tubo
fluorescente fundido y regular su intensidad luminosa.
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En la actualidad, resulta conocido el importante
gasto energético que tienen, sobre todo, los países desarrollados.
Dentro de dicho gasto, la iluminación tiene un peso específico,
siendo la iluminación fluorescente el sistema de iluminación más
extendido, llegando a encontrarse en un 90% de las instalaciones
actuales.
En la figura 1 se ha representado el esquema
eléctrico de un sistema de iluminación con lámpara fluorescente
convencional existente en la actualidad, dotado de reactancia
electromagnética y cebador.
El principio de funcionamiento de una lámpara
fluorescente actual requiere, para su encendido, ionizar un gas
existente dentro de un tubo fluorescente. En las instalaciones
convencionales existentes en la actualidad representadas en la
figura 1, el cebador provoca una chispa a través de los filamentos
del tubo, de forma que el gas se ioniza y se mantiene ionizado por
el circuito primario a través de la reactancia electromagnética que
tiene la función básica de compensar las interrupciones de
frecuencia.
Sin embargo, la directiva de la Unión Europea
2000/55/CE, 18/09 relativa a este tipo de sistemas de iluminación
prohíbe el uso de reactancias electromagnéticas estándar desde el
mes de noviembre de 2005, al igual que las de las de mayores
pérdidas, desde mayo de 2002.
Estas instalaciones convencionales presentan
tres inconvenientes fundamentales, el primero es que en el encendido
consumen un 300% más del consumo nominal que indica el fabricante
para la lámpara, el segundo es que en el funcionamiento normal a
veces el consumo es un 100% superior al nominal, y el tercero es que
en estos sistemas convencionales no es posible regular la
luminosidad, es decir, el grado de intensidad luminosa.
El causante directo de las dos primeras
deficiencias es la reactancia electromagnética, y es conocido por
los instaladores, fabricantes y demás agentes del sector que los
valores de consumo real son muy superiores a los nominales indicados
por los fabricantes en los tubos fluorescentes. De hecho, en los
cálculos que se realizan en instalaciones que tienen tubos
fluorescentes, para dimensionar la sección de las lineas de
alimentación de dichos tubos, se multiplica la potencia nominal por
un factor de 1,62, con el objeto de considerar el factor de potencia
en el arranque.
Por otro lado, dado que los tubos fluorescentes
comprenden elementos contaminantes y perjudiciales para la salud y
el ecosistema, está regulado por normativa que dichos tubos
fluorescentes deben ser tratados por un gestor de residuos
especializado una vez que el tubo se funde, es decir, una vez que el
tubo se quema. El coste de reciclaje se repercute directamente en la
venta de las lámparas fluorescentes, en la actualidad 0,3 Euros por
tubo fluorescente, lo que supone cantidades considerables habida
cuenta del volumen anual de recogida de estos tubos.
En la figura 2 se ha representado el esquema
eléctrico de una alternativa, conocida en la actualidad, al sistema
de iluminación con lámpara fluorescente convencional dotado de
reactancia electromagnética y cebador, representado en la figura 1.
Dicha alternativa de la figura 2 se denomina comercialmente como
balasto electrónico y corrige las deficiencias del sistema
convencional, anteriormente expuestas. Es un sistema más caro que el
convencional, aunque es mejor opción pues la diferencia de precio
inicial se compensa en pocos meses de funcionamiento ya que tiene un
consumo real muy parecido al nominal indicado en el tubo, y evitando
el pico de consumo en el encendido.
En el caso de instalaciones con balasto
electrónico, para ionizar el gas sin necesidad de utilizar cebador,
es necesario disponer un circuito electrónico que incrementa el
voltaje lo suficiente como para ionizar el gas; teniendo a partir de
ese instante un funcionamiento similar a los sistemas
convencionales, con la única diferencia de que en las instalaciones
con balasto electrónico se consigue mantener el consumo próximo al
nominal, tanto en el arranque como en el funcionamiento normal.
La regulación de la intensidad luminosa o
luminosidad en las instalaciones con balasto electrónico, se
consigue a través de una variación del voltaje.
Los sistemas con balasto electrónico permiten,
mediante una adaptación, regular la intensidad luminosa de la
instalación, sin embargo el principal inconveniente que dificulta
dicha adaptación es que se requiere instalar dos hilos o cables
adicionales, tal y como se desprende de manera inmediata de la
comparación entre las figuras 1 y 2, con lo que si se consideran los
costes de la mano de obra y el material, la adaptación se convierte
en costosa y en muchos casos inviable.
En cualquier caso, no se conoce en la actualidad
ningún sistema que permita encender tubos fluorescentes una vez que
se han fundido o quemado, es decir, cuando uno de los filamentos
pierde su continuidad como consecuencia de su rotura.
Un primer aspecto de la presente invención se
refiere a un dispositivo electrónico para encender una lámpara
fluorescente, donde dicha lámpara fluorescente comprende un tubo
fluorescente que tiene un terminal eléctrico en cada extremo, de
forma que la lámpara fluorescente está conectada en paralelo con un
módulo electrónico y una fuente de tensión configurada para
alimentar dicha lámpara fluorescente. De acuerdo con la invención,
el módulo electrónico está configurado para encender una lámpara
fluorescente fundida o quemada, es decir, una lámpara fluorescente
en la que al menos un filamento pierde su continuidad como
consecuencia de su rotura, manteniéndola encendida hasta el desgaste
del material gaseoso contenido en su interior, apreciable éste por
la reducción de su intensidad luminosa.
La invención consigue en único dispositivo, no
solo los elementos mínimos imprescindibles para que un tubo
fluorescente fundido encienda, lo que implica unas ventajas
económicas que lo convierten en un dispositivo interesante no solo
para el usuario final sino también para las entidades, empresas
pública o privadas, instituciones, etc, de todo el mundo, siendo
asimismo un dispositivo con bajo coste de fabricación, retrasando el
reciclaje y desgastando más el material contaminante del tubo
fluorescente.
De acuerdo con la invención se entiende por
tubos fluorescentes quemados o fundidos que pueden ser encendidos
por el dispositivo, aquellos tubos fluorescentes que tienen al menos
un terminal eléctrico en cada extremo en contacto con el gas, lo que
permite la aplicación de la invención en tubos fluorescentes que
tienen ambos terminales, también denominados pines,
cortocircuitados, o bien en caso de que accidentalmente algún
terminal esté seccionado, el otro terminal permite el encendido del
tubo fluorescente. Asimismo, el dispositivo de la invención es
aplicable en un tubo fluorescente que en lugar de filamentos tiene
un simple terminal de acero inoxidable en contacto con el gas, a
diferencia de los terminales actuales que se oxidan en contacto con
dicho gas.
Se contempla, que el módulo electrónico
comprenda dos diodos, estando conectado cada diodo en serie con un
condensador, también denominado capacitor, comprendiendo una
resistencia que conecta en paralelo los puntos de conexión en serie
entre dichos diodos y dichos condensadores; comprendiendo asimismo
una primera reactancia electromagnética conectada en serie entre un
terminal del tubo fluorescente y un punto de conexión entre un diodo
y un condensador, y una segunda reactancia electromagnética
conectada en serie entre la fuente de tensión y los diodos.
Asimismo, se contempla la posibilidad de que el
módulo electrónico esté configurado para regular intensidad luminosa
de la lámpara fluorescente mediante variación de corriente
eléctrica, manteniendo un valor de tensión, lo que permite reducir
el consumo eléctrico en mayor proporción que la reducción de
intensidad luminosa.
En este caso, se contempla que el módulo
electrónico comprenda dos diodos, estando conectado cada diodo en
serie con un conmutador que comprende una pluralidad de posiciones
discretas operativamente asociadas a una pluralidad de posiciones de
un multicapacitor, definiendo dichas posiciones de dicho conmutador
una pluralidad de estados de intensidad luminosa de la lámpara
fluorescente.
Asimismo, el módulo electrónico comprende una
resistencia que conecta en paralelo los puntos de conexión en serie
entre dichos diodos y dichos conmutadores; comprendiendo una primera
reactancia electromagnética conectada en serie entre un terminal del
tubo fluorescente y un punto de conexión entre un diodo y un
conmutador, y una segunda reactancia electromagnética conectada en
serie entre la fuente de tensión y los diodos.
El dispositivo de la invención está configurado
para encender la lámpara fluorescente en el mismo estado de
intensidad luminosa en el que dicha lámpara fluorescente fue
apagada, sin necesidad de encender en la posición de máxima
potencia.
La invención contempla diversas formas de
regulación:
- -
- Autocontrolado, es decir, que al instalar el dispositivo se fija la intensidad luminosa que se desea en un recinto, siendo detectada dicha intensidad luminosa mediante un dispositivo fotosensible de uso comercial configurado para regular, aumentando o disminuyendo su intensidad, en función de la señal recibida.
- -
- Telecontrolado, donde el dispositivo de detección se encuentra en un mando a distancia situado sobre un plano de trabajo donde se selecciona un nivel de iluminación deseado.
- -
- Onda portadora, donde un sistema acoplado a la propia alimentación del tubo fluorescente permite la regulación simultánea de todos los tubos alimentados desde una misma línea. El nivel de iluminación seleccionado puede ser controlado manual o automáticamente, y traslada la señal en todo caso por la onda portadora.
Se contempla la posibilidad de que el módulo
electrónico esté conectado en paralelo con una lámpara fluorescente
convencional que comprende una reactancia electromagnética y carece
de cebador.
Manteniendo una reactancia electromagnética en
una instalación existente, y manteniendo únicamente dos hilos en la
instalación, con el dispositivo de la invención se consigue que el
tubo funcione con la simple retirada del cebador, de forma que la
reactancia electromagnética forma parte de la instalación.
De este modo se aprovecha la reactancia
electromagnética de la instalación para el funcionamiento del
dispositivo de las dos reactancias electromagnéticas que se
requieren para el funcionamiento del mismo, lo que permite reducir
su coste. El dispositivo se puede acoplar a una instalación
existente, simplemente retirando el cebador y corcircuitando los
terminales de cada extremo del tubo fluorescente.
Un segundo aspecto de la invención se refiere a
una lámpara fluorescente que comprende un dispositivo electrónico
como el anteriormente descrito.
Se contempla que dicha lámpara fluorescente
comprenda un tubo fluorescente que tiene un único terminal en cada
extremo, estando dichos terminales en contacto con el gas contenido
en el interior del tubo fluorescente.
La invención soluciona eficientemente todos los
problemas del estado de la técnica. Al igual que el balasto
electrónico respeta los valores de consumo nominales indicados en
los tubos.
Adicionalmente, la invención consigue que aunque
el tubo esté fundido encienda y lo haga hasta el agotamiento del gas
contenido en el interior del tubo, hecho perceptible por el usuario
en la pérdida de luminosidad del tubo. Con ello se consigue que el
material contaminante del interior del tubo llegue más desgastado al
momento del reciclaje, siendo menos dañino que cuando se recicla
anticipadamente por haberse fundido, tal y como se hace en la
actualidad.
Con relación a la regulación de intensidad
luminosa, respecto al balasto electrónico, la invención permite
disminuir la intensidad pero no mediante una reducción de la tensión
o el voltaje. En el caso de la invención la regulación de la
luminosidad se hace por variación de la corriente o intensidad, no
del voltaje o tensión, el cual permanece estable dentro de los
valores del sistema, lo que permite rebajar hasta un 60% el consumo,
pero con una característica que lo convierte en exclusivo, la
luminosidad en ese caso solo caería hasta el 50%.
Además con la invención si un tubo se apaga en
un estado de iluminación regulado cualquiera distinto del máximo, se
consigue encender en ese mismo estado sin necesidad de volver a la
posición inicial máxima para encender y después ir poco a poco
disminuyendo hasta el nivel deseado, todo ello con un coste muy
inferior al del balasto electrónico y mucho más sencillo, lo que
permite su instalación rápida en cualquier sistema existente.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de
realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de
dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter
ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra un esquema eléctrico de
una instalación convencional existente en la actualidad de una
lámpara fluorescente que comprende una reactancia electromagnética y
un cebador.
La figura 2- Muestra un esquema eléctrico de una
instalación existente en la actualidad de una lámpara fluorescente
que comprende un balasto electrónico.
La figura 3.- Muestra un esquema eléctrico de
una instalación de una lámpara fluorescente que comprende el
dispositivo de la invención.
La figura 4. - Muestra una explicación
esquemática del esquema eléctrico representado en la figura 6.
La figura 5.- Muestra un esquema eléctrico en el
que se muestra una realización del módulo electrónico del
dispositivo de la invención.
La figura 6.- Muestra un esquema eléctrico en el
que se muestra una variante del módulo electrónico del dispositivo
de la invención que permite regular la intensidad luminosa de una
lámpara fluorescente.
A la vista de las figuras reseñadas puede
observarse como en una de las posibles realizaciones de la invención
el dispositivo electrónico para encender una lámpara fluorescente
que la invención propone comprende con un módulo electrónico (3)
conectado en paralelo con una lámpara fluorescente que comprende un
tubo fluorescente (1) que tiene un terminal eléctrico (2) en cada
extremo, de forma que la lámpara fluorescente está conectada en
paralelo con el módulo electrónico (3) y una fuente de tensión
configurada para alimentar dicha lámpara fluorescente.
El módulo electrónico (3) está configurado para
encender una lámpara fluorescente fundida, es decir quemada,
manteniéndola encendida hasta el final de la duración del gas de su
interior, desgaste perceptible por la reducción de su intensidad
luminosa.
Se entiende por tubos fluorescentes (1) quemados
o fundidos, aquellos que tienen al menos un terminal eléctrico (2)
en cada extremo en contacto con el gas, lo que permite la aplicación
de la invención en tubos fluorescentes (1) que tienen ambos
terminales cortocircuitados. Asimismo, el dispositivo de la
invención es aplicable en un tubo fluorescente (1) que en lugar de
filamentos tiene un simple terminal de acero inoxidable en contacto
con el gas.
Tal y como se puede apreciar en la figura 5, el
módulo electrónico (3) comprende dos diodos (4), estando conectado
cada diodo (4) en serie con un condensador (5), comprendiendo una
resistencia (6) que conecta en paralelo los puntos de conexión en
serie entre dichos diodos (4) y dichos condensadores (5);
comprendiendo asimismo una primera reactancia electromagnética (7)
conectada en serie entre un terminal (2) del tubo fluorescente (1) y
un punto de conexión entre un diodo (4) y un condensador (5), y una
segunda reactancia electromagnética (7') conectada en serie entre la
fuente de tensión y los diodos (4).
Asimismo, el módulo electrónico (3) está
configurado para regular intensidad luminosa de la lámpara
fluorescente mediante variación de corriente eléctrica, manteniendo
un valor de tensión, lo que permite reducir el consumo eléctrico en
mayor proporción que la reducción de intensidad luminosa. En este
caso, tal y como se ha representado en la realización de la figura
6, el módulo electrónico (3) comprende dos diodos (4), estando
conectado cada diodo (4) en serie con un conmutador (8) que
comprende una pluralidad de posiciones discretas operativamente
asociadas a una pluralidad de posiciones de un multicapacitor (9),
definiendo dichas posiciones de dicho conmutador (8) una pluralidad
de estados de intensidad luminosa de la lámpara fluorescente.
Asimismo, el módulo electrónico (3) comprende
una resistencia (6) que conecta en paralelo los puntos de conexión
en serie entre dichos diodos (4) y dichos conmutadores (8);
comprendiendo una primera reactancia electromagnética (7) conectada
en serie entre un terminal (2) del tubo fluorescente (1) y un punto
de conexión entre un diodo (4) y un conmutador (8), y una segunda
reactancia electromagnética (7') conectada en serie entre la fuente
de tensión y los diodos (4).
El dispositivo de la invención está configurado
para encender la lámpara fluorescente en el mismo estado de
intensidad luminosa en el que dicha lámpara fluorescente fue
apagada, sin necesidad de encender en la posición de máxima
potencia.
La invención permite que el módulo electrónico
(3) esté conectado en paralelo con una lámpara fluorescente
convencional que comprende una segunda reactancia electromagnética
(7') y carece de cebador. Manteniendo una reactancia
electromagnética (7) en una instalación existente, y manteniendo
únicamente dos hilos en la instalación, con el dispositivo de la
invención se consigue que el tubo fluorescente (1) funcione con la
simple retirada del cebador, de forma que la segunda reactancia
electromagnética (7') forma parte de la instalación.
Tal y como se ha representado esquemáticamente
en la figura 4, la invención consigue de forma mucho más económica
que los dispositivos del estado de la técnica, por los pocos
componentes necesarios y el reducido coste de los mismos, triplicar
la tensión de entrada, mediante el efecto de un triplicador de
tensión (10), a valor capaz de ionizar el gas, siendo este aumento
de tensión en vacío momentáneo hasta el encendido y cayendo luego a
la mitad de la tensión nominal de entrada, duplicando la frecuencia,
mediante el efecto de un doblador de frecuencia (11), y consiguiendo
que por la variación de la capacidad de los multicapacitores (9)
variar solamente la corriente, mediante el efecto de un regulador de
corriente (12), la cual determina el valor de la luminosidad que se
seleccione.
El simple hecho de duplicar la frecuencia y
triplicar la tensión simultáneamente, permite que se ionice el gas
encendiendo el tubo, cayendo después el voltaje a la mitad del valor
nominal, y permaneciendo estable la luminosidad siempre que se
coloquen las dos reactancias electromagnéticas (7, 7') conforme al
esquema de la figura 5. Estos resultados obtenidos a la salida,
permiten que no se tenga la necesidad de cerrar circuitos a través
de filamentos, pues el simple hecho de tener contacto físico directo
los terminales del circuito con el gas permite el encendido y el
funcionamiento del tubo hasta el agotamiento del gas existente.
La resistencia (6) del circuito está colocada
para que, al desactivar el circuito, los capacitores (5, 9) se
descarguen a través de ella, para seguridad del sistema y puesta a
cero del mismo. Necesariamente los valores de los capacitores (5, 9)
tienen que ser conformes al consumo del circuito al cual se aplique,
así como las reactancias electromagnéticas (7, 7').
Así se consigue mantener la tensión en un valor
constante y de forma que la variación de la luminosidad se consigue
por la variación de la corriente, hecho éste que se consigue
variando el valor de los multicapacitores (9) del esquema eléctrico,
sea por el uso de combinar varios capacitores (5) de valores iguales
o diferentes, o por el uso de dos multi-capacitores
(9), permitiendo este esquema reducir la luminosidad y el consumo a
valor inferior al 10% de su nominal y apagarlo en cualquier valor de
luminosidad, y encenderlo en ese mismo valor, todo ello regulando
valores muy bajos manteniendo una luminosidad apreciable, reduciendo
mucho más el consumo de energía que el nivel de luminosidad y todo
ello a un coste muy reducido que, por los pocos elementos
utilizados, el bajo coste de los mismos y su probada fiabilidad,
permite, aconseja y justifica su implantación.
A la vista de esta descripción y juego de
figuras, el experto en la materia podrá entender que las
realizaciones de la invención que se han descrito pueden ser
combinadas de múltiples maneras dentro del objeto de la invención.
La invención ha sido descrita según algunas realizaciones
preferentes de la misma, pero para el experto en la materia
resultará evidente que múltiples variaciones pueden ser introducidas
en dichas realizaciones preferentes sin exceder el objeto de la
invención reivindicada.
Claims (7)
1. Dispositivo electrónico para encender una
lámpara fluorescente, caracterizado porque dicha lámpara
fluorescente comprende un tubo fluorescente (1) que tiene un
terminal eléctrico (2) en cada extremo, donde dicha lámpara
fluorescente está conectada en paralelo con un módulo electrónico
(3) y una fuente de tensión configurada para alimentar dicha lámpara
fluorescente, estando configurado dicho módulo electrónico (3) para
encender una lámpara fluorescente fundida manteniéndola encendida
hasta el desgaste del gas contenido en su interior, donde dicho
módulo electrónico (3) comprende dos diodos (4), estando conectado
cada diodo (4) en serie con un condensador (5), comprendiendo una
resistencia (6) que conecta en paralelo los puntos de conexión en
serie entre dichos diodos (4) y dichos condensadores (5);
comprendiendo asimismo una primera reactancia electromagnética (7)
conectada en serie entre un terminal (2) del tubo fluorescente (1) y
un punto de conexión entre un diodo (4) y un condensador (5), y una
segunda reactancia electromagnética (7') conectada en serie entre la
fuente de tensión y los diodos (4).
2. Dispositivo electrónico para encender una
lámpara fluorescente, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el módulo electrónico (3) está
configurado para regular intensidad luminosa de la lámpara
fluorescente mediante variación de corriente eléctrica, manteniendo
un valor de tensión, lo que permite reducir el consumo eléctrico en
mayor proporción que la reducción de intensidad luminosa.
3. Dispositivo electrónico para encender una
lámpara fluorescente, según la reivindicación 2,
caracterizado porque el módulo electrónico (3) comprende dos
diodos (4), estando conectado cada diodo (4) en serie con un
conmutador (8) que comprende una pluralidad de posiciones discretas
operativamente asociadas a una pluralidad de posiciones de un
multicapacitor (9), definiendo dichas posiciones de dicho conmutador
(8) una pluralidad de estados de intensidad luminosa de la lámpara
fluorescente; asimismo el módulo electrónico (3) comprende una
resistencia (6) que conecta en paralelo los puntos de conexión en
serie entre dichos diodos (4) y dichos conmutadores (8);
comprendiendo asimismo una primera reactancia electromagnética (7)
conectada en serie entre un terminal (2) del tubo fluorescente (1) y
un punto de conexión entre un diodo (4) y un conmutador (8), y una
segunda reactancia electromagnética (7') conectada en serie entre la
fuente de tensión y los diodos (4).
4. Dispositivo electrónico para encender una
lámpara fluorescente, según cualquiera de las reivindicaciones 2 y
3, caracterizado porque permite encender la lámpara
fluorescente en el mismo estado de intensidad luminosa en el que
dicha lámpara fluorescente fue apagada, sin necesidad de encender en
la posición de máxima potencia.
5. Dispositivo electrónico para encender una
lámpara fluorescente, según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el módulo electrónico (3)
está conectado en paralelo con una lámpara fluorescente convencional
que comprende una reactancia electromagnética (7) y carece de
cebador.
6. Lámpara fluorescente caracterizada
porque comprende un dispositivo electrónico de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
7. Lampara fluorescente, según la reivindicación
6, caracterizada porque comprende un tubo fluorescente (1)
que tiene un único terminal (2) en cada extremo, estando dichos
terminales (2) en contacto con el gas contenido en el interior del
tubo fluorescente (1).
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| ES200803716A ES2341834B1 (es) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | Dispositivo electronico para encender una lampara fluorescente y lampara fluorescente que comprende dicho dispositivo. |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| ES2341834A1 true ES2341834A1 (es) | 2010-06-28 |
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| ES200803716A Expired - Fee Related ES2341834B1 (es) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | Dispositivo electronico para encender una lampara fluorescente y lampara fluorescente que comprende dicho dispositivo. |
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