NO321690B1 - Sikkerhetskonstruksjon for lysror - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning inne i en glasskolbe i et lysrør, der lysrøret omfatter en inne i glasskolben montert elektrode hvilken i det minste er delvis omgitt av en inne i glaskolben montert elektrodebeskyttelse.

I JP 56134468 (Patent Abstracts of Japan Vol. 006012,23 Januar 1982) er det tidligere kjent et lysrør som omfatter en glasskolbe og en elektrode, der elektroden i sin monteringsposisjon er plassert i en avstand på innsiden av glasskolbens vegg.

I EP 0555619 Al er det tidligere kjent et lysrør som omfatter en glasskolbe, en elektrode og en foran elektroden plassert skive av et elektrisk isolerende materiale, der elektroden i sin monteringsposisjon er plassert i en avstand fra innsiden av glasskolbens vegg.

I WO 81/01344 er det tidligere kjent et lysrør som omfatter en glasskolbe og en

elektrode som omgis av en med elektroden elektrisk ikke forbundet elektrodeskjerm av elektrisk ledende materiale. Elektrodeskjermen utgjøres av et boksformet hylster i hvilken bunn det er anordnet en åpning for innføring av elektroden i boksen indre. Boksens åpne ende er tilsluttet en skive av elektrisk isolerende materiale forsynt med et sentralt hull.

EP 0383728 beskriver en sirkulær katode som er snurret inn i enden. En krave tres over innsnevringen og deler av denne brettes så opp mot kraven for å holde den på plass. Kraven sentrerer katoden i glassylinderen.

GB 2328075 beskriver et støtteelement i et lysstoffrør med sirkulære elektroder i hver ende av lysstoffsylinderen. Støtteelementet er en sylinder og består av kompressibelt elektrisk isolerende materiale. Støtteelementets ytre diameter tilsvarer lysstoffrørsylinderens indre diameter.

Lysrør av ovenfor nevnte type er forsynt med elektroder, som vekselvis arbeider som katoder respektive anoder, der katodefunksjonen er den kritiske med hensyn på livslengde, regnet i branntimer, og produktsikkerhet.

Lysrørsmarkedet i dag domineres av lysrør som har elektroder av såkalt varmkatodetype. Denne elektrodetypen er forsynt med spesielt emittermateriale, hvilket har evne til å emittere elektroner ved relativt lav temperatur og relativt dårlig energitilførsel. Den nødvendige energien for elektronemisjon tilføres delvis gjennom elektrisk oppvarming av elektrodens spiral, som kan være en wolframspiral, delvis fra den kinetiske energien hos innkomne gass-ioner (katodefunksjon) og elektroner (anodefunksjon).

Katodespenningsfall og anodespenningsfall hos et lysrør i funksjon er av størrelsesorden 10 V, og det varmeste punktet på lysrørglasset, det vil si på glasskolben, er i nærheten av elektrodene, dog uten å oppnå slike verdier som kan risikere sikkerheten.

Når en elektrode har helt eller nesten helt mistet sitt emittermateriale, så øker katodespenningsfallet kraftig, hvilket innebærer at både antallet innkomne gass-ioner og bevegelsesenergien hos disse øker kraftig, hvilket fører til en dramatisk økning av varmeutviklingen i den aktuelle elektroderegionen.

Så vidt det kan bedømmes konsentreres varmeenergien innledningsvis til spiralen. Om denne raskt smelter og mister sin forbindelse med spenningsforsyningen så kommer varmeenergien til å konsentreres til strømtilførselen som da kan smelte ned og forårsake at smeltet metall faller ned på glasskolbens innside. I lysrør i samsvar med JP 56134468 og EP 0555619 Al, det vil si lysrør som ikke har en elektrodebeskyttelse finnes det ingenting som kan forhindre dette. I lysrør i samsvar med WO 81/01344, det vil si lysrør som har et elektrodebeskyttelse som i det minste delvis er plassert mellom spiralen og glasskolbens innside sett i vertikal retning når lysrøret er montert i driftsstilling, hvilket betyr horisontalt eller i vinkel med horisontalplanet, kommer disse dråper til å samles opp av elektrodebeskyttelsen, i det minste om man har en relativ stor elektrodebeskyttelse slik det vises i denne publikasjonen, hvilken beskyttelse således kan hindre dråpene i å nå innsiden av glasskolbens overflate.

Om spiralen forblir inntakt eller hovedsakelig i utgangsposisjon i flere minutter så vil selve elektrodebeskyttelsen, i de tilfeller en slik finnes, varmes opp kraftig. Når siden ledningsvarme fra elektrodebeskyttelsen gjør glasset i innsmeltingsområdet mykt så kan elektrodebeskyttelsen bøyes ned av tyngdekraften for å komme i kontakt med innsiden av glasskolbens overflate.

En sprekk i glasskolben kan således forårsakes av at smeltede metalldråper eller den varme elektrodebeskyttelsen kommer i kontakt med innsiden av glasskolbens overflate. Disse sprekkene kan få lysrøret til å gå i stykker og i verste fall brekke av å falle ut av sitt armatur. Dette fenomenet er velkjent under benevningen "Safety at end of life". Sikkerhetsaspektet i forbindelse med lysrørsavbrenthet behandles i europeiske og internasjonale normer som vedrører lysrør og driftverktøy for disse, under avsnitt "Abnormal conditions".

Elektriske anordninger som bygges inn i lysrørsdriftverktøyet av høyfrekvenstypen med hensyn på å forhindre den økede varmeutvikling i elektroderegionen er tidligere kjent.

Hensikten med oppfinnelsen er å forhindre at lysrøret ved slutten av sin livssyklus kan falle ut av armaturet sitt.

Dette oppnås med en anordningen angitt i karakteristikken til patentkrav 1.

Gjennom å benytte lysrør utstyrt med en anordning i samsvar med oppfinnelsen som forhindrer direkte kontakt mellom elektrodebeskyttelsen og innsiden av glasskolben, unngås sprekker i glasskolben i forbindelse med lysrørets utbrenthet, forårsaket av at den varme elektrodebeskyttelsen kommer i kontakt med innsiden av glassrørets overflate. Samtidig opprettholdes elektrodebeskyttelsens funksjon som forhindrer smeltede metalldråper fra spiralen å falle ned på innsiden av glasskolbens overflate, hvilket kan gi opphav til sprekker i glasskolben. Disse sprekkene kan få glassrøret til å gå i stykker og å brekke av og således falle ut av sitt armatur.

Oppfinnelsen beskrives nærmere nedenfor i form av flere utføringseksempler og med henvisning til de vedlagte figurene. Fig. 1 viser i lengdesnitt et lysrørs ende forsynt med en elektrodebeskyttelse og et distanseelement i samsvar med en utførelsesform av oppfinnelsen. Fig. 2a og 2b viser skjematisk elektrodebeskyttelsen fra fig. 1 i lengdesnitt respektive i endeperspektiv. Fig. 2c viser i planperspektiv en glimmerskive som har til hensikt å dekke den åpne ende av elektrodebeskyttelsen fra fig. 2a og 2b. Fig. 2d og 2e viser i lengdesnitt respektive endeperspektiv elektrodebeskyttelsen med fastmontert glimmerskive i samsvar med fig. 2c. Fig. 3a viser et mulig resultat av forhøyet varmepåvirkning av glasset i innsmeltningsområdet hos glasskolben, samt en annen utføringsform av distanseelementet i samsvar med oppfinnelsen.

Fig. 3b og 3c viser skjematisk to ytterligere utførelsesformer av oppfinnelsen.

Fig. 4 viser en ytterligere utførelsesform av glimmerskiven.

Fig. 5a viser enda en utførelsesførelsesform av glimmerskiven.

Fig. 5b i lengdesnitt en elektrodebeskyttelse med montert glimmerskive i samsvar med fig. 5a. Fig. 5c viser et tverrsnitt av en elektrodebeskyttelse med montert glimmerskive i samsvar med fig. 5a.

I fig. 1 vises i lengdesnitt den ene enden av et lysrør 2. Lysrørets 2 glasskolbe 4 er ved sin ende på konvensjonell måte lukket med en fot 6, som samtidig fungerer som bæreorgan for elektrodens 8 støttende elektrodestøtte 10. Denne støtten 10 som er elektrisk ledende, er forbundet med ledningstråder 12 som er innsmeltet i foten 6, gjennom hvilken strøm kan bringes til å passere elektroden 8 og varme opp denne. Ledningstrådene 12 er i sin andre ende koblet til et støpsel 14 hvilken igjen kan kobles til en strømforsyningsenhet (ikke vist). Elektroden 8 omgis av en elektrodebeskyttelse 16, som er elektrisk ledende og av metall, fortrinnsvis jern eller nikkel. Beskyttelsen 16 støttes av et i foten 6 innsmeltet stag 18 og er elektrisk isolert fra elektroden 8. Med en beskyttelse 16 i overensstemmelse med ovenfor oppnås en kraftig forhøyet refleksjon tilbake til elektrodens 8 overflate og fra denne overflaten frigjøres atomer og molekyler, så vel slike som frigjøres gjennom ion-bombardement, som slike som fordamper fra elektrodens 8 overflate. Dette får til følge at lysrørets 2 livslengde øker anselig og reduserer tapet av emissionsmaterialet fra elektroden 8.

Slik det fremgår av fig. 2a og 2b har elektrodebeskyttelsen 16 form av en kopp hvor bunnen har opptatt en avlang åpning 20 for innføring av elektroden 8 og deler av elektrodestøtten 10. Elektrodebeskyttelsens åpne ende 22 lukkes ved hjelp av et distanseelement 24 i form av en elektrisk ikkeledende plan skive 24, slik det fremgår av fig. 2c, kalt blendeskive. Denne er utstyrt med fire langs omkretsen fordelte radielle fingre 26 som har lik form, derimellom liggende spor 27 og en sentral åpning 28. Det bør påpekes at antall fingre 26 kan varieres og således må ikke antallene nødvendigvis være fire eller være jevnt fordelte. Slik det fremgår av fig. 2d er elektrodebeskyttelsen 16 forsynt med en flens 30 forsynt med spor 32. Sporet 32 er tilpasset etter formen på skiven 24 slik at elektrodebeskyttelsens åpne ende 22 skal være mulig å lukke med skiven 24 i overensstemmelse med det som vises i fig. 2c-2e. De mellom sporet 32 gjenværende tungene 33 av flensen 30 passer i skivens spor 27 og kan bøyes eller brettes for å holde tilbake skiven 24 ved elektrodebeskyttelsen 16. Tungene 33 skal brettes slik at de ikke skyves ut aksielt (eller radielt) og berører glasset før skiven 24 stopper, nedenfor beskrevet nedbøyningsbevegelse av elektrodebeskyttelse 16. Man bøyer den passende radielt bort fra omkretsen.

Når en elektrode mot slutten av sitt livsløp har helt, eller nesten helt mistet sitt emittermateriale så oppstår, som ovenfor nevnt, en dramatisk økning av varmeutviklingen i den aktuelle elektroderegionen. Varmeenergien konsentreres innledningsvis til elektroden 8 som fortrinnsvis er en wolframspiral. Om elektroden 8 forblir intakt eller blir hovedsakelig i utgangsposisjonen i lengre tid, for eksempel flere minutter, så vil selve elektrodebeskyttelsen varmes kraftig opp. Når ledningsvarme fra elektrodebeskyttelsen 16 siden gjør glasset i innsmeltingsområdet 6 mykt, eller om elektrodebeskyttelsens 16 bærende stav 18 mykner, så kan elektrodebeskyttelsen 16 bøyes ned av tyngdekraften og kan komme i kontakt med innsiden av glasskolbens overflate. Fordi skiven 24 er forsynt med fingre 26 som strekker seg utenfor elektrodebeskyttelses 16 radielle omkretsoverflate, så forhindres elektrodebeskyttelsen 16 fra å komme i direkte kontakt med innsiden av glasskolbens 4 vegg, da den forskyves ut av sin monteringsposisjon i radiell retning med hensyn på glasskolbens 4 utstrekning. Dette oppnås ved at den utenfor elektrodebeskyttelsen 16 liggende del av skiven 24 kommer i kontakt mot innsiden av glasskolbens 4 vegg, fordi elektrodebeskyttelsen 16 kommer i direkte kontakt med denne. Fingrene 26 skal skyves ut så mye at den varmeenergien som er lagret i disse, ikke forårsaker sprekker i glasskolben 4 i forbindelse med at en eller flere fingre 26 kommer i kontakt med innsiden av glasskolbens 4 vegg.

Slik det fremgår av fig. 2c er blenderskiven 24 forsynt med en sentral åpning 28, fortrinnsvis med sirkulær form. For et normalt lysrør med glasskolbediameter 38 mm har åpningen 28 en diameter på fortrinnsvis 10-12 mm, for 26 mm rør er åpningen ca. 8mmm og for rør med mindre diameter er åpningen mindre. Mindre diameter reduserer svertningen av glasskolbeveggens innside men øker samtidig startspenningen til uakseptable verdier. Større diameter reduserer bare startspenningen ubetydelig men øker glasskolbeveggens svertning anseelig.

Fordi utladningen må passere gjennom den begrensede åpningen 28 i skiven 24, oppnås under de halvperioder som spiralen 8 fungerer som anode en kraftig økning av elektrodetettheten i nærheten av spiralen 8, hvorved anodefallet reduseres, hvilket medfører redusert kadodetemperatur og dermed redusert fordampningshastighet.

Skiven 24 må utgjøres av et materiale som ikke spruter/avgir gasser ved ion-bombardement ettersom ion-bombardement, om skiven er av eksempelvis jern, gir opphav til ytterligere sprutemateriale og dermed øket svertning av innsiden av glasskolbens vegg. Skiven 24 bør ha dårligere varmeledningsevne enn elektrodebeskyttelsen 16 og består fortrinnsvis av glimmer. Ved anvendelse av en glimmerskive 24 øker dens tykkelse fortrinnsvis til 0,10-0,15 mm og den skal fortrinnsvis skyve ut utenfor elektrodebeskyttelsen 16 med en avstand som ligger i intervallet 0,1-6mm, fortrinnsvis 0,5-2mm. Fig. 3a viser et mulig resultat av forhøyet varmepåvirkning på glasset i innsmeltningsområdet hos glasskolben, dersom spiralen 8 forblir inntakt eller blir hovedsakelig igjen i utgangsposisjonen i flere minutter, og selve elektrodebeskyttelsen 16 varmes opp så kraftig at ledningsvarmer fra elektrodebeskyttelsen 16 gjør glasset i innsmeltingsområdet 6 mykt, og elektrodebeskyttelsen 16 bøyes ned av tyngdekraften og nærmer seg innsiden av glasskolbens 4 overflate. Fig. 3b viser en mulig plassering av en anordning i samsvar med oppfinnelsen der anordningen består av et distanseelement 34 i form av et ringformet legeme eller belegg 34 anordnet på den radielle omkretsoverflaten, manteloverflaten av et elektrodebeskyttelse 16a. Fig. 3c viser en mulig plassering av en anordning i samsvar med oppfinnelsen der anordningen består av et distanseelement 36 i form av en ringformet legeme, eller belegg 36 anordnet på den aksielle omkretsoverflaten av en elektrodebeskyttelse 16b.

Med elektrodebeskyttelsens 16 omkretsoverflate menes således omkretsoverflaten i både aksiell og radiell retning med hensyn til elektrodebeskyttelsens 16 utstrekning.

En anordning i overensstemmelse med oppfinnelsen kan dessuten helt eller delvis stikke ut fra innsiden av glasskolbens 4 vegg, og bestå av et distanseelement 37 i form av en ringformet legeme eller overflatebelegg 37 anordnet på innsiden av glasskolbens vegg 4 slik det er vist i fig. 3a. Som alternativ til den viste hele ringen

37 kan et flertall separate distanseelement være anordnet i ring, skjøvet inn radielt fra glasskolbens 4 innside (ikke vist). Fig. 4 viser en ytterligere utførelsesform av et distanseelement 24a i form av en blendeskive 24a, som har i det minste et parti 38 som stikker utenfor elektrodebeskyttelsens 16 omkretsoverflate. Fingrene 26 i skiven 24 som vises i fig. 2c tilsvarer i dette tilfellet et større sammenhengende parti 38. Elektrodebeskyttelsens 16 radielle omkretsoverflate befinner seg i dette tilfellet i bunnen av det langs omkretsen anordnede sporet 40. Utformingen av elektrodebeskyttelsens 16 frie ende 22 er i dette tilfellet tilpasset til utformingen av skivens 24a omkrets, for eksempel slik at festetungen 33 passer i sporet 40. Fig. 5a viser enda en utførelsesform av et distanseelement i form av en blendeskive 24b. Skiven 24b er anordnet på samme vis som skiven 24 vist i fig. 2c med følgende forskjell: i stedet for fingrene 26 og omkretsspor 27 i samsvar med det som vises i fig. 2c er skiven 24b i samsvar med fig. 5a utformet med fire bueformede gjennomgående hull 44, likt fordelt langs omkretsen. Gjennom disse hull 44 er de utstikkende tungene 33 på flensen 30 ment å føres og siden bøyes for å holde skiven 24b på plass ved elektrodebeskyttelsen 16. Blendeskivens 24b kant 46 stikker radielt ut utenfor elektrodebeskyttelsens 16 omkretsoverflate. Fig. 5b og 5c viser skiven i samsvar med fig. 5a montert på et elektrodebeskyttelse 16.

Anordningen kan dessuten bestå av ett eller flere distanseelementer plassert på en slik måte at elektrodebeskyttelsen 16 forhindres i å komme i direkte kontakt med innsiden av glasskolbens 4 vegg, når elektrodebeskyttelsen 16 flyttes ut av sitt monteringsområde i radiell retning med hensyn på glasskolbens 4 utstrekning, ved at direkte kontakt oppstår mellom elektrodebeskyttelsen 16 og distanseelementet/distanseelementene respektive distanseelementet/distanseelementene og innsiden av glasskolbens 4 vegg, før elektrodebeskyttelsen kommer i direkte kontakt med innsiden av glasskolbens 4 vegg.

Dersom elektrodebeskyttelsen 16 er utstyrt med et metallisk belegg på den overflaten som er rettet mot elektroden 8, så kan selve elektrodebeskyttelsen være av et annet materiale enn metall.

Oppfinnelsen kan anvendes i vanlige stavformede lysrør, for eksempel av varmkatodetype, med to sokler med ulike ytterdiametre slik som eksempelvis 38 mm (T12), 26 mm (T8) og 17 mm (T5), så vel som i lysrør av andre typer, eksempelvis kompaktlysrør med en sokkel.

Claims (11)

1. Anordning inne i en glasskolbe (4) i et lysrør (2), der lysrøret (2) omfatter en inne i glasskolben (4) montert elektrode (8) hvilken i det minste er delvis omgitt av en inne i glasskolben (4) montert elektrodebeskyttelse (16, 16a, 16b) og der elektrodebeskyttelsen (16, 16a, 16b) i sin monteringsposisjon er beliggende mellom elektroden (8) og glasskolbens (4) vegg i avstand fra disse karakterisert vedat anordningen omfatter et distanseelement (24, 24a, 24b, 34, 36, 37) plassert på en slik måte at elektrodebeskyttelsen (16, 16a, 16b) forhindres i å komme i direkte kontakt med innsiden av glasskolbens (4) vegg når elektrodebeskyttelsen (16, 16a, 16b) forskyves ut av sitt monteringsposisjon i radiell retning med hensyn på glasskolbens (4) utstrekning, ved at berøring oppstår mellom elektrodebeskyttelsen (16, 16a, 16b) og distanseelementet (24, 24a, 24b, 34, 36, 37) respektive mellom distanseelementet (24, 24a, 24b, 34 36, 37) og innsiden av glasskolbens (4) vegg og hindrer elektrodebeskyttelsens (16, 16a, 16b) bevegelse før denne kommer i direkte kontakt med innsiden av glasskolbens (4) vegg.

2. Anordning i samsvar med patentkrav 1, karakterisert vedat distanseelementet (24, 24a, 24b, 34, 36) er fast ved elektrodebeskyttelsen (16, 16a, 16b).

3. Anordning i samsvar med patentkrav 2, karakterisert vedat distanseelementet (24, 24a, 24b, 34, 36) helt eller delvis stikker ut radielt og/eller aksielt utenfor elektrodebeskyttelsens (16, 16a, 16b) omkretsoverflate.

4. Anordning i samsvar med patentkrav 3, karakterisert vedat distanseelementet består av en elektrisk ikke ledende skive (24, 24a, 24b) hvilken har i det minste et parti (26, 38, 46) som stikker ut utenfor elektrodebeskyttelsens omkretsoverflate (16).

5. Anordning i samsvar med patentkrav 4, karakterisert vedat elektrodebeskyttelsen (16) har form av en kopp hvor bunnen har en åpning (20) for innføring av elektroden (8) og at elektrodebeskyttelsens åpne ende (22) lukkes ved hjelp av det skiveformede distanseelementet (24, 24a, 24b) fortrinnsvis en glimmerskive, hvilken er forsynt med en sentral åpning (28), fortrinnsvis med sirkulær form.

6. Anordning i samsvar med patentkrav 4 eller 5, karakterisert vedat skiven (24, 24a) er forsynt med en eller flere fingre (26, 38) som stikker radielt utenfor elektrodebeskyttelsens (16)omkretsoverflate.

7. Anordning i samsvar med patentkrav 4 eller 5, karakterisert vedat skivens (24b) kant (46) stikker radielt ut utenfor elektrodebeskyttelsens (16) omkretsoverflate.

8. Anordning i samsvar med patentkrav 3, karakterisert vedat distanseelementet er et ringformet legemet eller overflatebelegg (34, 36) anordnet på elektrodebeskyttelsens (16, 16a) omkretsoverflate.

9. Anordning i samsvar med et av kravene 1-8, karakterisert vedat distanseelementet (24, 24a, 24b, 34, 36) skyter ut utenfor elektrodebeskyttelsen (16) med en avstand som ligger i intervallet 0,1-6 mm, fortrinnsvis 0,5-2mm.

10. Anordning i samsvar med patentkrav 1, karakterisert vedat distanseelementet (37) er fast ved innsiden av glasskolbens (4) vegg.

11. Anordning i samsvar med patentkrav 10, karakterisert vedat distanseelementet (37) helt eller delvis stikker ut fra innsiden av glasskolbens (4) vegg, og fortrinnsvis består av et ringformet legemet eller overflatebelegg (37) plassert på innsiden av glasskolbens (4) vegg.