SE515637C2 - Säkerhetskonstruktion för lysrör - Google Patents

Description

»tv1- 10- 15 20 25 30 2 515 637 Lysrörsmarknaden av idag domineras av lysrör som har elektroder av så kallad varmkatodtyp. Denna elektrodtyp är försedd med speciellt emitterrnaterial, vilket har förrnåga att emittera elektroner vid relativt låg temperatur och relativt ringa energitillförsel. Den nödvändiga energin för elektronemissionen tillförs dels genom elektrisk uppvärmning av elektrodens spiral, som kan vara en Wolframspiral, dels från den kinetiska energin hos inkommande gasj oner (katodfunktion) och elektroner (anodfunktion).

Katodspänningsfall och anodspänningsfall är hos ett fungerande lysrör av storleks- ordningen 10 V, och den hetaste punkten på lysrörsglaset, dvs. på glaskolven, år i närheten av elektroderna, dock utan att uppnå sådana värden som kan äventyra sä- kerheten.

När en elektrod har helt, eller nästan helt, förlorat sitt emittermaterial så ökar katod- spänningsfallet kraftigt, vilket innebär att både antalet inkommande gasjoner och rörelseenergin hos dessa ökar kraftigt, vilket leder till en dramatisk stegring av vär- meutvecklingen i den aktuella elektrodregionen.

Såvitt kan bedömas koncentreras värmeenergin inledningsvis till spiralen. Om den- na snabbt smälter av och mister sin förbindelse med spänningsförsörjningen så kommer värmeenergin att koncentreras till strömtillföringama som då kan smälta ner och förorsaka att smält metall droppar ner på glaskolvens insida. I lysrör enligt JP 56134468 och EP O 555 619 Al, dvs. lysrör vilka saknar ett elektrodskydd finns inget som kan förhindra detta. I lysrör enligt WO 81/01344, dvs. lysrör som har ett elektrodskydd som åtminstone delvis är placerat mellan spiralen och glaskolvens insida sett i vertikalled då lysröret är monterat i driftläge vilket betyder horisontellt eller i en vinkel med horisontalplanet, kommer dessa droppar att samlas upp av elektrodskyddet, åtminstone om man har ett relativt stort elektrodskydd såsom visas i denna skrift, vilket skydd således kan hindra droppama att nå insidan av glaskol- vens yta. -\.., 10' 15 20 25 30 3 515 657 Om spiralen förblir intakt eller blir huvudsakligen kvar i ursprungspositionen under flera minuter så kommer sj älva elektrodskyddet, i de fall ett sådant finns, att värmas upp kraftigt. När sedan ledningsvärrne från elektrodskyddet gör glaset i insmält- ningsstället mjukt så kan elektrodskyddet böjas ner av tyngdkraften och komma i kontakt med insidan av glaskolvens yta.

En spricka i glaskolven kan således orsakas av att smälta metalldroppar eller det heta elektrodskyddet kommer i kontakt med insidan av glaskolvens yta. Dessa sprickor kan få lysröret att brista och i värsta fall gå av och falla ur sin armatur.

Detta fenomen är väl känt under benämningen ”Safety at end of life”. Säkerhets- aspekter i samband med lysrörs slutbränning behandlas i europeiska och internatio- nella normer som avser lysrör och driftdon för dessa, under avsnitt ”Abnormal con- ditions”.

Elektriska anordningar som byggs in i lysrörsdriftdon av högfrekvenstyp med syfte att förhindra denna ökade värrneutveckling i elektrodregionen är tidigare kända.

Uppfinningens ändamål Avsikten med uppfinningen är att förhindra att lysröret vid slutet av sin livslängd kan falla ur sin armatur.

Uppfinningstanken Detta uppnås med en anordning som har de i patentkravet 1 beskrivna känneteck- nen.

Fördelar med uppfinningen Genom att använda lysrör försedda med en anordning enligt uppfinningen som för- hindrar direkt kontakt mellan elektrodskyddet och insidan av glaskolven, undviks 10 15 20 25 30 4 515 657 sprickor i glaskolven i samband med lysrörets slutbränning orsakade av att det heta elektrodskyddet kommer i kontakt med insidan av glasrörets yta. Samtidigt bibe- hålles elektrodskyddets funktion att förhindra smälta metalldroppar från spiralen från att droppa ner på insidan av glaskolvens yta, vilket kan ge upphov till sprickor i glaskolven. Dessa sprickor kan få lysröret att brista och gå av och således falla ur sin armatur.

Kortfattad figurbeskrivning Uppfinningen beskrivs nännare nedan i form av flera utföringsexempel och med hänvisning till de bifogade figurerna.

Fig. 1 visar i längdsnitt en ände av ett lysrör försedd med ett elektrodskydd och ett distanselement enligt en utföringsforrn av uppfinningen.

Fig. 2a och 2b visar schematiskt elektrodskyddet från fig. 1 i längdsnitt respektive i ändvy.

Fig. 2c visar i planvy en glimmerskiva avsedd att täcka den öppna änden av elek- trodskyddet från fig. 2a och 2b.

Fig. 2d och 2e visar i längdsnitt respektive ändvy elektrodskyddet med fastrnonterad glimmerskiva enligt figur 2c.

Fig. 3a visar ett möjligt resultat av förhöjd värmepåverkan av glaset i insmältnings- stället hos glaskolven, samt en annan utfóringsforrn av distanselementet enligt upp- finningen.

Fig. 3b och 3c visar schematiskt två ytterligare utfóringsforiner av uppfinningen.

Fig. 4 visar en ytterligare utföringsfonn av glimmerskivan. las-u 10 15 20 25 30 5 515 657 Fig. 5a visar ännu en utföringsform av glimmerskivan.

Fig. 5b visar i längdsnitt ett elektrodskydd med monterad glimmerskiva enligt figur 5a. i Figur 5c visar en tvärvy av ett elektrodskydd med en monterad glimmerskiva enligt figur 5a.

Detaljerad figurbeskrivning I Fig. 1 visas i längdsnitt ena änden av ett lysrör 2. Lysrörets 2 glaskolv 4 är vid sin ände på konventionellt sätt tillsluten med en fot 6, som samtidigt tjänar som bäror- gan för de en elektrod 8 uppbärande elektrodstöden 10. Dessa stöd 10, som är elekt- riskt ledande, är förbundna med tilledningstrådar 12 insmälta i foten 6, genom vilka ström kan bringas passera elektroden 8 och upphetta denna. Tilledningstrådarna 12 är i sin andra ända anslutna till kontaktdon 14 vilka i sin tur kan anslutas till en strömförsöijningsenhet (ej visad). Elektroden 8 omges av ett elektrodskydd 16, som är elektriskt ledande och av metall, företrädesvis jäm eller nickel. Skyddet 16 upp- bäres av ett i foten 6 insmält stag 18 och är elektriskt isolerat från elektroden 8. Med ett skydd 16 enligt ovan uppnås en kraftigt förhöjd reflexion tillbaka till elektrodens 8 yta av från denna yta frigjorda atomer och molekyler, såväl sådana som frigj orts genom j onbombardemang, som sådana som förångats från elektrodens 8 yta. Detta får till följd att lysrörets 2 livslängd ökar avsevärt till följd av minskad förlust av emissionsmaterial från elektroden 8.

Såsom framgår av Fig. 2a och 2b har elektrodskyddet 16 formen av en kopp i vars botten har upptagits en avlång öppning 20 för införing av elektroden 8 och delar av elektrodstöden 10. Elektrodskyddets öppna ända 22 tillsluts med hjälp av ett di- stanselement 24 i form av en elektriskt icke ledande plan skiva 24, såsom framgår av figur 2c, kallad bländarskiva. Denna är försedd med fyra längs Omkretsen likfor- 11-1» 10 15 20 25 30 i. .m 6 515 637 migt fördelade radiella fingrar 26, däremellan liggande urtag 27 och en central öpp- ning 28. Det bör påpekas att antalet fingrar 26 kan varieras och således ej nödvän- digtvis måste vara fyra till antalet eller vara jämnt fördelade. Såsom framgår ur figur 2d är elektrodskyddet 16 försett med en fläns 30 försedd med urtag 32. Urtagen 32 är anpassade efter formen på skivan 24 så att elektrodskyddets öppna ända 22 skall vara möjlig att tillsluta med skivan 24 enligt vad som visas i figur 2c- 2e. De mellan urtagen 32 kvarstående tungoma 33 av flänsen 30 passar i skivans 24 urtag 27 och kan bockas eller vikas för att kvarhålla skivan 24 vid elektrodskyddet 16. Tungorna 33 skall vikas så att de inte skjuter ut axiellt (eller radiellt) och berör glaset innan skivan 24 stoppar nedan beskriven nedböjningsrörelse av elektrodskyddet 16.

Lämpligen viker man in dem radiellt, bort från periferin.

När en elektrod 8 mot slutet av sin livslängd har helt, eller nästan helt, förlorat sitt emittermaterial så uppstår, som ovan nämnts, en dramatisk stegring av vänneut- vecklingen i den aktuella elektrodregionen. Vänneenergin koncentreras inlednings- vis till elektroden 8, som företrädesvis är en Wolframspiral. Om elektroden 8 förblir intakt eller blir huvudsakligen kvar i ursprungspositionen under längre tid, t.ex. flera minuter, så kommer sj älva elektrodskyddet 16 att värmas upp kraftigt. När sedan ledningsvärme från elektrodskyddet 16 gör glaset i insmältningsstället 6 mjukt, eller om det elektrodskyddet 16 bärande staget 18 mjuknar, så kan elektrodskyddet 16 böjas ner av tyngdkraften och skulle kunna komma i kontakt med insidan av glas- kolvens yta. Genom att skivan 24 är försedd med fingrar 26 vilka sträcker sig ut utanför elektrodskyddets 16 radiella periferiyta, så förhindras elektrodskyddet 16 att komma i direkt kontakt med insidan av glaskolvens 4 vägg då det rubbas ur sitt monteringsläge i radiell led med avseende på glaskolvens 4 utsträckning. Detta upp- nås genom att en utanför elektrodskyddet 16 liggande del av skivan 24 kommer i anliggning mot insidan av glaskolvens 4 vägg före det att elektrodskyddet 16 kom- mer i direkt kontakt med denna. Fingrama 26 skall skjuta ut så mycket att den vär- meenergi som är lagrad i dessa ej ger upphov till sprickor i glaskolven 4 i samband med att ett eller flera fingrar 26 kommer i kontakt med insidan av glaskolvens 4 vägg. -iiii 10 15 20 25 30 7 515 657 Såsom framgår av Fig. 2c är bländarskivan 24 försedd med en central öppning 28, företrädesvis med cirkulär form. För ett normalt lysrör med glaskolvsdiametem 38 mm har öppningen 28 en diameter på företrädesvis 10-12 mm, för 26 mm rör är öppningen cza 8 mm och för rör med mindre diameter är öppningen mindre. Mindre diameter minskar svärtningen av glaskolvsväggens insida men höj er samtidigt start- spänningen till oacceptabla värden. Större diameter sänker endast startspänningen obetydligt men höj er glaskolvsväggens svärtning avsevärt.

Genom att urladdningen måste passera genom den begränsade öppningen 28 i ski- van 24, erhålles, under de halvperioder som spiralen 8 fungerar som anod, en krafiig ökning av elektrontätheten i närheten av spiralen 8, varvid anodfallet reduceras, vil- ket medför sänkt katodtemperatur och därmed minskad förångningshastighet.

Skivan 24 måste utgöras av ett material som ej förstoftas/avger gaser vid jonbom- bardemang eftersom jonbombardemanget, om skivan vore av exempelvis järn, skulle ge upphov till ytterligare förstoftningsmaterial och därmed ökad svärtning av insidan av glaskolvens vägg. Skivan 24 bör ha sämre värmeledningsförrnåga än elektrodskyddet 16 och består företrädesvis av glimmer. Vid användning av en glimmerskiva 24 uppgår dess tjocklek företrädesvis till 0,10 - 0,15 mm och den skall företrädesvis skjuta ut utanför elektrodskyddet 16 med ett avstånd som ligger i inom intervallet 0,1 - 6 mm, företrädesvis 0,5 - 2 mm.

Figur 3a visar ett möjligt resultat av förhöjd värrnepåverkan av glaset i insmält- ningsstället hos glaskolven om spiralen 8 förblir intakt eller blir huvudsakligen kvar i ursprungspositionen under flera minuter och sj älva elektrodskyddet 16 värms upp kraftigt så att ledningsvärme från elektrodskyddet 16 gör glaset i insmältningsstället 6 mjukt och elektrodskyddet 16 böjs ner av tyngdkraften och närmar sig insidan av glaskolvens 4 yta. 10 15 20 25 30 s 515 637 Fig. 3b visar en möjlig placering av en anordning enligt uppfinningen där anord- ningen består av ett distanselement 34 i form av en ringfonnig kropp eller ytbelägg- ning 34 placerad på den radiella periferiytan, mantelytan, av ett elektrodskydd 16a.

Fig. 3c visar en möjlig placering av en anordning enligt uppfinningen där anord- ningen består av ett distanselement 36 i form av en ringforrnig kropp eller ytbelägg- ning 36 placerad på den axiella periferiytan av ett elektrodskydd l6b.

Med elektrodskyddets 16 periferiyta menas således periferiytan i både axiell och ra- diell led med avseende på elektrodskyddets 16 utsträckning.

En anordning enligt uppfinningen kan även helt eller delvis sticka ut från insidan av glaskolvens 4 vägg, och bestå av ett distanselement 37 i form av en ringfomiig kropp eller ytbeläggning 37 placerad på insidan av glaskolvens 4 vägg såsom visas i figur 3a. Som altemativ till den visade hela ringen 37 kan ett flertal separata di- stanselement vara anordnade i ring, inskjutande radiellt från glaskolvens 4 insida (ej visat).

Figur 4 visar en ytterligare utföringsforrn av ett distanselement 24a i form av en bländarskiva 24a, som har åtminstone ett parti 38 som sticker ut utanför elektrod- skyddets 16 periferiyta. Fingrama 26 i skivan 24 som visas i figur 2c motsvaras i detta fall av ett större sammanhängande parti 38. Elektrodskyddets 16 radiella peri- feriyta befinner sig i detta fall i bottnen av det perifera urtaget 40. Utformningen av elektrodskyddets 16 fria ända 22 får i detta fall anpassas till utformningen av ski- vans 24a periferi, t. ex så att en fásttunga 33 passar i urtaget 40.

Figur Sa visar ännu en utföringsform av ett distanselement i form av en bländarskiva 24b. Skivan 24b är anordnad på samma sätt som skivan 24 visad i figur 2c med fol- jande skillnad: i stället för fingrar 26 och perifera urtag 27 enligt vad som visas i fi- gur 2c är skivan 24b enligt figur Sa utformad med fyra bågformade genomgående hål 44, likforinigt fördelade längs Omkretsen. Genom dessa hål 44 är de utstickande 10 15 20 25 9 515 637 tungoma 33 på flänsen 30 avsedda att föras och sedan bockas för att kvarhålla ski- van 24b vid elektrodskyddet 16. Bländarskivans 24b kant 46 sticker radiellt ut utan- för elektrodskyddets 16 periferiyta.

Figur Sb och 5c visar skivan enligt ñgur 5a monterad på ett elektrodskydd 16.

Anordningen kan även bestå av ett eller flera distanselement placerade på sådant sätt att elektrodskyddet 16 förhindras att komma i direkt kontakt med insidan av glas- kolvens 4 vägg då elektrodskyddet 16 rubbas ur sitt monteringsläge i radiell led med avseende på glaskolvens 4 utsträckning, genom att direkt kontakt uppkommer mel- lan elektrodskyddet 16 och distanselementet/distanselementen respektive distans- elementet/distanselementen och insidan av glaskolvens 4 vägg före det att elektrod- skyddet 16 kommer i direkt kontakt med insidan av glaskolvens 4 vägg.

Om elektrodskyddet 16 är försett med en metallisk beläggning på den yta som är riktad mot elektroden 8, så kan sj älva elektrodskyddet vara av ett annat material än metall.

Uppfinningen kan användas i vanliga stavformiga lysrör, t. ex. av varrnkatodtyp, med två socklar (double capped) med olika ytterdiametrar såsom exempelvis 38 mm (TI2), 26 mm (T8) och 17 mm (TS), såväl som i lysrör av andra typer, exempelvis kompaktlysrör med en sockel (single capped).

Claims (11)

10 15 20 25 2001-01-12 10 5 1 5 6 3 7 Patentkrav

1. Anordning inuti en glaskolv (4) hos ett lysrör (2), där lysröret (2) innefattar en inuti glaskolven (4) monterad elektrod (8) vilken är åtminstone delvis omgiven av ett inuti glaskolven (4) monterat elektrodskydd (16, 16a, 16b) och där elektrodskyd- det (l6, 16a, 16b) i sitt monteringsläge är beläget mellan elektroden (8) och glaskol- vens (4) vägg på avstånd från dessa, kännetecknad av att anordningen innefattar ett distanselement (24, 24a, 24b, 34, 36, 37) placerat på ett sådant sätt att elektrod- skyddet (16, 16a, 16b) förhindras att komma i direkt kontakt med insidan av glas- kolvens (4) vägg då elektrodskyddet (16, 16a, 16b) rubbas ur sitt monteringsläge i radiell led med avseende på glaskolvens (4) utsträckning.

2. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att distanselementet (24, 24a, 24b, 34, 36) är fäst vid elektrodskyddet (16, 16a, 16b).

3. Anordning enligt patentkrav 2, kännetecknad av att distanselementet 24, 24a, 24b, 34, 36) helt eller delvis sticker ut radiellt och/eller axiellt utanför elektrodskyd- dets (16, 16a, 16b) periferiyta.

4. Anordning enligt patentkrav 3, kännetecknad av att distanselementet består av en elektriskt ej ledande skiva (24, 24a, 24b) vilken har åtminstone ett parti (26, 38, 46) som sticker ut utanför elektrodskyddets (16) periferiyta.

5. Anordning enligt patentkrav 4, kännetecknad av att elektrodskyddet (16) har formen av en kopp vars botten har en öppning (20) fór inforing av elektroden (8) och att elektrodskyddets öppna ände (22) är tillsluten med hjälp av det skivforrnade distanselementet (24, 24a, 24b), företrädesvis en glimmerskiva, vilken är försedd med en central öppning (28), företrädesvis med cirkulär form. 10 15 20 l 1 5 l 5 6 5 7

6. Anordning enligt patentkrav 4 eller 5, kännetecknad av att skivan (24, 24a) är försedd med ett eller flera fingrar (26, 38) som sticker ut radiellt utanför elektrod- skyddets (16) periferiyta.

7. Anordning enligt patentkrav 4 eller 5, kännetecknad av att skivans (24b) kant (46) sticker radiellt ut utanför elektrodskyddets (16) periferiyta.

8. Anordning enligt patentkrav 3, kännetecknad av att distanselementet är en ring- forrnig kropp eller ytbeläggning (34, 36) placerad på elektrodskyddets (16a, 16b) periferiyta. I

9. Anordning enligt något av patentkraven 2-8, kännetecknad av att distansele- mentet (24, 24a, 24b, 34, 36) skjuter ut utanför elektrodskyddet (16) med ett avstånd som ligger inom intervallet 0,1 - 6 mm, företrädesvis 0,5 - 2 mm.

10. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att distanselementet (37) är fast vid insidan av glaskolvens (4) vägg.

11. Anordning enligt patentkrav 10, kännetecknad av att distanselementet (37) helt eller delvis sticker ut från insidan av glaskolvens (4) vägg, och företrädesvis består av en ringformig kropp eller ytbeläggning (37) placerad på insidan av glaskol- vens (4) vägg.