ES2356205A1 - Dispositivo para regular intensidad luminosa en lámparas fluorescentes con reactancia electromagnética y cebador y sistema de iluminación que comprende dicho dispositivo. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para regular intensidad luminosa en lámparas fluorescentes con reactancia electromagnética y cebador y sistema de iluminación que comprende dicho dispositivo, que comprende al menos una lámpara fluorescente que comprende un tubo fluorescente (1) que se encuentra operativamente conectado en paralelo con un cebador (3) y en serie con una reactancia electromagnética (4); donde el dispositivo comprende un módulo regulador (5) conectado en serie entre dicha lámpara fluorescente y una fuente de tensión configurada para alimentar dicha lámpara fluorescente, estando configurado dicho módulo regulador (5) para regular la intensidad luminosa de la lámpara fluorescente, regulando su consumo eléctrico.

Description

Dispositivo para regular intensidad luminosa en lámparas fluorescentes con reactancia electromagnética y cebador y sistema de iluminación que comprende dicho dispositivo.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo para regular intensidad luminosa en lámparas fluorescentes con reactancia electromagnética y cebador y a un sistema de iluminación que comprende dicho dispositivo, que tiene aplicación en la industria eléctrica, y más concretamente en el ámbito de los sistemas de iluminación, permitiendo regular de manera sencilla la intensidad luminosa de lámparas fluorescentes existentes en la actualidad, mediante un dispositivo de bajo coste.

Antecedentes de la invención

En la actualidad, resulta conocido el importante gasto energético existente, sobre todo en los países desarrollados. Dentro de dicho gasto, la iluminación tiene un peso específico; siendo la iluminación fluorescente el sistema de iluminación más extendido.

En la figura 1 se puede apreciar el esquema eléctrico del sistema de iluminación fluorescente convencional existente en la actualidad, dotado de reactancia electromagnética y cebador. Este sistema el más extendido, encontrándose en un 90% de las instalaciones actuales.

En la actualidad, el principio de funcionamiento de una lámpara fluorescente requiere para su encendido ionizar un gas existente dentro del 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 los 50 Hz 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.

Por otro lado, estos sistemas 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 líneas 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 lo tanto, se manifiesta la necesidad de disponer de medios que permitan un ahorro de energía eléctrica sin perjudicar las condiciones normales de funcionamiento de la instalación, por ejemplo en grandes instalaciones comerciales o centros de trabajo que están iluminados por tubos fluorescentes donde, por condiciones constructivas, existe iluminación natural que varia a lo largo del día como consecuencia de las condiciones ambientales exteriores, así como por la variación de la insolación en las distintas épocas del año.

A su vez, existen instalaciones en las que son las propias condiciones de funcionamiento, y no sólo las condiciones externas a la instalación, las que determinan determinadas horas de inactividad donde no es necesario un nivel de iluminación tan elevado como en condiciones de trabajo normal, por ejemplo, la iluminación para tareas de limpieza de centros de oficinas o instalaciones de iluminación selectiva en función de si se tiene actividad o no, como por ejemplo en un aparcamiento público en horario nocturno.

Con el objeto de solventar, al menos parcialmente, los inconvenientes anteriormente expuestos surgió un sistema denominado balasto electrónico, que permite una regulación de la intensidad luminosa, si bien tiene el gran inconveniente de su excesivo coste, además de que para su instalación se requiere hacer cambios en el sistema existente, lo que encarece adicionalmente su instalación, no sólo por los materiales sino también por la mano de obra, por lo que en función del tipo de instalación en determinados casos no es viable tal adaptación.

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. Sin embargo estos sistemas sólo consiguen regular hasta un valor mínimo de 170 V, oscilando la luminosidad en valores inferiores de esa tensión. Si se regula a un valor diferente del máximo, se apaga, y se intenta encender de nuevo en ese valor distinto del máximo, no se consigue, pues no consiguen ionizar el gas.

Descripción de la invención

Un primer aspecto de la presente invención se refiere a un dispositivo para regular intensidad luminosa en lámparas fluorescentes con reactancia electromagnética y cebador que comprende al menos una lámpara fluorescente que a su vez comprende un tubo fluorescente que se encuentra operativamente conectado en serie con un cebador y en serie con una reactancia electromagnética, por terminales que dicho tubo fluorescente comprende en sus extremos. El cebador está conectado con un terminal situado en cada extremo del tubo fluorescente.

De acuerdo con la invención, el dispositivo comprende un módulo regulador conectado en serie entre dicha lámpara fluorescente y una fuente de tensión configurada para alimentar la lámpara fluorescente, estando configurado dicho módulo regulador para regular la intensidad luminosa de la lámpara fluorescente, regulando su consumo eléctrico, es decir, reduciendo dicho consumo eléctrico.

Se contempla la posibilidad de que el módulo regulador comprenda un conmutador que a su vez comprende una pluralidad de posiciones discretas operativamente asociadas a una pluralidad de posiciones longitudinales de una bobina electromagnética, definiendo dichas posiciones de dicho conmutador una pluralidad de estados de intensidad luminosa de la lámpara fluorescente.

Preferentemente, el paso entre dos posiciones consecutivas en el conmutador se realiza sin apertura del circuito eléctrico que alimenta la lámpara fluorescente.

La invención es aplicable para cualquier tipo de lámpara fluorescente, para cualquier potencia o modelo de fabricación existente en la actualidad. La configuración de la bobina es la tradicional para autotransformadores considerando para el cálculo del hilo que su espesor está determinado por el consumo del circuito eléctrico en el que se coloca, siendo recomendable su sobredimensionamiento en un 20% como garantía. Por ejemplo, una lámpara de 30 W necesita un hilo que soporte 150 mA, incluido ya el 20% adicional de sección necesaria para soportar una corriente de 3 A por la bobina.

Para evitar que el tubo se apague en el momento del cambio de arrollamiento, el conmutador, independientemente de que sea rotativo, de presión o un sistema electrónico, está configurado para cerrar un circuito antes de abrir el siguiente.

Por otro lado, se contempla la posibilidad de que el módulo regulador comprenda un circuito integrado que a su vez comprenda una pluralidad de posiciones discretas operativamente asociadas a una pluralidad de posiciones longitudinales de una bobina electromagnética, definiendo dichas posiciones discretas una pluralidad de estados de intensidad luminosa de dicha la lámpara fluorescente.

Al conectar el interruptor se alimenta todo el sistema de la misma forma que se enciende una lámpara convencional, suministrando la corriente continua para el circuito integrado, conectando un capacitor para que se mantenga el tubo fluorescente encendido en los cambios y conectando una primera salida con una resistencia de cero ohms para que el tubo fluorescente se encienda al 100% de intensidad. Después, a medida que se acciona el interruptor del circuito electrónico se mudan las salidas.

Un segundo aspecto de la invención se refiere a un sistema de iluminación que comprende al menos una lámpara fluorescente y al menos un dispositivo para regular intensidad luminosa como el anteriormente descrito, contemplándose la posibilidad de que el dispositivo esté configurado para regular simultáneamente la intensidad luminosa de una pluralidad de lámparas fluorescentes.

El dispositivo de la invención permite una regulación de hasta el 70% de la luminosidad en instalaciones de tubos fluorescentes convencionales dotados de reactancia electromagnética y cebador. La presente invención consigue regular la luminosidad de un único tubo hasta un conjunto formado por una pluralidad de tubos fluorescentes dotados de reactancia electromagnética y cebador.

A la vista de las necesidades anteriormente expuestas, el dispositivo de la invención es eficiente, economizador y perfectamente compatible con las condiciones de funcionamiento normal de la actividad, de forma que cualquier instalación a base de tubos fluorescentes con reactancia electromagnética y cebador tienen la posibilidad, mediante la utilización de la invención, de resolver de la forma más económica posible los problemas de regulación enunciados anteriormente sin necesidad de alteraciones importantes en la instalación.

Al igual que los balastos electrónicos, la invención funciona con el principio de que a menor luminosidad, menor consumo eléctrico.

La invención contempla múltiples posibilidades de configuración del mando de regulación. La regulación de la intensidad luminosa se puede realizar de diversas maneras, manual y/o automática, y dentro de la automática puede ser temporizada o autocontrolada.

En lo referente a los medios para la actuación sobre el dispositivo, en lo referente a su encendido y apagado, se contempla que dichos medios consistan en un detector de presencia, un temporizador o cualquier otro medio configurado para encender o apagar la instalación automáticamente, sustituyendo dichos medios al interruptor común del circuito eléctrico.

Por otro lado, con relación a los medios de regulación, la invención contempla la incorporación en el modulo regulador de medios manuales.

También se contempla la posibilidad de que los medios de regulación sean automáticos, automatizando lo descrito anteriormente, por ejemplo en el caso del conmutador colocando un servomotor en el modulo regulador, estando configurado dicho servomotor para girar el selector a la posición que le comande el detector de luminosidad, es decir, un detector de luminosidad común del mercado convenientemente programado, configurado para detectar los cambios en la iluminación exterior y comandando al servomotor para que mantenga un nivel de iluminación fijo en la instalación.

Descripción de los dibujos

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 como la de la figura anterior que comprende el dispositivo de la invención.

La figura 3.- Muestra un esquema eléctrico de una realización de la invención que comprende un conmutador y una bobina electromagnética.

La figura 4.- Muestra un esquema eléctrico de una variante de realización de la invención que comprende un circuito integrado.

Realización preferente de la invención

A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como en una de las posibles realizaciones de la invención el dispositivo para regular intensidad luminosa en lámparas fluorescentes con reactancia electromagnética y cebador que la invención propone comprende una lámpara fluorescente que a su vez comprende un tubo fluorescente (1) que se encuentra operativamente conectado en paralelo con un cebador (3) y en serie con una reactancia electromagnética (4), por terminales (2) que tiene dicho tubo fluorescente en sus extremos.

Tal y como puede apreciarse en dichas figuras, el dispositivo comprende un módulo regulador (5) conectado en serie entre la lámpara fluorescente y una fuente de tensión configurada para alimentar dicha lámpara fluorescente, estando configurado dicho módulo regulador (5) para regular la intensidad luminosa de la lámpara fluorescente, reduciendo así su consumo eléctrico.

De acuerdo con una realización del dispositivo representada en la figura 3, el módulo regulador (5) comprende un conmutador (6) que a su vez comprende una pluralidad de posiciones discretas operativamente asociadas a una pluralidad de posiciones longitudinales de una bobina electromagnética (7), definiendo dichas posiciones de dicho conmutador (6) una pluralidad de estados de intensidad luminosa de la lámpara fluorescente, de forma que el paso entre dos posiciones consecutivas en el conmutador (6) se realiza sin apertura del circuito eléctrico que alimenta la lámpara fluorescente. En la figura 3 se muestra un módulo regulador (5) que permite 5 niveles de luminosidad. La configuración de la bobina electromagnética (7) es la tradicional para autotransformadores.

Por otro lado, de acuerdo con una variante del dispositivo representada en la figura 4, el módulo regulador (5) comprende un circuito integrado (8) que a su vez comprende una pluralidad de posiciones discretas operativamente asociadas a una pluralidad de posiciones longitudinales de una bobina electromagnética (7), definiendo dichas posiciones discretas una pluralidad de estados de intensidad luminosa de dicha la lámpara fluorescente.

Al conectar el interruptor se alimenta todo el sistema de la misma forma que se enciende una lámpara convencional, suministrando la corriente continua para el circuito integrado (8), por ejemplo un circuito integrado 4017, conectando un capacitor para que se mantenga el tubo fluorescente encendido en los cambios y conectando una primera salida con una resistencia de cero ohms para que el tubo fluorescente se encienda al 100% de intensidad. Después, a medida que se acciona el interruptor del circuito electrónico se mudan las salidas.

Con relación a los medios de regulación, la invención incorpora en el modulo regulador de medios manuales, pudiendo ser un sistema que por ejemplo girando el selector posicione el nivel de luminosidad, o bien, en el caso de comprender el circuito integrado pulsando la tecla T tantas veces como se desee hasta conseguir el nivel de luminosidad deseado, es decir, al pulsar la primera vez se enciende al 100% y al pulsar sucesivamente se va bajando de escalón en escalón 8 niveles, hasta apagarse al pulsar una novena vez, encendiéndose siempre al 100% de luminosidad.

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 (5)

1. Dispositivo para regular intensidad luminosa en lámparas fluorescentes con reactancia electromagnética y cebador, que comprende al menos una lámpara fluorescente que comprende un tubo fluorescente (1) que se encuentra operativamente conectado en paralelo con un cebador (3) y en serie con una reactancia electromagnética (4), caracterizado porque comprende un módulo regulador (5) conectado en serie entre dicha, al menos una, lámpara fluorescente y una fuente de tensión configurada para alimentar dicha, al menos una, lámpara fluorescente, estando configurado dicho módulo regulador (5) para regular la intensidad luminosa de dicha, al menos una, lámpara fluorescente, regulando el consumo eléctrico de dicha, al menos una, lámpara fluorescente, donde dicho módulo regulador (5) comprende un conmutador (6) que comprende una pluralidad de posiciones discretas operativamente asociadas a una pluralidad de posiciones longitudinales de una bobina electromagnética (7), definiendo dichas posiciones de dicho conmutador (6) una pluralidad de estados de intensidad luminosa de dicha, al menos una, lámpara fluorescente.

2. Dispositivo para regular intensidad luminosa en lámparas fluorescentes con reactancia electromagnética y cebador, según la reivindicación 1, caracterizado porque el paso entre dos posiciones consecutivas en el conmutador (6) se realiza sin apertura del circuito eléctrico que alimenta dicha, al menos una, lámpara fluorescente.

3. Dispositivo para regular intensidad luminosa en lámparas fluorescentes con reactancia electromagnética y cebador, según la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo regulador (5) comprende un circuito integrado (8) que comprende una pluralidad de posiciones discretas operativamente asociadas a una pluralidad de posiciones longitudinales de una bobina electromagnética (7), definiendo dichas posiciones discretas una pluralidad de estados de intensidad luminosa de dicha, al menos una, lámpara fluorescente.

4. Sistema de iluminación que comprende al menos una lámpara fluorescente, caracterizado porque comprende al menos un dispositivo para regular intensidad luminosa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

5. Sistema de iluminación, según la reivindicación 4, caracterizado porque el dispositivo para regular intensidad luminosa permite regular simultáneamente la intensidad luminosa de una pluralidad de lámparas fluorescentes.