DE1003865B - Zuendschalterfreie Betriebsvorrichtung fuer Niederdruckbogenentladungsroehren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zündschalterfreie Betriebsvorrichtung für zwei Niederdruckentladungsröhren, insbesondere Leuchtstoffröhren, mit zwei aktivierten Hauptelektroden und wenigstens einer im Entladungsraum entlang der Wand des Entladungsgefäßes angeordneten, mit einer der Hauptelektroden im Innern des Entladungsraums elektrisch leitend verbundenen und gegen die andere Hauptelektrode isolierten, parallel zur Entladungsstrecke verlaufenden Hilfselektrode sowie mit einer Edelgasfüllung unter einem Druck von wenigen Millimetern,

Wird eine solche an sich bekannte Röhre in Reihe mit einer angemessenen Stabilisierungsimpedanz an eine Stromquelle angemessener Spannung angeschlossen, so tritt zwischen der als Kathode geschalte- ten Hauptelektrode und dem Ende der gegen sie isolierten Hilfselektrode als Anode eine Glimmentladung auf, die sich von der Kathode ausgehend an der Hilfselektrode entlang bewegt und schließlich auf die mit dieser Hilfselektrode elektrisch verbundene ao Hauptelektrode gelangt. Sobald infolgedessen wenigstens eine einzige der Hauptelektroden Emissionstemperatur annimmt, geht die Glimmentladung in eine vielmals stärkere Bogenentladung zwischen den Hauptelektroden über.

Es ist ein Glücksfall, daß für den Übergang der Glimmentladung in die Bogenentladung die meist vorkommende Netzspannung von 220 V hinreicht. Infolgedessen werden diese Röhren ohne einen sogenannten Zündschalter verwendet, d. h. ohne einen Schalter, der parallel zur Röhre und in Reihe mit dem Widerstandskörper der aktivierten Glühelektroden Megt und in geschlossenem Zustand einen starken Heizstrom durch die Glühelektroden schickt.

Es wurde gefunden, daß die Lebensdauer dieser Röhren durch die Zahl der Röhreneinschaltungen schädlich beeinflußt wird. Bei einer Netzspannung von etwa 220 V ist die Röhre durchschnittlich nur wenige hundert Mal einschaltbar, was besonders in den Fällen, in denen die Röhre jeweils nur kurzzeitig in Betrieb gehalten wird, eine für die Praxis viel zu kurze Lebensdauer ergibt.

Weiterhin wurde festgestellt, daß die Zahl der Einschaltmöglichkeiten bei abnehmender Zeitspanne zwischen dem Einschalten der Röhre und dem Auftreten der Bogenentladung zunimmt. Diese Zeitspanne ist durch die Speisespannung bedingt. Durch ausgedehnte Versuche wurde gefunden, daß diese Zeitspanne bei einer Effektivwechselspannung von etwa 240 V und mehr auf einen geringen Bruchteil einer Sekunde verringert wird und infolgedessen die Zahl der Einschaltmöglichkeiten bedeutend erhöht wird¹. Zugleich wurde festgestellt, daß über etwa 280 V hinausgehende Effektivwechselspannungen in dieser Zündschalterfreie Betriebsvorrichtung
für Niederdruckbogenentladungsröhren

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 15. Mai 1952

Jozef Cornells Moerkens, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

Hinsicht keine nennenswerten zusätzlichen Vorteile bieten.

Wechselspannungen von etwa 240 bis 280 V stehen jedoch selten zur Verfügung, so daß das Erzeugen solcher Spannungen auf die Verwendung eines Spannungserhöhungstransformators auslaufen würde. Diese Lösung ist kostspielig.

Die Erfindung bezweckt, einfache und billige Hilfsmittel zu diesem Zweck zu schaffen.

Die Erfindung, betreffend die zündschaltarfreie Betriebsvorricbtung für zwei Niederdruckbogenentladungsröhren der oben bezeichneten Art, ist dadurch gekennzeichnet, daß die eine Entladungsrohre in Reihe mit einer ersten Selbstinduktion, die andere in Reihe mit einer zweiten Selbstinduktion und einem Kondensator, dessen Reaktanz größer ist als diejenige der zweiten Selbstinduktion, sowie in Reihe mit einem Teil der ersteren Selbstinduktion an einer Wechselstromquelle liegen, wobei die von der ersten Selbstinduktion abgewendete Reaktanz in Reihe mit einer dieser Reaktanz entgegengesetzten Hilfsreaktanz an der Stromquelle liegt.

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Durch die Verwendung der. Hilfsreaktanz wird erreicht, daß die mit dem Kondensator in Reihe geschaltete Röhre bei einer über die Speisespannung hinausgehenden Spannung zündet, und infolge des Umstandes, daß der Entladungsstrom dieser Röhre einen Teil der ersten Selbstinduktion durchfließt, überträgt sich auch auf die mit der ganzen ersten Selbstinduktion in Reihe geschaltete Röhre eine erhöhte Spannung.

Vorzugsweise sind der den beiden Röhrenkreisen gemeinsame Teil der ersten Drosselspule und die Impedanz der Hilfsreaktanz. . so bemessen, daß die Zündspannung der mit dem Kondensator in Reihe geschalteten Röhre größer" ist als die der anderen Röhre. - - -

Bei einer Speisespannung von etwa 220 V kann die Zahl der in beide Röhrenkreise eingefügten Windungen der ersten Selbstinduktion 10 bis 20 % der Gesamtzahl der Windungen der ersten Selbstinduktion betragen.

Die Erfindung wird jetzt an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es sind mit 1 und 2 zwei etwa 120 cm lange Niederdruckbogenentladungsröhren mit einem lichten Durchmesser von etwa 35 mm bezeichnet, die außer einer geringen Quecksilbermenge auch eine Argonfüllung unter einem Druck von etwa 3 mm enthalten. Die auf der Innenseite des Entladungsgefäßes mit einer nicht dargestellten Leuchtstoff schicht überzogenen Röhren sind mit je zwei mittels Barium-Strontium-Verbindung aktivierten Häuptelektroden 11 und¹ 12 bzw. 21 und 22 und je einer Hilfselektrode 13 bzw. 23 versehen. Die Hilfselektroden bestehen aus einer Mischung aus Graphit und Glasur, sind auf die Innenseite der Röhrenwand in-Form eines sich praktisch über die ganze Röhrenlänge erstreckenden Streifens von etwa 3 mm Breite aufgebracht, mit einer der Hauptelektrode» verbunden und weisen einen Widerstand von etwa 20 bis 30 Ohm/cm auf. Gewünschtenfalls kann jede Röhre auch mit einer zweiten, mit der anderen Hauptelektrode ^verbundenen Hilfselektrode versehen sein.

Die Röhre 1 ist über eine Drosselspule 3, die Röhre 2 über einen Kondensator. 4, eine Drosselspule 5 und einen Teil 6 der Drosselspule 3 an die Pole 7 und 8 einer Wechselstromquelle von 220 V, 50 Hz angeschlossen. Parallel zu Röhre 2, Drosselspule 5 und Drosselspulenteil 6 und in Reihe mit dem Kondensator 4 ist eine Hilfsdrosselspule 9 geschaltet.

Die Drosselspule 3 hat 1480 Windungen und läßt bei einer Spannung von 175 V an ihren Enden einen Strom von 0,42 A hindurch, so daß ihre Impedanz in diesem Zustand etwa 420 Ohm beträgt. Der Teil 6 hat 235 Windungen, d.h. etwa 16% der Gesamtzahl der Windungen der Drosselspule 3_;

Der Kondensator 4 hat eine Kapazität von 5 uF, d. h. eine Impedanz von- etwa .635 Ohm.

Die Drosselspule 5 läßt bei einer Spannung von 100 V einen Strom von 0,44 A hindurch, so daß ihre Impedanz in diesem Zustand etwa 230 Ohm beträgt.

Die Hilfsdrosselspule 9 läßt bei einer Spannung von V einen Strom von 0,07 A und bei einer Spannung von 180 V einen Strom von 0,03 A hindurch, so daß ihre Impedanz in diesen Zuständen etwa 3850 Ohm bzw. etwa 6000 Ohm beträgt» Das für ihre Bemessung .maßgebende VA-Produkt ist sehr gering.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie; folgt: Beim Schließen eines in eine oder beide Verbindungs-.leitungen mit den Polen 7 und 8 eingefügten, nicht dargestellten Schalters durchfließt den Kondensator 4 und die Hilfsdrotsselspule 9 ein Strom von 0,07 A, der an dieser Hilfsdrosselspule und somit auch an der Röhre 2 eine Spannung von 270 V ergibt.

Die Röhre 2 zündet bei dieser Spannung und erreicht den Bogenentladungszustand innerhalb eines geringen Bruchteils einer Sekunde. Der den Teil 6 der Drosselspule 3 durchfließende, voreilende Entladungsstrom ergibt an der Röhre 1 eine Spannung von 255 V, worauf auch diese Röhre praktisch unmittelbar den Bogenentladungszustand erreicht. Dies vollzieht sich so schnell, daß sich die Glimmperioden der Röhren nur bei einer stark herabgesetzten Spannung wahrnehmen lassen.

Absichtlich sind die Zahl der Windungen des Drosselspulenteils 6 und die Impedanz der Hilfsdrosselspule 9 so bemessen, daß die kapazitiv stabilisierte Röhre 2 eine höhere Zündspannung erhält als die induktiv stabilisierte Röhre 1.

Hierdurch wird vermieden, daß die Röhre 1, die vor dem Zünden der Röhre 2 an 220 V liegt und hierbei zünden könnte, zu lange im Glimmentladungszustand hängenbleibt.

Im normalen Betriebszustand beträgt die Spannung an der Röhre 1 etwa 110 V bei einem Röhrenstrom von etwa 0,42 A; die Spannung an der Röhre 2 beträgt hierbei etwa 110 V bei einem Röhrenstrom von etwa 0,44 A. Der die Hilfsdrosselspule 9 durchfließende Strom beträgt jetzt etwa 0,03 A, der den Kondensator 4 durchfließende Strom etwa 0,475 A und der von der Stromquelle! gelieferte Gesamtstrom etwa 0,45 A.

Hinsichtlich der Richtung sind die wattlosen Ströme der Röhrenkreise einander entgegengesetzt, so daß der Leistungsfaktor der Vorrichtung einen hohen Wert aufweist. Die stroboskopische Wirkung der Vorrichtung ist gering, da die Dunkelperioden der Röhren nicht gleichzeitig auftreten.

Die Lebensdauer der Röhren beträgt unter den erwähnten Umständen einige tausend Schaltungen.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Zündschalterfreie Betriebsvorrichtung für zwei, eine Edelgasfüllung unter einem Druck von wenigen Millimetern aufweisende Niederdruckbogenentladungsröhren, insbesondere Leuchtstoffröhren, mit zwei aktivierten Hauptelektroden und wenigstens einer im Entladungsraum entlang der Wand des Entladungsgefäßes angeordneten, mit einer der Hauptelektroden leitend verbundenen Hilfselektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Entladungsröhre (1) in Reihe mit einer ersten Selbstinduktion.' (3), die andere (2) in Reihe mit einer zweiten Selbstinduktion (5) und einem Kondensator (4), dessen Reaktanz größer ist als diejenige der zweiten Selbstinduktion, sowie in Reihe mit einem Teil (6) der ersten Selbstinduktion an einer Wechselstromquelle liegen, wobei die von der ersten Selbstinduktion abgewendete Reaktanz (4) in Reihe mit einer dieser Reaktanz entgegengesetzten Hilfsreaktanz (9) an der Stromquelle liegt.

2. Vorrichtung gemäü Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der beiden Röhrenkreisen gemeinsame Teil (6) der ersten Selbstinduktion (3) und die Impedanz der Hilfsreaktanz (9) so bemessen sind, daß die Zündspannung der mit dem Konden-

sator (4) in Reihe geschalteten Röhre (2) größer ist als die der anderen Röhre.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, für eine Speisespannung von etwa 220 V, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der in beide Röhrenkreise eingefügten Windungen (6) der ersten

Selbstinduktion (3) 10 bis 20% der Gesamtzahl der Windungen der ersten Selbstinduktion beträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 004 585; britische Patentschrift Nr. 369 060.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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