DE20219149U1 - Explosion-proof light - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine explosionsgeschützte Leuchte mit Leuchtstoff-Leuchtmitteln und mit einem Akku als Notstromquelle.The invention relates to an explosion-proof luminaire with fluorescent lamps and with a battery as an emergency power source.
Explosionsgeschützte Leuchten werden in entzündbare Gase aufweisenden Umgebungen verwendet. Nach deutschen und europäischen Normen wird der Explosionsschutz einer Leuchte auf verschiedene Weise bezeichnet, z.B. mit der Angabe "Ex" (explosionsgeschützt), "Ex e" (Explosionsschutz mit erhöhter Sicherheit) und "Ex d" (Explosionsschutz mit druckfester Kapselung). Die Erfindung betrifft vorzugsweise eine Leuchte mit einem Explosionsschutz mit erhöhter Sicherheit. Gegenstand der Erfindung sind aber auch Leuchten mit einem Explosionsschutz anderer Art.Explosion-proof lights are used in environments containing flammable gases. According to German and European standards, the explosion protection of a light is designated in various ways, e.g. with the designation "Ex" (explosion-proof), "Ex e" (explosion protection with increased safety) and "Ex d" (explosion protection with pressure-resistant encapsulation). The invention preferably relates to a light with explosion protection with increased safety. However, the invention also relates to lights with other types of explosion protection.
BREMEN · ^OSNABRÜCK?*··'MONCHEN · *NÜRNB*ERC7*f GERA**- AU(JSBUR1G* · ALICANTEBREMEN · ^OSNABRÜCK?*··'MONCHEN · *NÜRNB*ERC7* f GERA**- AU(JSBUR 1 G* · ALICANTE
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Leuchtstoff-Lampen als Leuchtmittel sind für den Einsatz in explosionsgeschützten Leuchten gut geeignet, da sie sich nur geringfügig erwärmen. Ein Nachteil einer Leuchtstofflampe besteht in der Abhängigkeit von einer Mindesttemperatur. Bei ungünstigen klimatischen Bedingungen mit starkem Frost kann es passieren, dass die Leuchtstofflampen auf Grund der im Inneren ablaufenden, temperaturabhängigen physikalischen Prozesse nicht mehr funktionieren oder zumindest nicht mehr zünden beim Einschalten. Die Folge ist ein Totalausfall der Leuchte.Fluorescent lamps are well suited for use in explosion-proof luminaires because they only heat up slightly. One disadvantage of fluorescent lamps is that they are dependent on a minimum temperature. In unfavorable climatic conditions with severe frost, the fluorescent lamps may no longer function due to the temperature-dependent physical processes taking place inside them, or at least no longer ignite when switched on. The result is a total failure of the lamp.
Für bestimmte Anwendungen sind Leuchten mit einem Akku als Notstromquelle ausgerüstet. Der Akku ist im Inneren der Leuchte angeordnet. Im Normalbetrieb wird die Leuchte über eine externe Netzspannung betrieben. Bei Ausfall derselben wird der Akku für die Versorgung der Leuchtmittel zugeschaltet. Bei tiefen Temperaturen lässt die Leistungsfähigkeit des Akkus stark nach. Die Funktion als Notstromquelle ist dann gefährdet.For certain applications, lights are equipped with a battery as an emergency power source. The battery is located inside the light. In normal operation, the light is powered by an external mains voltage. If this fails, the battery is switched on to supply the lamps. At low temperatures, the performance of the battery drops significantly. Its function as an emergency power source is then at risk.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchte der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch bei außergewöhnlich tiefen Temperaturen funktionsfähig ist.The object of the present invention is to create a luminaire of the type mentioned above which is also functional at exceptionally low temperatures.
Die erfindungsgemäße Leuchte ist gekennzeichnet durch Heizmittel zumindest zum Erwärmen der Leuchtmittel oder des Akkus. Die Heizmittel werden vorteilhafterweise zusammen mit den Leuchtmitteln eingeschaltet und betrieben. Möglich ist aber auch ein zeitlicher Vorlauf der Heizmittel zum Erwärmen eines Teils der Leuchte vor dem Einschalten der Leuchtmittel. Durch die Erfindung wird der temperaturabhängige Arbeitsbereich der Leuchte drastisch erweitert. Bei Netzausfall bleiben erwärmte Akkus auch trotz niedrigster Außentemperaturen (angestrebt ist eine Sicherheit bis - 400C) funktionsfähig. Möglich ist auch eine Versorgung der Heizmittel durch den Akku. Allerdings verkürzt sich dadurch die Laufzeit des Akkus. Bevorzugt ist deshalb eine elektrische Schaltung der Leuchte derart, dass der Akku nicht die Heizmittel mit elektrischer Leistung versorgt.The lamp according to the invention is characterized by heating means at least for heating the lamps or the battery. The heating means are advantageously switched on and operated together with the lamps. However, it is also possible for the heating means to run in advance to heat part of the lamp before the lamps are switched on. The invention drastically extends the temperature-dependent operating range of the lamp. In the event of a power failure, heated batteries remain functional even in the lowest outside temperatures (safety down to -40 0 C is the aim). It is also possible for the heating means to be supplied by the battery. However, this shortens the battery's operating time. It is therefore preferred that the lamp be electrically connected in such a way that the battery does not supply the heating means with electrical power.
Neben den Leuchtstoff-Leuchtmitteln bzw. -lampen können innerhalb der Leuchte weitere temperaturempfindliche Bauteile, etwa elektronische Bauteile vorhanden sein. Auch diesen können Heizmittel zugeordnet sein.In addition to the fluorescent lamps, there may be other temperature-sensitive components inside the luminaire, such as electronic components. Heating elements may also be assigned to these.
Die Leuchte weist ein Gehäuse mit einem Boden zur Aufnahme elektronischer Bauteile sowie einen durchscheinenden Deckel auf. Der Boden ist tiefgezogen und wannenartig ausgebildet, ebenso der Deckel. Letzterer ist gegenüber dem Boden umlaufendThe lamp has a housing with a base for holding electronic components and a translucent cover. The base is deep-drawn and shaped like a trough, as is the cover. The latter runs all the way around the base.
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abgedichtet und mit dem Boden durch geeignete Halte- und/oder Arretiermittel verbunden. Die Heizmittel sind vorzugsweise zwischen einer Wandung des Gehäuses und dem zu wärmenden Bauteil angeordnet. Dadurch ergibt sich ein relativ gleichmäßiges Temperaturprofil innerhalb des zu wärmenden Bauteils. 5sealed and connected to the floor by suitable holding and/or locking means. The heating means are preferably arranged between a wall of the housing and the component to be heated. This results in a relatively uniform temperature profile within the component to be heated. 5
Vorzugsweise sind als Heizmittel elektrische Heizschlangen vorgesehen. Diese sind insbesondere als explosionsgeschützt zertifiziert, möglichst in der selben Weise wie die Leuchte im Übrigen.Preferably, electric heating coils are used as heating means. These are certified as explosion-proof, if possible in the same way as the rest of the luminaire.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind die Heizmittel temperaturgesteuert. Ein Fühler kann die Temperatur der Heizmittel selbst oder die Innentemperatur der Leuchte ermitteln und nach Erreichen eines oberen Grenzwerts, z.B. 2O0C, die Heizmittel abschalten und diese nach Erreichen eines unteren Grenzwerts, z.B. 1O0C, wieder einschalten.According to a further idea of the invention, the heating means are temperature-controlled. A sensor can determine the temperature of the heating means itself or the internal temperature of the lamp and switch off the heating means after reaching an upper limit value, e.g. 2O 0 C, and switch them on again after reaching a lower limit value, e.g. 1O 0 C.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung im Übrigen. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Further features of the invention emerge from the claims and from the description. Advantageous embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings. They show:
Fig. 1Fig.1
eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Leuchte,a partially sectioned side view of a luminaire according to the invention,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Leuchte gemäß Fig. 1, zur DarstellungFig. 2 is a longitudinal section through the luminaire according to Fig. 1, showing
eines Bodens mit darin angeordneten Teilen,a base with parts arranged therein,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Leuchte gemäß Fig. 1 (ohne eingesetzteFig. 3 a top view of the luminaire according to Fig. 1 (without inserted
Leuchtmittel),lamps),
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Leuchte entlang der (abgewinkelten)Fig. 4 a cross section through the luminaire along the (angled)
Schnittlinie A-A in Fig. 3,Section line A-A in Fig. 3,
Fig. 5 einen Querschnitt durch die Leuchte entlang der Schnittlinie B-B in Fig.Fig. 5 a cross-section through the luminaire along the section line B-B in Fig.
2,2,
Fig. 6Fig.6
einen Querschnitt durch die Leuchte entlang der Schnittlinie C-C in Fig. 1.a cross-section through the luminaire along the section line C-C in Fig. 1.
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Eine Leuchte 10 ist als explosionsgeschützte Notleuchte (Typ Ex d) für die Verwendung auf Bohrinseln vorgesehen. Leuchten dieses Typs sind grundsätzlich bekannt, beispielsweise auch für Schiffe. Die Notfunktion besteht in der Eigenschaft der Aufrechterhaltung einer Beleuchtung trotz Ausfall einer Netzspannung. Zu diesem Zweck ist in der Leuchte 10 ein Akku 11 als Notstromquelle angeordnet. Beim Ausfall der Netzspannung soll die Leuchte bis zu drei Stunden - auch mit verminderter Leuchtkraft - weiter leuchten. Die hier dargestellte Leuchte 10 baut auf dieser bekannten Leuchte auf.A lamp 10 is intended as an explosion-proof emergency lamp (type Ex d) for use on oil rigs. Lamps of this type are generally known, for example for ships. The emergency function consists in maintaining lighting despite a mains voltage failure. For this purpose, a battery 11 is installed in the lamp 10 as an emergency power source. If the mains voltage fails, the lamp should continue to shine for up to three hours - even with reduced luminosity. The lamp 10 shown here is based on this known lamp.
Die Leuchte 10 besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse mit Boden 12 und Deckel 13, zwei (hier nicht gezeigten) Leuchtstofflampen, dem Akku 11 und weiteren mechanischen, elektrischen und elektronischen Komponenten. Die Leuchte 10 ist etwa 70 cm lang, 12 cm breit und 10 cm hoch. Etwa 40-50% der Höhe werden vom Boden 12 eingenommen. Der Rest der Höhe ergibt sich durch die Abmessungen des Deckels 13. The lamp 10 essentially consists of a housing with a base 12 and a cover 13, two fluorescent lamps (not shown here), the battery 11 and other mechanical, electrical and electronic components. The lamp 10 is approximately 70 cm long, 12 cm wide and 10 cm high. Around 40-50% of the height is taken up by the base 12. The rest of the height is determined by the dimensions of the cover 13.
In ein umlaufendes Deckelflanschprofil 14 ist eine Dichtung 15 eingesetzt, die an einem Bodenflansch 16 zur Anlage kommt. An einer Längsseite 17 der Leuchte 10 sind Scharniere 18, 19, 20 zur gelenkigen Verbindung von Boden 12 und Deckel 13 vorgesehen. Außerdem sind an beiden Längsseiten 17, 21 schwenkbare Haken 22 vorgesehen, die den Deckel 13 mit dem Boden 12 im Bereich der umlaufenden Dichtung 15 pressend verbinden. Haken 22 in Schließstellung sind in Fig. 4 gut erkennbar. Der geöffnete Deckel 13 mit geöffneten Haken 22 ist in Fig. 6 gezeigt.A seal 15 is inserted into a circumferential cover flange profile 14, which rests against a base flange 16. Hinges 18, 19, 20 are provided on a long side 17 of the lamp 10 for the articulated connection of the base 12 and cover 13. In addition, pivoting hooks 22 are provided on both long sides 17, 21, which press-connect the cover 13 to the base 12 in the area of the circumferential seal 15. Hooks 22 in the closed position can be clearly seen in Fig. 4. The open cover 13 with open hooks 22 is shown in Fig. 6.
Im Boden 12 ist knapp oberhalb einer Bodenwand 23 ein hierzu paralleles Tragblech 24 angeordnet. Dieses weist ein im Wesentlichen U-förmiges (zum Deckel 13 offenes) Querschnittsprofil auf mit einem Profilboden 25 und Profilseiten 26, 27.A support plate 24 parallel to a base wall 23 is arranged in the base 12 just above the base wall 23. This has a substantially U-shaped cross-sectional profile (open to the cover 13) with a profile base 25 and profile sides 26, 27.
Auf dem Tragblech 24 sind verschiedene mechanische, elektrische und elektronische Komponenten angeordnet, insbesondere der Akku 11, welcher sich nahe der Profilseite 26 und nahe des Profilbodens 25 in Längsrichtung der Leuchte 10 erstreckt. Der Akku 11 sitzt an seinen Enden in Haltern 28, 29. Etwa auf halber Länge des Akkus 11 ist eine gabelförmige Stütze 30 vorgesehen. Halter 28, 29 und Stütze 30 sind auf dem Profilboden 25 montiert.Various mechanical, electrical and electronic components are arranged on the support plate 24, in particular the battery 11, which extends near the profile side 26 and near the profile base 25 in the longitudinal direction of the lamp 10. The battery 11 is seated at its ends in holders 28, 29. A fork-shaped support 30 is provided approximately halfway along the length of the battery 11. Holders 28, 29 and support 30 are mounted on the profile base 25.
Etwa auf der Höhe des Bodenflansches 16 ist ein Mittelträger 31 parallel zum Tragblech 24 vorgesehen. Der Mittelträger 31 erstreckt sich parallel zur Bodenwand 23Approximately at the height of the base flange 16, a central support 31 is provided parallel to the support plate 24. The central support 31 extends parallel to the base wall 23
und knapp oberhalb des umlaufenden Bodenflansches 16. Auf dem Mittelträger 31 sind Fassungen 32, 33 für zwei Leuchtstofflampen (nicht gezeigt) sowie zwei Tastschalter 34, 35 angeordnet. Diese schalten die Leuchte 10 beim Anheben des Deckels 13 stromlos. Die Tastschalter 34, 35 sind jeweils zwischen den Fassungen 32, 33 und in der Nähe von Stirnseiten 36, 37 des Deckels 13 angeordnet. Eine Oberwand 38 des Deckels 13 weist innenseitig abwärtsgerichtete Taststifte 39 auf, die die Tastschalter 34 35 beim Schließen des Deckels 13 beaufschlagen und so eine Umschaltung von "stromlos" in "stromführend" ermöglichen.and just above the surrounding base flange 16. Sockets 32, 33 for two fluorescent lamps (not shown) and two pushbutton switches 34, 35 are arranged on the central support 31. These switch the lamp 10 off when the cover 13 is lifted. The pushbutton switches 34, 35 are each arranged between the sockets 32, 33 and near the front sides 36, 37 of the cover 13. An upper wall 38 of the cover 13 has downward-pointing sensing pins 39 on the inside, which act on the pushbutton switches 34 35 when the cover 13 is closed and thus enable switching from "de-energized" to "energized".
Die hier gezeigte Leuchte 10 ist für die Verwendung unter extremen klimatischen Bedingungen, nämlich besonders tiefen Temperaturen vorgesehen. Angestrebt sind Temperaturen bis - 4O0C. Um den Betrieb auch unter diesen Bedingungen zu ermöglichen weist die Leuchte 10 im Gehäuse angeordnete Heizmittel auf. Konkret handelt es sich um Heizschlangen 40, 41 und Heizleiter 42, 43. Die Heizmittel sind in derselben Weise wie die Leuchte (ohne Heizmittel) als explosionsgeschützt ausgelegt und zertifiziert.The lamp 10 shown here is intended for use under extreme climatic conditions, namely particularly low temperatures. Temperatures of down to -40 ° C are targeted. To enable operation under these conditions, the lamp 10 has heating means arranged in the housing. Specifically, these are heating coils 40, 41 and heating conductors 42, 43. The heating means are designed and certified as explosion-proof in the same way as the lamp (without heating means).
Die Heizschlangen 40, 41 sind unmittelbar oberhalb und unterhalb des Mittelträgers 31 (ohne Abstand zu diesem) und an demselben gehalten. Beide Heizschlangen 40, 41 sind mäanderförmig gelegt, d.h. mit aufeinanderfolgend stets die Richtung wechselnden Krümmungsradien. Dabei sind Berührungspunkte 44 gebildet zwischen einem Ausgang einer Krümmung und einem Eingang der übernächsten Krümmung. Im Bereich der Berührungspunkte 44 sind die Heizschlangen 40, 41 auf dem Mittelträger 31 über geeignete Haltemittel, Klammem oder dergleichen fixiert. Die Krümmungsradien betragen etwa 1,5 cm (Innenradius).The heating coils 40, 41 are directly above and below the central support 31 (without any gap therefrom) and are held on the same. Both heating coils 40, 41 are laid in a meandering shape, i.e. with radii of curvature that change direction one after the other. Contact points 44 are formed between an exit of one curve and an entrance of the next curve. In the area of the contact points 44, the heating coils 40, 41 are fixed to the central support 31 using suitable holding means, clamps or the like. The radii of curvature are approximately 1.5 cm (inner radius).
Die Heizschlangen 40, ,41 und Heizleiter 42, 43 sind vollständig isoliert, sodass Kontakte mit benachbarten Bauteilen (elektrisch) unschädlich sind.The heating coils 40, ,41 and heating conductors 42, 43 are completely insulated so that contacts with neighboring components are (electrically) harmless.
Die Heizschlangen 40, 41 erstrecken sich etwa über die Länge und die wirksame Breite der Leuchtstofflampen, siehe insbesondere Fig. 3, 5 und 6. Die obere Heizschlange 40 liegt direkt an den Leuchtstofflampen an oder weist gegenüber diesen nur einen geringen Abstand auf. Auf Grund dieser und relativ zum Gehäuse mittigen Anordnung wird der Innenraum des Gehäuses durch die Heizschlangen 40, 41 wirksam und schnell aufgewärmt bzw. kann auf einer deutlich höheren Temperatur im Verhältnis zur Außentemperatur gehalten werden. Zugleich werden die Leuchtstofflampen besonders gewärmt.The heating coils 40, 41 extend approximately over the length and the effective width of the fluorescent lamps, see in particular Fig. 3, 5 and 6. The upper heating coil 40 is directly adjacent to the fluorescent lamps or is only a short distance away from them. Due to this and the central arrangement relative to the housing, the interior of the housing is heated up effectively and quickly by the heating coils 40, 41 or can be kept at a significantly higher temperature in relation to the outside temperature. At the same time, the fluorescent lamps are particularly warmed.
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Die Heizleiter 42 sind im Boden 12 angeordnet, nämlich vollständig umlaufend und auf dem Profilboden 25, im Bereich des Übergangs zwischen Profilboden 25 und den Profilseiten 26, 27. Zugleich liegt der Heizleiter 42 mit einem großen Teil seiner Länge am Akku 11 an oder weist gegenüber diesem nur einen geringen Abstand auf. Dadurch ergibt sich eine direkte Wärmeeinwirkung auf den Akku 11 und auf im Bereich des Tragblechs 24 angeordnete elektrische oder elektronische Bauteile.The heating conductors 42 are arranged in the base 12, namely all the way around and on the profile base 25, in the area of the transition between the profile base 25 and the profile sides 26, 27. At the same time, the heating conductor 42 rests against the battery 11 with a large part of its length or is only a short distance away from it. This results in a direct heat effect on the battery 11 and on electrical or electronic components arranged in the area of the support plate 24.
Die Heizmittel sind grundsätzlich ständig an die Netzspannung angeschlossen. In der Leuchte 10 ist aber ein Temperaturregler (nicht gezeigt) vorgesehen, der die Heizmittel in Abhängigkeit von einer Innentemperatur der Leuchte gegebenenfalls von der Netzspannung trennt und nach Erreichen eines unteren Grenzwerts wieder zuschaltet. Bevorzugt ist eine Innentemperatur von plus 10° bis plus 2O0C (unterer und oberer Grenzwert).
15The heating means are always connected to the mains voltage. However, a temperature controller (not shown) is provided in the lamp 10, which disconnects the heating means from the mains voltage depending on the internal temperature of the lamp and switches it back on again when a lower limit is reached. An internal temperature of plus 10° to plus 20 0 C (lower and upper limit) is preferred.
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Bei Ausfall der Netzspannung werden auch die Heizmittel stromlos. Lediglich die Leuchtmittel werden aus dem Akku 11 versorgt. Leuchtmittel und Akku 11 weisen bei Übergang in den Notbetrieb eine günstige Betriebstemperatur auf. Auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen ist deshalb ein Ausfall nicht zu befürchten. Ein Notbetrieb über die angestrebte Zeitdauer von 3 Stunden ist möglich.If the mains voltage fails, the heating elements also lose power. Only the lamps are supplied from the battery 11. The lamps and battery 11 have a favorable operating temperature when switching to emergency operation. There is therefore no risk of failure even at very low outside temperatures. Emergency operation over the target period of 3 hours is possible.
Die bei Anliegen der Netzspannung mitlaufenden Heizmitteln sichern auch den Betrieb der Leuchtmittel bei sehr niedrigen Außentemperaturen.The heating elements that run when the mains voltage is applied ensure that the lamps can also operate at very low outside temperatures.
In der Praxis werden Leuchten des beschriebenen Typs einmal eingeschaltet und erst nach Erreichen der Leuchtmittel-Lebensdauer zum Auswechseln der Leuchtmittel abgeschaltet. Für das erstmalige Einschalten nach dem Einsetzen neuer Leuchtmittel kann ein zeitlicher Vorlauf der Heizmittel vorgesehen sein. Möglich ist aber auch ein synchrones Einschalten der Heizmittel und Leuchtmittel. Sofern die Leuchtmittel auf Grund niedriger Außentemperaturen nicht zünden wollen (Leuchtstofflampen) stellt sich spätestens nach entsprechender Erwärmung der Leuchte die gewünschte Zündung ein.In practice, lights of the type described are switched on once and only switched off once the lamp's service life has been reached to replace the lamp. The heating elements can be switched on for the first time after new lamps have been installed. However, it is also possible to switch on the heating elements and lamps synchronously. If the lamps do not want to ignite due to low outside temperatures (fluorescent lamps), the desired ignition occurs at the latest after the lamp has warmed up accordingly.
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