HU185831B - Breaking unit for electric bulb of capacitive load - Google Patents

Description

A találmány tárgya megszakítóegység kapacitíven terhelt izzólámpához, ahol a megszakítóegység izzólámpa foglalatba helyezésekor elektromos teljesítményt továbbító külső érintkezőt tartalmaz, míg az izzólámpa a javasolt megszakítóegység felhasználásával van kialakítva. A találmány szerinti megszakítóegység alkalmazásával izzólámpához olyan előtét áramkör hozható létre, amely lehetővé teszi az ellenállásból és kondenzátorból álló részegységek kiiktatását és egyidejűleg biztosítja, hogy a kondenzátor feszültsége ne jelenjen meg az izzólámpa külső csatlakozásán.

Egyes izzólámpák esetében, és ez különösen a kisfeszültségű izzólámpákra vonatkozik, előnyös az izzólámpával sorosan kondenzátort alkalmazni, amely előtctkapcsolásban elhelyezve csökkenti a lámpára jutó feszültséget. Az ilyen kondenzátorokat az izzószállal kapcsolják sorosan. Az előnyös kiviteli alakokban az előtétáramkört oly módon hozzák létre, hogy az a leszívott vákuumbura belsejébe beépíthető legyen. Az ilyen lámpákhoz általában a hagyományos csavarmenetes lámpafejet alkalmazzák, amellyel azok a szokásos foglalatokba beilleszthetők. Természetesen, akárcsak a jelen találmányban, az ilyen előtétáramkörök nem korlátozhatók csak a csavarmenetes lámpafejjel ellátott izzólámpákra, de a lényeges jellemzőket jobban lehet ismertetni, ha erre korlátozottan mutatjuk be az ismert és a találmány szerinti megoldást.

A kisfeszültségű izzólámpák ismert megoldásaiban az előzőekben leírt módon kialakított előtétáranikör kondenzátora a lámpafej központi érintkezőjére van csatlakoztatva, míg másik fegyverzete az izzószállal van sorosan kapcsolva. Az izzószál szabad vége a lámpafej másik pólusához van csatlakoztatva. Természetesen a fordított elrendezés is ismert, amikor az izzószál van a központi érintkezőhöz csatlakoztatva és a másik érintkező, valamint az izzószál másik vége közé kerül a kondenzátor. Az ismert lámpakonstrukciók alapvető hátránya, hogy az előtétként alkalmazott kondenzátor viszonylag nagy feszültségre tölthető fel. A lámpának a foglalatból történő eltávolítása során a külső érintkezőkön keresztül a kondenzátor kisülhet, ami nem kívánatos jelenség.

Abból a célból, hogy a kondenzátor feszültségét gyorsan megszüntessük, lehetséges a kondenzátorhoz olyan söntölő ellenállást csatlakoztatni, amely a kondenzátor feszültségét levezeti, töltését kisüti. Bár kívánatos a kondenzátor töltésének a lehető leggyorsabb eltávolítása, ehhez olyan ellenállást kellene alkalmazni, amelynek ellenállása viszonylag kicsi és így a disszipációs folyamat időállandója lecsökken. A kis ellenállásnak viszont az a hátránya, hogy rajta nagy a teljesítménydisszipáció, az átvezetett teljesítmény jelentős része hő alakban felszabadul, és ez csökkenti az előtétáramkör hatékonyságát, még akkor is, ha biztosítják az ellenállás lekapcsolását az izzólámpa üzeme során. Ez a megszakítás azonban számos problémát vet fel, ha a lámpa a foglalatban van elhelyezve. Ha egy ilyen mechanizmus nem megfelelően működik, jelentős áramátfolyás alakulhat ki, akár csak pillanatnyilag is, aminek következménye az izzólámpa izzószálának viszonylag gyors tönkremenetele lehet. Ezt a destruktív hatású túlmeiegítés okozza.

A találmány célja a fenti hátrányok megszüntetése és olyan megszakítóegység, illetve izzólámpa kidolgozása, amelyben az előtétként alkalmazott kondenzátor árama nem okozhat kellemetlen külső hatásokat, illetve nem járul hozzá az izzószál élettartamának lecsökkenéséhez.

A kitűzött feladat megoldására olyan megszakítóegységet hoztunk létre, amely kapacitíven terhelt izzólámpáknál és különösen kisfeszültségű izzólámpáknál terhelésként működik cs amely izzólámpa foglalatba helyezésekor elektromos teljesítményt továbbító külső érintkezőt tartalmaz és a találmány szerint párhuzamosan csatlakoztatott terhelőkapacitást és ellenállást tartalmazó kapcsolótaggal van ellátva, ahol a kapcsolótag első közös pontja az izzólámpa izzószálára, második közös pontja két külső érintkező egyikére van vezetve, ahol a két külső érintkező egymástól elválasztható módon van elrendezve.

A találmány szerinti megszakítóegység egy előnyös kiviteli alakjában az izzószállal párhuzamosan a kapcsolótag első közös pontjára biztosítóegység van vezetve, míg megszakítóelemként vezetőhuzalt körbefogó tömítőgyűrűt tartalmaz, amely deformálható anyagból készült és deformátatlan alakjában a két külső érintkező között rés van. A foglalatból való lámpaeltávolításhoz célszerűen a megszakítás során polarizáló elemet tartalmazó kiviteli alak is előnyös.

A kitűzött feladat megoldására izzólámpát is létrehoztunk, amely külső érintkezőkkel ellátott tokozásban megszakítóegységet tartalmaz, ahol a külső érintkezők foglalaton keresztül külső áramkörre csatlakoztathatók, továbbá fényáteresztő burája, a burában kialakított semleges gáztöltete és a burában elrendezett izzószála van, és a bura a tokozással egy egységként van kialakítva.

Ugyancsak a kitűzött feladat megoldására szolgál azaz izzólámpa, amelynek a találmány szerint leszívott terű, fényáteresztő anyagú és semleges gázzal töltött burája, a burában elrendezett elektromos árammal fűthető izzószála, a burát egyik oldalával megtámasztó tokozása, a tokozás másik oldalán elrendezett csavarmenetes fejrésze van, ahol a tokozáson belül párhuzamosan csatolt terhelőkapacitásból és ellenállásból álló, egyik közös pontjával az izzószállal sorba kapcsolt kapcsolótagot tartalmaz, amelynek másik közös pontja a csavarmenetes fejrészben elrendezett elválasztható külső érintkezők egyikére van csatlakoztatva, valamint a kapcsoiótagot a fejrész foglalatból való eltávolításakor a másik külső érintkezőtől elválasztó elemmel van ellátva.

A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti kiviteli alak és megvalósítási formák alapján ismertetjük részletesen, ahol a csatolt rajzra hivatkozunk. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti megszakítóegységgel ellátott izzólámpa vázlatos keresztmetszete, a

2. ábra a találmány szerinti megszakítóegység egy másik előnyös kiviteli alakjával ellátott izzólámpa fejrészének keresztmetszete, míg a

3. ábra a találmány szerinti megszakítóegyseget alkalmazó izzólámpa elölnézete részleges kitöréssel.

A találmány szerinti megszakítóegységgel ellátott izzólámpa (1. ábra) 41 tokozással van kialakítva, amely C kapacitanciájú 22 terhelőkapacitást tartalmaz. A 22 terhelőkapacitással párhuzamosan 24 ellenállás van beiktatva. amelynek ellenállása R. Az RC szorzat ennek megfelelően meghatározza a disszipatív jellegű kisülést jellemző időállandót. A 22 terhelőkapacitás és a 24 ellenállás mint párhuzamos egység az izzólámpa 44 izzószálával (3. ábra) 29 vezeték révén van sorosan kapcsolva. A 44 izzószál másik vége 28 vezeték segítségével kerül elektromos kapcsolatba 40 csavarmenetes fejrész egyik vezető részével. A 40 csavarmenetes fejrész lehet például a hagyományos felépítésű, az i. ábra szerinti foglalatba

185 S illeszkedő, amely 33 és 34 vezetékkel teszi lehetővé külső táphálózatról elektromos áram bevezetését. A 22 terhelőkapacitás és 24 ellenállás 27 vezetékkel van 12 szigetelő elválasztó elemben kialakított elektromos átvezetés egyik sarkára csatlakoztatva. Az átvezetés másik sár- g ka 14 külső érintkezőt alkot. Normális működés során a 12 szigetelő elválasztó elemhez illeszkedő 14 külső érintkező 16 külső érintkezőhöz csatlakozik, és a 16 külső érintkező 20 vezetőhuzal révén a 40 csavarmenetes fejrészben kialakított 18 központi érintkezővel kapcsoló- iq dik. A 16 külső érintkező rugalmas alakváltozásra kiképzett 10 tömítőgyűrűben van elhelyezve, amelyen a 20 vezetőhuzal van átvezetve. Az 1. ábra szerinti kiviteli alak szerint az izzólámpa éppen nem érintkezik a megfelelő külső csatlakozással (az izzólámpa és a 34 vezeték 15 között nincs kapcsolat), ennek megfelelően a 10 tömítőgyűrű deformálatlan alakú. Λ 40 csavarmenetes fejrészben kialakított nyílásban van a 10 tömítőgyűrű elrendezve és biztosítja a 40 csavarmenetes fejrész csavarmenetes falának szigetelését a 18 központi érintkezőtől, A 18 20 központi érintkezővel ellátott 40 csavarmenetes fejrész révén hozható az izzólámpa és a benne elhelyezett terhelőegység a külső villamoshálózattal kapcsolatba. Ezek a fém kontaktusok azok, amelyeket meg kell védeni a 22 terhelőkapacitás feszültségétől és ezt a találmány szerinti 25 megoldás biztosítja.

Az 1. ábra szerinti elrendezésben az izzólámpa hagyományos foglalatba illesztve látható. A foglalat általában 30 külső vezetőrésszel van ellátva, amely a 40 csavarmenetes fejrészbe kerül az üzemeltetés során és innen vesz fel villamos teljesítményt. Ebben a foglalatban 31 fejszigetelő is van, amelyben 32 központi érintkező van elrendezve és ez az izzólámpa 18 központi érintkezőjére csatlakoztatható. A 30 külső vezetőrészt a 33 vezeték, a 32 központi érintkezőt a 34 vezeték csatlakoztatja a külső váltakozó feszültségű hálózathoz. Nyilvánvaló természetesen, hogy a foglalat nem tartozik a találmányhoz. Mivel az előzőekben a hagyományos 40 csavarmenctes fejrészt és a hozzá illeszkedő foglalatot említettük, meg kell jegyezni, hogy a találmány szerinti kialakítás nem korlátozható csak erre a kialakításra, hanem alkalmas minden olyan fejrésszel ellátott izzólámpa kialakításához, amelyben a lámpa üzemeltetése során deformáló erő fejthető ki és tartható fenn. Természetesen ugyanúgy lehetséges a 28 vezetéknek a 14 külső érintkezőhöz, a 27 vezetékhez a 40 csavarmenetes fejrészen kialakított kontaktushoz való csatlakoztatása is.

Normál üzemeltetési feltételek mellett a bemutatott izzólámpa teljes mértékben be van csavarva, így a 32 központi érintkező az izzólámpa 18 központi érintkezőjét nyomja, ezzel a 10 tömítőgyűrűt deformálja, ezért a 16 külső érintkező a 14 külső érintkezőhöz mozdul el és a villamos. áramkört zárják. Ennek megfelelően kívánatos, hogy az izzólámpa a működtetés biztosításához teljes mértékben be legyen csavarva a foglalatba.

Ha az izzólámpát kicsavarjuk a foglalatból, amelyben akár áram is folyhat, a 10 tömítőgyűrűre a 32 központi érintkező által kifejtett deformáló hatás megszűnik, a 10 tömítőgyűrű visszanyeri deformálatlan alakját, tehát a 14 cs 16 kiásó érintkezők között a kapcsolat megszűnik.

Ez annyit jelent, hogy a lámpa kicsavarásakor a 22 terhelökapacitás kapcsolata oly módon szűnik meg a 40 csavarmenetes fejrésszel, hogy nem juthat feszültség a 18 központi érintkezőre és a 40 csavarmenetes fejrészre.

A 10 tömítőgyűrű előnyösen nagy hőmérséklettel szemben ellenálló szigetelő elasztométer, például szilikon. Az izzólámpa fémből készült alkatrészei - nyilvánvalóan az izzószál kivételével - villamosán jól vezető anyagból, például vörösrézből készülnek. Természetesen ahol ez megfelel, más jól vezető anyagok, mint alumínium vagy sárgaréz is alkalmazható. A megszakítóegységhez előnyösen olyan 26 biztosító egység is tartozik, amely a túlfeszültség ellen véd és az izzószállal párhuzamosan van csatlakoztatva. Ez például változtatható ellenállású fémoxid alapú félvezető eszköz. Amikor túlfeszültség alakul ki, a 26 biztosító egység a 22 terhelőkapacitás áramát söntöli, nem engedi azt a 44 izzószálra jutni. Ily módon a találmány szerinti megszakító egység biztosítja, hogy a 44 izzószál nagy feszültséglökésekkel ne ügyen károsítható, különösen, ha a lámpa újragyújtása előtt a 22 terhelőkapacitást nem lehetett még teljesen kísü'ni. A 24 ellenállás értéke olyan nagy legyen, hogy a lámpa normál üzemeltetési feltételei mellett csak kis teljesít ményt vegyen fel. (gy például ha a 22 terhelőkapacitás -kapacitaneiája 50 niikrofarad, míg a 24 ellenállás érteke 0,1 mcgaolim, a 22 terlielőkapacitás teljes kisülése mintegy 5 időállandó, vagyis 25 másodperc alatt biztosítható. Ha a hálózati frekvencia 60 Hz, a 24 ellenálláson keletkező teljesítményveszteség normál üzemeltetési feltételek mellett alig 10 rnW. Ez teljes mértékben elfogadható érték. így a 24 ellenállás biztosítja a 22 terhelőkapacitás teljes töltésének levezetését és ennek megfelelően lehetővé teszi az izzólámpa biztonságos megfogását közvetlenül ellenőrzés után is. Az ismertetett példa szerint a lámpa teljes hatékonyságában is csak kis veszteség alakul ki a 24 ellenállást jellemző l² R veszteségek miatt. '

A 14 cs 16 külső érintkezők kialakíthatók bistabilis rugöauyagból is, aminek hatására a szikrázás az érintkezők nyitásakor, illetve zárásakor minimálisra csökken. A 2. ibra azt mutatja, hogy kiegészítőleg 50 rugalmas mech; ritkái csatolóelem van beiktatva, amely biztosítja a 14 és 16 külső érintkezők szétválasztását, amikor a lámpát a foglalatból kiemeljük.

A 3. ábra szerint a találmány szerinti izzólámpa a javasolt megszakítóegységet a 41 tokozásban úgy tartalmazza, hogy 42 burában ez a 44 izzószállal együtt van elrendezve. A jól ismert lámpaépítési elveknek megfelelően a 42 burában gáztöltés is lehet. Minden esetre itt és az igénypontokban ezt és az egyéb ismert megoldásokat a „belső atmoszféra” kifejezéssel foglaltuk össze, még akkor is, ha az izzólámpa belsejében nincs gáztöltés. A 44 izzószál huzalszerű vezetékek révén van 43 üvegtámaszon megfogva. A 42 burában mindezen túlmenően infravörös és sugárvisszaverő réteg is kialakítható. Ez a réteg alkalmas arra, hogy a 44 izzószál fűtését hatékonyabbá tegyük.

A fentiekből nyilvánvaló, hogy a jelen találmány szerinti megoldás nemcsak a kapacitív módon terhelt izzólámpák esetében, tehát különösen a kisfeszültségű lámpákban alkalmazható, hanem megbízható megszakítást biztosít a kapacitív elem részére akkor is, ha más lámpaelrendezcst alkalmazunk. így közvetlenül azután, hogy az izzólámpákat a befogadó foglalatból eltávolították, az izzólámpa teljes biztonsággal kezelhető és szállítható, rém merülhet fel az a probléma, hogy az érintkezők között a kapacitív terhelésben felhalmozódó töltés miatt feszültség jelenik meg. Az is nyilvánvaló, hogy a találmány szerinti megszakítóegység biztosítja az izzószál védelmét a túlfeszültségtől.

-3185 831

Habár a jelen találmányt az előzőekben bizonyos előnyös kiviteli alakok kapcsán írtuk le, szakember számos célszerű és előnyös változtatást és módosítást végezhet el. Ennek megfelelően a találmány szerinti megoldással kapcsolatos oltalmi kört mindenek előtt az igénypontok határozzák meg.

Claims (4)

1. Megszakítóegység kapacitíven terhelt izzólámpához, amely izzólámpa foglalatba helyezésekor elektromos teljesítményt továbbító külső érintkezőt tartalmaz. azzal jellemezve, hogy párhuzamosan csatlakoztatott tcrheloka paritást (22) és ellenállást (24) tartalmazó kapcsolótaggal van ellátva, ahol a kapcsolótag első közös pontja az izzólámpa izzószálára (44), második közös pontja két külső érintkező (14, 16) egyikére van vezetve, ahol a két külső érintkező (14, 16) egymástól elválasztható módon van elrendezve.

2. Az 1. igénypont szerinti megszakítóegység kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az izzószállal (44) párhuzamosan a kapcsolótag első közös pontjára biztosítóegység (26) van vezetve.

5

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti megszakítóegység kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a külső érintkezők (14) (16) csavarmenetes fejrészre vannak csatlakoztatva.

4. Az 1- 3. igénypontok bármelyike szerinti megszakítóegység kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a máso10 dik közös ponttól elválasztható külső érintkező (16) deformálható szigetelőanyagból álló és deformálatlan alakjában a kct külső érintkező (14, 16) között rést tarló tömítőgyűrűn (10) van vezetőhuzallal (20) elektromosan átvezetve.

15 5. A 4. igénypont szerinti megszakítóegység kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a tömítőgyűrűn (10) a külső érintkezőhöz (16) csatlakoztatva rugalmas mechanikai elemmel (50) van elrendezve.