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Elektrische Mischlichtlampe zum Betrieb an Niederspannungsnetzen Die
gebräuchlichen Quecksilberhochdrucklampen mit festen Glühelektroden zeichnen. sich
zwar durch äußerst hohe Lichtausbeuten aus, haben jedoch den Nachteil, daß ihre
Lichtfarbe von der des Tageslichtes erheblich abweicht, und zwar hauptsächlich wegen
des geringen Anteiles der roten Strahlung. Zur Verbesserung der Lichtfarbe hat man
bereits verschiedentlich vorgeschlagen, Quecksilberhochdrucklampen mit Lampen andersfarbiger
Lichtausstrahlung, insbesondere mit Glühlampen, zu vereinigen, gegebenenfalls auch
in einer mit Gas gefüllten Umhüllungsröhre der Quecksilherhochdruckentladungsröhre
eine farbverbessernde zweite Entladungsröhre vorzusehen.
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Die vorliegende Erfindung geht davon aus, daß die Neonentladung die
wirtschaftlichste Lichtquelle für die Erzeugung von rotem Licht ist. Bei der zum
Betrieb an Niederspannungsnetzen von z. B. 22o Volt geeigneten Mischlichtlampe nach
der Erfindung wird ebenfalls die farbverbessernde Entladung im Hüllgefä.ß der Quecksilberhochdruckentladungsröhre
untergebracht, dabei aber in neuartiger Weise ein mit Neonfüllung versehener weiter,
kugel- oder birnenförmiger Hüllkolben verwendet, und in diesem werden die Glühelektroden
für die farbverbessernde Neonentladung so angeordnet, daßeine nur 2o bis 40 Volt
aufnehmende Aureolentladung ohne positive Säule entsteht, ferner werden die Glühelektroden
der Neonentladung durch einen Widerstand oder durch einen Schalter miteinander verbunden
und mit der ebenfalls feste Glühelektroden aufweisenden Quecksilberhochdruckentladungsröhre
in Reihe geschaltet.
Die hierbei in der Neonatmosphäre entstehende
Aureolentladung ist an sich bekannt. Zu ihrer Erzeugung ist erforderlich, daß die
Wandung des Lampengefäßes von den Elektroden verhältnismäßig weit. entfernt ist
und daß die Glühelektroden einander so weit genähert sind, daß zwischen ihnen keine
positive Entladungssäule entsteht. Beide Elektroden sind vielmehr von negativen
Glimmlichtern, die gegebenenfalls ineinander übergehen, allseitig umschlossen, so
daß die Elektroden den Kern von diffusen, aureolartigen Lichterscheinungen bilden.
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Die neuartige Mischlichtlampe kann trotz der Reihenschaltung der Aureolentladttngsstrecke
in der Neinfüllung und der Quecksilberhochdruckentladungsröhre an üblichen Netzspannungen
von z. B. 22o Volt einwandfrei gezündet «erden, weil beim Zündvorgang die gesamte
Netzspannung zunächst nur an der Quecksilberentladung liegt. Erst nach erfolgter
Zündung tritt zwischen den Elektroden der Neonentladung ein Spannungsunterschied
auf, entweder infolge des Spannungsabfalles an dem die Neonentladungsstrecke überbrückenden,
geeignet bemessenen Parallelwiderstand. oder weil der zu ihr parallel liegende Schalter
von Hand oder selbsttätig geöffnet wird. Da die Aureolentladung ohne positive Säule
nur eine Betriebsspannung von etwa 2o bis 4.o Volt benötigt, verbleibt für die eine
sehr hohe Lichtausbeute besitzende Quecksilberhochdruckentladung der weitaus größte
"feil der Netzspannung, so daß sich ein guter Gesamtwirkungsgrad ergibt, insbesondere
dann, wenn zur Strombegrenzung Impedanzwiderstände verwendet werden, die bekanntlich
hohe Entladungsbrennspannungen ermöglichen. Es hat sich gezeigt, daß infolge der
guten Rotausbeute der Aureolentladung die verhältnismäl;fig geringe, auf sie entfallende
Leistung ausreicht, um eine befriedigende Mischlichtfarbe zu erhalten.
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Mit Vorteil wird eine Quecksilberhochdruckentladungsröhre mit sehr
hohem Betriebsdampfdruck von z. B. 5 Atm., gegebenenfalls aber auch 5o Atm. und
mehr, und demzufolge sehr kleinen Abmessungen benutzt. Es ergibt sich dann der Vorteil
einer besonders gleichmäßigen Ausleuchtung des Hüllkolbens, da beide Entladungen
weitgehend in die Mitte des Hüllkolbens gerückt werden können.
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Der Strombegrenzungswiderstand kann in die Lampe mit eingebaut sein.
In den Fällen, in denen ein besonders hoher Rotgehalt der Mischlichtlampe gewünscht
wird, kann er aus einer im Hüllkolben untergebrachten kleinen Glühlampe bestehen,
der beiden Entladungsstrecken vorgeschaltet ist. Eine solche Ausführungsform ist
insbesondere für Gleich-Strombetrieb, der einen Ohmschen Vorschalt widerstand verlangt,
zweckmäßig.
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Zur weiteren Verbesserung der Farbe bzw der Lichtausbeute kann der
Hüllkolben mil einer Leuchtstoffschicht versehen sein oder aus einem Leuchtstoff
enthaltenden Glas be stehen. Zur Anregung der Leuchtstoffe kann die Strahlung der
Neonentladung und"lodei die der Quecksilberhochdruckentladung dienen, deren Entladungsgefäß
dann naturgemä£ aus einem ultraviolettdurchlässigen Glas oder Quarz besteht.
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Bei der bekannten Mischlichtlampe, bei der eine langgestreckte Quecksilberhochdruckentladungsröhre
von einer engen, mit Neonfüllung versehenen Hüllröhre konzentrisch umschlossen ist
und an beiden Enden der Hüllröhre die Glühelektroden für die Neonentladung in großem
Abstand voneinander angeordnet sind, bildet sich in dem engen Ringraum zwischen
der Quecksilberentladungsröhre und der Hüllröhre eine Neonentladung mit positiver
Leuchtsäule aus. Diese liefert aber nur dann eine brauchbare Lichtausbeute und eine
genügende Rotzumischung, wenn eine lange Entladungsstrecke zur Verfügung steht,
die naturgemäß eine hohe Zünd- und Brennspannung erfordert und einen unmittelbaren
Netzbetrieb der Mischlichtlampe unmöglich macht.
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Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von Mischlichtlampen
nach der Erfindung für den Anschluß an üblichen Netzspannungen schematisch in Ansicht
dargestellt.
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Abb. i zeigt eine Mischlichtlampe, bei der in einem weiten, kugelförmigen
Hüllkolben r eine Queeksilberhochdruckentladungsröhre 2 mit durch die Entladung
geheizten, aktivierten Glühelektroden ,3 angeordnet ist. Der Hüllkolben enthält
Neongas von niedrigem Druck, etwa 0,5 bis 5 mm Hg. Im Hüllgefäß sind ferner
zwei mit Oxyden aktivierte Glühelektroden ¢ und 5 in geringem Abstande voneinander
und mit großem, etwa 3 cm betragenden Abstand von der Hüllkolbenwandung angeordnet,
so daß zwischen den Glühelektroden eine Aureolentladung ohne positive Säule zustande
kommt, die nur 2o bis 40 Volt Spannungsaufnahme benötigt. Die Glühelektroden 4 und
5 sind über einen Widerstand 6 oder über einen Schalter 7 wie bei der Lampe nach
Abb. 2 verbunden. Die eine dieser Elektroden 4 ist mit einer zweiten Leitung unmittelbar
mit einer Elektrode 3 der Qttecksilberentladungsröhre 2 verbunden, während die Leitung
der anderen Elektrode 5 zu dem Bodenkontakt S des Sockels 9 führt. Die zweite Elektrode
der Quecksilberentladungsröhre ist mit der Sockelhülse g verbunden.
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Die Mischlichtlampe wird über einen Strombegrenzungswiderstand,
z.
B. eine Drosselspule i o, mit dem Netz verbunden. Nach dem Einschalten zündet die
Quecksilberentladung sofort, da ihre Elektroden 3 unmittelbar bzw. über den Widerstand
6 an der Netzspannung liegen. Zur Erleichterung der Zündung kann noch eine Hilfselektrode
i i nahe einer Hauptelektrode in der Quecksüberentladungsröhre 2 angeordnet sein.
Diese Hilfselektrode i i ist über .einen hohen Widerstand i-, an die zweite Netzleitung,
die zu dem Sockelbodenkontakt 8 führt, angeschlossen, Nach dem Zünden der Quecksilberentladung
tritt am Widerstand 6 ein Spannungsabfall auf, der ausreicht, um nach Aufheizung
der Elektroden q. und 5 zwischen diesen eine Entladung in der Neonfüllung des Hüllgefäßes
i einzuleiten. Wegen der hierbei noch etwas absinkenden Spannung fließt dann nur
noch ein kleiner Teilstrom durch den Widerstand 6, während der Hauptanteil des Stromes
zwischen den Elektroden q. und 5 übergeht.
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Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 unterscheidet sich von dem vorhergehenden
dadurch, daß in die Überbrückungsleitung der beiden Elektroden q. und 5 noch ,ein
Schalter 7 gelegt ist. Dieser Schalter 7 ist als Bimetallschalter ausgebildet und
kann seine Heizung von einer besonderen Heizwicklung 15 oder auch unmittelbar durch
die Wärmewirkung der und 5 erhalten. Während also die Ausführung nach Abb. i ein
Zünden beider Entladungen ohne irgendwelche Schaltvorgänge ermöglicht, wird bei
dieser Ausführung der Nebenschluß der beiden Elektroden q. und 5 nach ,einer gewissen
Anheizzeit unterbrochen, worauf die Neonentladung zündet. Der Schalter könnte naturgemäß
auch außerhalb der Lampe angebracht sein und von Hand bedient werden. Bei seiner
Ausbildung als selbsttätig wirkender Bimetallschalter wird seine Zeitkonstante zweckmäßig
so bemessen, daß er während des Einbrennvorganges der Quecksilberentladung geschlossen
bleibt und erst geöffnet wird,. wenn die Quecksilberentladung annähernd ihren Betriebszustand
erreicht hat. Nach dem Ausschalten des Schalters 7 wird die Heizwicklung 15
weiter vom Strom durchflossen und hält den Schalter offen. Bei dieser Ausführung
wird der durch den Nebenwiderstand 6 verursachte Verlust vermieden.
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An Stelle der als Strombegrenzer dienenden Drosselspule i o könnte
auch ein als Glühdraht ausgebildeter Widerstand dienen, der zweckmäßig im Innern
des Hüllgefäßes untergebracht und .in die Leitung zwischen der Elektrode 5 und der
Abzweigung zum hochohmigen Widerstand 12 .eingebaut wird. Es könnte aber auch mit
der Mischlichtlampe eine Glühlampe in Reihe geschaltet oder aber auch diese Glühlampe
mit in das Hüllgefäß i eingebaut werden. Diese Ausführungen sind mit eingebautem
Glühdraht .oder eingebauter Glühlampe besonders zweckmäßig bei Betrieb der Mischlichtlampe
an Gleichstromnetzen. Um eine Überlastung des Glühdrahtes bzw. der Glühlampe während
des Einbrennvorganges der Quecksilberentladung, die dabei bekanntlich eine erhöhte
Stromaufnahme zeigt, zu verhindern, empfiehlt es sich, in die überbrückungsleitung
der beiden Elektroden q. und 5, also in Reihe mit dem Schalter 7, und damit auch
in Reihe _mit dem zwischen der Elektrode 5 und dem Bodenkontakt 8 liegenden, in
Abb.2 nicht dargestellten zusätzlichen Glühdraht (bzw. Glühlampe) noch einen besonderen
Widerstand 13 zu legen, der nach dem Öffnen des Schalters 7 mit abgeschaltet wird.
Der Widerstand 13 wird zweckmäßig so bemessen, daß er den Strom während des Anlaufvorganges
der Quecksilberdampfentladung auf einen der Glühlampe zuträglichen Wert begrenzt.
Er nimmt dann etwa einen Spannungsabfall von q.o bis 5o Volt auf, bei welcher die
Spannung die Neonentladung noch nicht zündet.
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Zur weiteren Erhöhung des Rotgehaltes kann an der Innenseite des Hüllgefäßes
i eine Leuchtstoffschicht i q. angebracht werden, die durch die Strahlung der Quecksilberentladung
und; oder durch die der Neonentladung anregbar ist. Die Leuchtstoffe könnten auch
in dem Glas des Hüllgefäßes selbst enthalten sein. Auch kann das Hüllgefäß mattiert
oder mit besonderen lichtstreuenden oder färbenden Zusätzen versehen sein, um die
Mischung der verschiedenfarbigen Lichtquellen und deren Gesamtstrahlung zu verbessern.
Da die Neonentladung nur etwa 20 Volt Betriebsspannung benötigt, ist :es möglich,
mehrere solcher Entladungen in Reihe mit der Quecksilberentladung zu legen, wobei
die Mischlichtlampe insgesamt immer noch an gebräuchlichen Netzspannungen von z.
B. 220 Volt betrieben werden kann. Dabei kann jede der Neonentladungsstrecken einen
eigenen Überbrückungswiderstand oder -sehalter erhalten, oder es kann für sämtliche
Neonentladungsstrecken eine gemeinsame überbrückung vorgesehen sein. Man erzielt
durch das Zuschalten weiterer Neonentladungen eine weitere starke Erhöhung der Rotstrahlung
der Mischlichtlampe.
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Die elektronenemittierenden Elektroden q. und 5 ]der Aureolentladung
können, wie dargestellt, direkt oder auch indirekt geheizt sein. In letzterem Falle
sind die Heizdrähte der beiden Elektroden durch die den Widerstand 6 oder durch
die den Widerstand 13 nebst Schalter 7 enthaltende Leitung überbrückt.