FI63132B - Trefasig urladdningslampa - Google Patents

Description

[B] ^KUULUTUSJULKAISU .-,--

JgHhJ HI 3 2 ^ ^ (51) κ»Λ?/*»*.α.3 H 01 J 61/92 SUOMI—FINLAND ¢0) PMwttw^^-riMwwwa^ 75258¾ (22) H»k*mtop«vt —Αι»βΙα*Ι*ρ<·| l6.09.75 ' ' (21) ABoipUvI—GHtithWidu l6.09.75 (41) Tulkit JulkMul —MMt aff««flg 22 07 76 r*>!>,t*rih*ll!tU* (44) NMttMMpanon J» k«Mti|«lk*taNi pvm.—

Patent· och yglfr«tyr>l—W ' ' AnMm utkfi och ml jfcrlEm pwbllcwd 31.12.02 ¢32)(33)(31) «welli·**—Begird prtorkM 21.01.73 USSR(SU) 2099803 (71)(72) Izrail Aronovich Levin, 16 Parkovaya ulitsa 55, korpus 2, kv. ^3, Moskva, Jury Pavlovich Potemkin, ulitsa Ljublinskaya 17, stronie 3, kv. 32, Moskva, Igor Pavlovich Slobodskoi, Pechatnikov pereulok 13, kv. 28, Moskva, Alexandr Mikhailovich Troitsky,

Tsvetnoi bulvar 22, kv. 6h, Moskva, Ivan Vasilievich Sapozhnikov, ulitsa Baikalskaya k2, korpus 2, kv. 22, Moskva, USSR(SU) (7U) Oy Kolster Ab (5i|) Kolmivaiheinen purkaus lamppu - Trefasig urladdningslampa

Esillä oleva keksintö kohdistuu yleisesti purkauslamppuihin ja erityisesti pienpaine-, suurpaine- ja ylikorkean paineen kolmi-vaihelamppuihin, joita käytetään yleisvalaistukseen, paikallisva-laistukseen tai erityisvalaistukseen elohopealamppuina, natrium-lamppuina, metallihalidihöyrynlamppuina tai xenonlamppuina.

Yksivaiheisten purkauslamppujen valovuo on alttiina huomattaville vaihteluille, jotka saattavat olla jopa 65-75 %. Nämä vaihtelut aikaansaavat stroboskooppi-ilmiötä kun valaistaan liikkuvia esineitä, ne pienentävät toimintatehokkuutta kun niitä käytetään valaisemaan tuotantorakennuksia ja aikaansaavat epämukavuutta valaistuksessa asuinhuoneistoissa.

Valovuon vaihtumisien saattamiseksi minimiinsä niin että käytännössä täydelleen eliminoidaan nämä haitalliset vaikutukset voidaan yksivaiheiset lamput kytkeä kolmeen eri vaiheeseen kolmivaiheisessa voimaverkossa tai voidaan käyttää kolmivaihelamppuja.

Eräässä tunnetussa kolmivaiheisessa purkauslampussa sisältää lamppu, joka on pinnoitettu sisäpuoleltaan fluorosoivalla aineksella kolme suurpaineista polttimoa, jotka on kytketty kolmivaiheiseen voimaverkkoon kuristimien kautta.

2 63132

Kolmen yksivaiheisen polttimon järjestäminen yhteen ainoaan lamppuun kuitenkin lisää liian paljon tämän lampun kokoa. Sitäpaitsi valaisutehokkuus ja elinikä tällaiselle lampulle ovat pienempiä kuin yksivaiheiselle lampulle, koska nämä polttimot varjostavat toinen toisiaan ja kuumenevat.

Eräs toinen aikaisemmin tunnetun tyyppinen kolmivaiheinen purkauslamppu muodostuu lampunlasista, joka on täytetty inertillä kaasulla, inertillä kaasulla yhdistettynä metallihöyryihin tai inertillä kaasulla yhdistettynä metallien ja metallihalidien höyry-hin, ja johon on sijoitettu pääelektrodit, jotka muodostavat kolme purkausrakoa ja on varustettu virtaliittännöillä.

Tällä tunnetulla lampulla on kolme toisiaan lähestyvää ulosottoa, jotka on varustettu päistään pääelektrodeilla muodostaen kolme tähden muotoon sijoitettua purkausrakoa, jolloin kaksi ulosotoista on sijoitettu rinnakkain jotta pienennettäisiin tämän lampun leveyttä.

Yllämainitulla lampulla on joukko merkittäviä haittoja, jotka vaikeuttavat sen valmistamista ja käyttöä.

Lampun rakenteen monimutkaisuus tekee lampun vaikeaksi valmistaa, ja sen automaatioitu valmistus on käytännössä hankalaa.

Tämän lampun säteily on huomattavassa määrin epäsymmetristä ja sen valaisutehokkuus ja elinikä ovat pienempiä kuin mitä ovat yksivaiheisen lampun, koska kaksi ulosotoista varjostavat ja kuumentavat toinen toistaan. On vaikeata suunnitella tehokasta valaisinrakennetta tällaista lamppua varten niistä vaikeuksista johtuen, joita sisältyy sen epäsäännölliseen säteilyn jakautumiseen ja koska ulkopuolisen lampun lasin (mikäli sellainen on) täytyy olla halkaisijaltaan suuri. Kaikki nämä tekijät tekevät suuritehoisen lampun valmistamisen äärimmäisen monimutkaiseksi.

Yllämainittujen haittojen johdosta, jotka ovat luonteenomaisia tunnetuille kolmivaiheisille lampuille, eivät kolmivaiheiset purkauslamput ole nykyisin sarjavalmistuksessa.

Nyt kyseessä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kolmivaiheinen valaisevaa ainetta sisältävä purkauslamppu, jolla on yksinkertainen muoto.

Edelläesitetyn tarkoituksen toteuttamiseksi muodostuu kolmivaiheinen purkauslamppu lampunlasista, joka on täytetty inertillä kaasulla, inertillä kaasulla yhdistettynä metallihöyryihin 3 -fyr r<': Ϊ 63132 tai inertillä kaasulla yhdistelmänä metallien ja metallihalidien höyryihin ja sisältää se pääelektrodit, jotka muodostavat kolme purkausrakoa ja on varustettu virtakytkennöillä, jolloin keksinnön mukaan lampunlasin on muodostettu haaroittamattomaksi, päistään suljetuksi putkeksi, johon on sijoitettu neljä pääelektrodia, joista kaksi on sijoitettu lampunlasin päihin ja kaksi muuta näiden väliin niin, että muodostuu kolme purkausrakoa, jotka sijaitsevat peräkkäin pitkin lampunlasin akselia.

On edullisinta, että peräkkäin sijoitetut purkausraot ovat pituudeltaan yhtäläisiä.

On myös edullisinta, että lampulla on vähintään yksi syty-tinelektrodi sijoitettuna jonkin pääelektrodin välittömään läheisyyteen.

On toivottavaa, että neljän pääelektrodin virtakytkennät on järjestetty pareittain siten, että elektrodit, jotka on sijoitettuna tietylle etäisyydelle näistä kytkennöistä, on kytketty niihin sähköisesti ristikappaleiden kautta joissa on eristävä pinnoite.

Ehdotettu kolmivaiheinen purkauslamppu on yksinkertainen rakenteeltaan. Valaiseva aine tässä lampussa sijaitsee pitkin sen akselia ja sillä saattaa olla käytännöllisesti katsoen mikä tahansa haluttu muoto. Valovuo, jonka lamppu lähettää jakautuu säännöllisesti pitkin sen pituutta.

Nyt kyseessä oleva keksintö tulee helpommin ymmärrettäväksi tarkasteltaessa myöhemmin seuraavaa yksityiskohtaista selitystä edullisena pidetyistä suoritusmuodoista yhdessä oheisten piirustusten kanssa, joissa kuvio 1 on ensimmäinen suoritusmuoto ehdotetusta kolmivaiheisesta purkauslampusta, jossa on suoraviivainen sylinterimäinen lamppulasi ja eri pituiset purkausraot, kuvio 2 on toinen suoritusmuoto ehdotetusta kolmivaiheisesta purkauslampusta, jossa on yhtäläispituiset purkausraot ja syty-tinelektrodi, kuvio 3 on kolmas suoritusmuoto ehdotetusta kolmivaiheisesta purkauslampusta, jossa on U-muotoinen lampunlasi, kuvio 4 on neljäs suoritusmuoto ehdotetusta kolmivaiheisesta purkauslampusta, jossa on pyöreä lampunlasi, kuvio 5 on viides suoritusmuoto ehdotetusta kolmivaihei- 4 4 631 32 heisesta purkauslampusta, jossa virtakytkennät pääelektrodeille on sijoitettu pareittain, kuvio 6 on kaaviokuva tehonsyötön piiristä ehdotetulle kolmivaiheiselle purkauslampulle ilman syöttimen elektrodeja, kuvio 7 on kaaviokuva tehonsyötön piiristä ehdotetulle kolmivaiheiselle purkauslampulle, jossa on sytytinelektrodi, ja kuvio 8 on sama kuin kuvio 3, jossa kapasitanssi ohittaa purkausraon tästä lampusta.

Nyt kyseessä olevan keksinnön mukainen kolmivaiheinen purkauslamppu muodostuu lampunlasista 1 (kuvio 1), jossa on neljä pääelektrodia 2. Kuvattavana olevassa suoritusmuodossa lampunlasi 1 on valmistettu kvartsilasista ja se on suoraviivainen ja sylin-terimäinen muodoltaan. Elektrodit 2 on varustettu lehtimäisillä virtaliittimillä 3 juotettuna kiinni kvartsilasiin lampunlasissa 1 ja ne on sijoitettu lampunlasin 1 sisäpuolelle siten, että kolme tuloksena olevaa purkausrakoa "a", "b" ja "c" on järjestetty peräkkäin pitkin tämän lampunlasin 1 akseliviivaa.

Tässä suoritusmuodossa tästä keksinnöstä lampunlasi 1 on täynnä argonia, elohopeahöyryjä ja metallihalidin höyryjä.

Muissa tämän keksinnön suoritusmuodoissa lampunlasi saattaa olla täynnä inerttiä kaasua tai inerttiä kaasua yhdistelmänä metallihöyryjen kanssa.

Kolmivaiheisessa purkauslampussa tämän rakenteen mukaisesti sijaitsee valaiseva aines pitkin suoraviivaista akselia tälle lampulle ja aikaansaa valovuon tasaisesti jakautuneena tästä lampusta sen pituussuunnassa. Tästä seurauksena lamppu on hyvin tehokas käytössä ja valaisin tälle lampulle saattaa olla rakenteeltaan yksinkertainen, mikä on myös tärkeätä sen talousellista tehokkuutta ajatellen.

Eräs toinen suoritusmuoto kolmivaiheisesta purkauslampusta on samanlainen kuin ylläkin sillä erolla, että purkausraot "a" (kuv. 2) ovat pituudeltaan yhtä suuria.

Tässä suoritusmuodossa käytettäessä samaa sähköistä tehoa kaikkien kolmen purkausraon ”a" yli tässä lampussa on yksik-kökuormitus tämän lampunlasin 1 seinillä yhtä suuri vakinaisella poikkileikkauksen mitalla lampunlasille 1. Tällainen lampun rakenne helpottaa sen valmistamista teknillisesti ja lisää sen elinikää.

631 32 -, Vv ,· 5

Vielä eräässä suoritusmuodossa tästä keksinnöstä on kaksi purkausrakoa keskenään yhtä suuria kun taas kolmas rako on pituudeltaan erilainen. Tämä rakenne saattaa olla käyttökelpoinen lakettaessa todellisia valokaarien pituuksia kun lamppu toimii vaakasuorassa asennossa mikä lisää lampun toiminnan stabiilisuut-ta erilaisilla tehonsyötön piireillä.

Helpompaa sytyttämistä varten tähän lamppuun sisältyy sytytyselektrodi 4 sijoitettuna erään sen pääelektrodeista 2 välittömään läheisyyteen.

On myös mahdollista toteuttaa suoritusmuotoja, joissa lamppu sisältää kaksi, kolme tai neljä sytytinelektrodia.

Tämän keksinnön mukaisesti saattaa olla myös kolmas suoritusmuoto kolmivaiheisesta purkauslampusta, joka on samankaltainen kuin mitä yllä on kuvattu.

Tämä suoritusmuoto on erilainen siinä suhteessa, että lampunlasi 5 (kuv. 3) on U-muotoinen, mikä tekee mahdolliseksi, mikäli niin halutaan, pienentää tämän lampun pituutta.

Eräs neljäs suoritusmuoto tästä keksinnöstä, joka on samantapainen kuin yllä, on myös mahdollinen.

Tämä suoritusmuoto eroaa yllämainitusta siinä, että siinä on pyöreä lampunlasi 6 (kuv. 4).

Nämä kolmas ja neljäs suoritusmuoto ovat erityisen edullisia kun lamppua käytetään projektiolaitteistossa, koska tämä lampun muoto sallii heijastimen koon pienentämisen.

Tämän keksinnön mukaisesti on myös mahdollinen viides suoritusmuoto kolmivaiheisesta purkauslampusta. Tässä suoritusmuodossa virtakytkennät 3 (kuv. 5) pääelektrodeille 2 on järjestetty pareittain tämän lampunlasin 1 päihin ja ne pääelektrodit 2, jotka on sijoitettu tietyn välin päähän virtaliittimistä 3 on kytketty niihin ristikappaleiden 7 avulla, joilla on eristyspinnoite. Kvartsiputkien 9 palaset sovitettuna ristikappaleille 7 on juotettu kiinni kvartsiseen lampunlasiin 1 mikä kiinnittää pääelektroi-dien 2 asennot.

Eräs tämän keksinnön suoritusmuoto on voitu aikaansaa jossa lasi- tai kvartsihelmiä on sovitettu ristikappaleelle ja liimattu tai juotettu lampunlasiin, mikä on valmistettu samasta aineksesta.

Vielä eräässä suoritusmuodossa tästä keksinnöstä virtakytkennät pääelektrodeille on järjestetty pareittain lampunlasin 1 6 631 32 sivupinnoille sen sijaan että ne olisi järjestetty päätypinnoille siitä.

Nämä suoritusmuodot yksinkertaistavat huomattavasti lampun valmistamista teknillisesti ja tekevät mahdolliseksi pienentää tämän lampun leveyttä (mikä on erityisen tärkeätä mikäli lampulla on ulkopuolinen vaippaosa) tai sen pituutta ja niillä aikaansaadaan tarkempi välys pääelektrodien välille. Tällainen järjestely virtakytkennöille saattaa myös olla käytössä lampussa jossa on U-muoto tai ympyrämäinen lampunlasi sylinterimäisen lampunlasin -sijaan.

Kaikissa ylläolevissa suoritusmuodoissa saattaa lampulla olla ulkopuolinen vaippa, joka on saatettu pinnoittaa fluorosoi-valla aineksella, ja on tämän tarkoituksena korjata kromaattisesti tai lisätä tämän lampun valaistustehokkuutta.

Ylläesitetty kolmivaiheinen purkauslamppu, joka ei sisällä mitään sytytyselektrodia on syötettävissä piirin kautta, joka muodostuu neljästä reaktiivisesta kuormitusosasta 10 (kuv. 6) ollen ne osat 10, 11, 12 ja 13. Tehonsyöttö pääelektrodeille 2, jotka on sijoitettu tämän lampun päihin tapahtuu kahden reaktiivisista osista 10 ja 11 kautta näiden yhteisen pisteen ollessa liitetty erääseen vaiheista A voimaverkossa. Kukin muista kahdesta pääelektro-dista 2 sijoitettuna päässä olevien pääelektrodien välille saa syöttönsä reaktiivisten osien 12 ja 13 kautta voimaverkon muista kahdesta vaiheesta B ja C.

Tässä suoritusmuodossa syötetään helpompaa lampun sytyttämistä varten suurjännitteisiä pulsseja yhteen purkausrakoon tästä lampusta erityisestä suurjännitteen pulssien generaattorista 14, joka on sinänsä tunnettua piirirakennetta (vert. esim. kirjoitusta "Sähköiset piirit purkauslamppuja varten" kirjoittanut M. I. Fugen-firov, lehdessä "Energiya" Publishers, Moskova 1974).

On myös mahdollista toteuttaa tämän keksinnön suoritusmuotoja joissa suurjännitteiset pulssit erityisistä sytytyslaitteis-ta syötetään kahteen tai kaikkiin kolmesta purkausraosta tälle lampulle.

Eräs etu tästä syöttöpiiristä on, että se saa jäämään pois tarpeen sytytyselektrodien käyttämisestä tällä lampulla. Tämä on erityisen tärkeätä metallin halidin höyryä sisältäville ja natrium-höyryä sisältäville lampuille, joissa sytytyselektrodi on usein haitallinen.

631 32 7 *

Tehonsyöttö kolmivaiheiselle purkauslampulle jossa on sytytyselektrodit toteutetaan kuten on kuvattu yllä.

Ainoana erona on, että suurjännitteisen pulssigeneraatto-rin 14 sijaan tämä lamppu sisältää rajoittavat vastukset 15 (kuv.

7) kytkettynä sytytyselektrodin 4 ja virtakytkennän 3 väliin eräässä pääelektrodeista 2, mikä sijaitsee tietyn välin päässä tästä sytytyselektrodista 4.

Riippuen sytytyselektrodien lukumäärästä tämä piiri saattaa sisältää yhden, kaksi, kolme tai neljä tällaista rajoittavaa vastusta .

Etu tästä tehonsyötön piiristä lampulle on, että ei ole tarpeen käyttää mitään erityistä suurjännitteen pulssien generaattoria ja että mitään suurjännitteisiä pulsseja, jotka aikaansaavat erityisiä rajoituksia kytkinosiin tälle lampulle ei tulla käyttämään tässä piirissä.

Ylläolevaa kolmivaiheen purkauslamppua voidaan myös syöttää piirin kautta, joka on samankaltainen kuin mitä on havainnollistettu kuviossa 6.

Eräs ominaispiirre tälle tehonsyötön piirille on, että eräs sen purkausraoista tässä lampussa on ohitettu kapasitanssilla 16 (kuv. 8) kuristimen 17 välityksellä. Tämä kapasitanssi 16 saattaa myös ohittaa lampun purkausraon ilman kuristinta 17, mutta tässä tapauksessa huononevat toimntaolosuhteet pääelektrodeille 2.

Voidaan ajatella tämän keksinnön erästä suoritusmuotoa, jossa kapasitanssi 16 ohittaa purkausraon tästä lampusta kuristimen käämityksen osan kautta vastaavassa reaktiivisessa kuormitusosassa 10, 11, 12 tai 13.

Eräissä suoritusmuodoissa kaksi tai kaikki näistä kolmesta purkausraosta lampussa on ohitettu kapasitansseilla.

Ylläesitetty suoritusmuoto tehonsyötön piirille parantaa tämän lampun toiminnan stabiilisuutta ja tämän johdosta se aikaansaa edullisemman suhteen käyttöjännitteen purkausraon yli ja voima-verkon jännitteen välille. Sitä voidaan käyttää sekä lampulle ilman sytytyselektrodeja (missä tapauksessa piiri sisältää erityisen suurjännitteen pulssin generaattorin kytkettynä kuten on esitettynä kuviossa 6) että lampulle jossa on sytytinelektrodit (jolloin tämä piiri sisältää rajoittavat vastukset kytkettynä kuten on esitettynä kuviossa 7).

8 631 32

Ohittavan kapasitanssin reaktanssin täytyy olla 3-15 kertaa suurempi kuin mitä on induktiivisten reaktanssien kokonaissumma niissä kuormitusosissa, jotka on kytketty piiriin tietylle purkaus-raolle.

Kolmivaiheen purkauslamppu toimii kaikissa suoritusmuodoissa tästä keksinnöstä seuraavaan tapaan.

Kolmivaiheinen virta tälle lampulle tehonsyötön syöttöläh-teestä saa ensin aikaan apuna olevan purkauksen sytytyselektrodin 4 (kuv. 7) ja sen vieressä olevan pääelektrodin 2 välille. Apuna oleva purkaus helpottaa päävälin purkauksen syttymistä kaikissa kolmessa tämän lampun purkausraoista.

Mikäli lamppu ei sisällä mitään sytytyselektrodia pääosuu-den purkauksen aloittaminen helpottuu kun syötetään suurjännitteiset pulssit yhteen, kahteen tai kaikkiin kolmesta purkausraosta tässä lampussa.

Senjälkeen kun pääpurkaus on kulkenut kaikkien näistä kolmesta purkausraosta tässä lampussa läpi nousee lampunlasin 1 paine hitaasti lämpötilan kasvamisen perusteella lampunlasin 1 sisällä. Mikäli lamppu on täynnä inerttiä kaasua johon on sekoitettu elohopeaa, natriumia tai metallihalidin höyryjä näiden höyryjen paine lisääntyy tämän lampun syttymisen kestäessä. Tämä toimenpide toistaa käytännöllisesti katsoen niitä ilmiöitä, joita esiintyy yksivaiheisissa lampuissa.

Toiminnan tasaisen tilan tapauksessa säteilyn vaihtelut kustakin purkauspääraoista tässä lampussa ovat tietyn aikasiirty-män mukaisia säteilypulsseihin verrattuna kahdesta muusta purkaus-raosta. Tämän tosiasian johdosta fluorosoivan säteilyn kokonais-vaihtelu tästä lampusta on paljon pienempi kuin mitä ovat kunkin yksittäisen purkausraon vaihtelut.

Ehdotettu rakenne kolmivaiheiselle purkauslampulle saattaa olla käytössä valmistettaessa elohopeahöyryn, metallihalidihöyryn, natriumhöyryn tai xenonlamppuja käytännöllisesti katsoen millä tahansa tehoalueella.

Valaiseva aines ehdotetusta kolmivaiheisesta purkauslam-pusta sijaitsee pitkin tämän lampun akselia ja saattaa se olla käytännöllisesti katsoen minkä tahansa halutun muotoinen, esim. suoraviivainen, pyöreä tai U-muotoinen.

Tämä lamppu lähettää valovuon joka on tasalaatuinen pitkin

Claims (4)

9 63132 sen koko pituutta. Tämän johdosta lamppua voidaan käyttää tehokkaissa, yksinkertaisissa ja halvoissa valaisinrakenteissa. Valovuon vaihtelu kolmivaiheisessa purkauslampussa saattaa huomattavasti pienentyä verrattuna vaihteluihin valovuossa yhden ainoan vaiheen lampuissa. Valovuon vaihtelu ehdotetussa lampussa saattaa nousta arvoon, joka ei ylitä valovuon vaihteluja hehkulankalampuissa. yksinkertainen rakenne ehdotetulle kolmivaiheiselle lampulle sallii sen valmistamisen mekanisoinnin, tekee mahdolliseksi lisätä yksikön tehoa lampussa kolminkertaiseksi ja käyttää yksinkertaisia massavalmistamisen rakenneosia sekä yksinkertaista valmista-mistekniikkaa tämän lampun tuottamisen yhteydessä.

1. Kolmivaiheinen purkauslamppu, joka sisältää inertillä kaasulla, inertillä kaasulla yhdistettynä metallihöyryihin tai inertillä kaasulla yhdistettynä metallihöyryihin ja metallihalidei-hin täytetyn lampunlasin (1, 5, 6), johon on sijoitettu pääelek-trodit (2), jotka muodostavat kolme purkausrakoa (a, b, c) ja on varustettu virtaliitännöillä (3), tunnettu siitä, että lampunlasi (1, 5, 6) on muodostettu haaroittamattomaksi päistään suljetuksi putkeksi, johon on sijoitettu neljä pääelektrodia (2), joista kaksi on sijoitettu lampunlasin päihin ja kaksi muuta näiden väliin niin, että muodostuu kolme purkausrakoa (a, b, c), jotka sijaitsevat peräkkäin pitkin lampunlasin (1, 5, 6) akselia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lamppu, tunnettu siitä, että peräkkäin sijoitetut purkausraot ovat yhtä pitkiä.

3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen lamppu, tunnet-t u siitä, että vähintään yksi sytytyselektrodi (4) on sijoitettu jonkin pääelektrodin (2) välittömään läheisyyteen.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen lamppu, tunnettu siitä, että neljän pääelektrodin (2) virtaliitän- nät (3) on järjestetty pareittain ja että tietyn matkan päähän virtaliitännöistä (3) sijoitetut elektrodit (2) on kytketty niihin sähköisesti ristikappaleiden (7) välityksellä, joissa on eristävä pinnoite (8).