Lámpara de amalgama de luz regulable y procedimiento para el funcionamiento de la lámpara de amalgama durante la regulación de luz.

Lámpara de amalgama de luz regulable, con un tubo de cristal de cuarzo (1) que envuelve un espacio de descarga

(8) que contiene un gas de relleno y que está cerrado por sus dos extremos mediante aplastamientos (2), por los que pasa el al menos un paso de corriente (4) hacia en cada caso un electrodo helicoidal (5) en el espacio de descarga (8), presentando al menos uno de los aplastamientos (2) un espacio hueco (9) que presenta una abertura (7) hacia el espacio de descarga (8) para alojar una reserva de amalgama (6) que se puede atemperar mediante el electrodo helicoidal (5), y con un dispositivo regulador de luz mediante el cual una corriente nominal de lámpara I_nominal se puede reducir a una corriente real de lámpara I_real más baja, comprendiendo el paso de corriente (4) hacia el electrodo helicoidal (5) una línea de ida y una línea de vuelta para una corriente de caldeo I_add, estando comprendido un dispositivo regulador de luz (21) mediante el que la corriente de caldeo I_add se puede ajustar en función de la intensidad de la corriente real de la lámpara I_real, y estando el dispositivo regulador de luz concebido para ajustar la corriente de caldeo "I_add" en función de la intensidad de la corriente real de la lámpara según la siguiente regla de dimensionamiento:

I_nominal - 0,1 I_nominal< I_add + I_real< I_nominal + 0,1 I_nominal

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/001181.

Solicitante: HERAEUS NOBLELIGHT GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Heraeusstrasse 12-14 63450 Hanau ALEMANIA.

Inventor/es: SPITZENBERG, KLAUS, VORONOV,ALEX, SCHILLING,FRANZ-JOSEF.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > TUBOS DE DESCARGA ELECTRICA O LAMPARAS DE DESCARGA... > Lámparas de descarga de gas o vapor (lámparas de... > H01J61/20 (vapor de mercurio)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > TUBOS DE DESCARGA ELECTRICA O LAMPARAS DE DESCARGA... > Lámparas de descarga de gas o vapor (lámparas de... > H01J61/72 (con atmósfera principal emisora de la luz constituida por un vapor metálico fácilmente vaporizable, p. ej. mercurio)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > TUBOS DE DESCARGA ELECTRICA O LAMPARAS DE DESCARGA... > Lámparas de descarga de gas o vapor (lámparas de... > H01J61/28 (Medios para producir, introducir, o recargar gas o vapor en el recipiente durante el funcionamiento de la lámpara)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > TUBOS DE DESCARGA ELECTRICA O LAMPARAS DE DESCARGA... > Lámparas de descarga de gas o vapor (lámparas de... > H01J61/52 (Disposiciones de refrigeración; Disposiciones de calentamiento; Medios para hacer circular el gas o vapor dentro del espacio de descarga)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CALEFACCION ELECTRICA; ALUMBRADO ELECTRICO NO PREVISTO... > Circuitos o aparatos para la ignición o el funcionamiento... > H05B41/39 (continuamente)

PDF original: ES-2533089_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Lámpara de amalgama de luz regulable y procedimiento para el funcionamiento de la lámpara de amalgama durante la regulación de luz

La invención se refiere a una lámpara de amalgama de luz regulable, con un tubo de cristal de cuarzo que envuelve un espacio de descarga que contiene un gas de relleno y que está cerrado por sus extremos mediante aplastamientos, por los que pasa al menos un paso de corriente hacia respectivamente un electrodo helicoidal en el espacio de descarga, presentando al menos uno de los aplastamientos un espacio hueco que presenta una abertura hacia el espacio de descarga para alojar una reserva de amalgama que se puede temperar mediante el electrodo helicoidal y con un dispositivo regulador de luz, mediante el que una corriente nominal de lámpara I_nominal se puede reducir a una corriente real de lámpara I_real más baja.

Además, la invención se refiere a un procedimiento para el funcionamiento de una lámpara de amalgama durante la regulación de luz.

Estado de la técnica Las lámparas de amalgama de este tipo son lámparas de mercurio de baja presión, en las que para aumentar la capacidad de rendimiento de usa amalgama. Las lámparas de amalgama se usan para aplicaciones tecnológicamente exigentes en las que se requieren elevadas densidades de radiación ultravioleta y una alta seguridad funcional, por ejemplo para la esterilización por luz ultravioleta y para la oxidación.

Para ello, en el espacio de descarga, adicionalmente al gas de relleno, se introduce una reserva de amalgama sólida. El efecto de la amalgama consiste en controlar la presión de vapor de mercurio dentro del espacio de descarga encerrado por el cuerpo de lámpara.

Por el documento US2006/267495A1 se dio a conocer una lámpara de amalgama de este tipo. Se compone de un tubo de cristal de cuarzo que está cerrado por ambos lados con aplastamientos por los que está tendido respectivamente un paso de corriente al espacio de descarga hacia un electrodo helicoidal. Para introducir una reserva de amalgama se propone encerrar amalgama sólida en un recipiente adicional que está abierto hacia el espacio de descarga. El recipiente adicional se posiciona detrás de uno de los electrodos. Dado que el recipiente está abierto hasta el gas de relleno, la amalgama sólida está en equilibrio termodinámico con el gas de relleno de la lámpara. El recipiente adicional se extiende al espacio de descarga o bien a través de la superficie envolvente cilíndrica del tubo de cristal de cuarzo o a través de uno de los aplastamientos. Está prevista una fijación adicional de la reserva de amalgama en el recipiente adicional mediante un soporte en forma de gancho fundido.

La fusión del recipiente adicional para alojar la reserva de amalgama requiere un paso de procedimiento adicional y conlleva el riesgo de una pérdida del tubo de cristal de cuarzo.

Esta desventaja la evita una lámpara de amalgama de luz regulable del género mencionado al principio, tal como se dio a conocer por el documento WO2007/091187A1. Se propone proveer uno de los aplastamientos con un espacio hueco abierto hacia el espacio de descarga en el que se introduce la reserva de amalgama. En una forma de realización alternativa está previsto que la reserva de amalgama se introduce en un recipiente esférico que presenta hacia arriba una abertura y que está sujeto por una tira metálica incorporada en el aplastamiento. La tira metálica sobresale al mismo tiempo al interior del recipiente esférico anclando en este la reserva de amalgama.

Cerca de la reserva de amalgama está prevista una hélice calentadora que dispone de un propio circuito eléctrico y un control de temperatura. De esta manera, se puede mantener la reserva de amalgama a una temperatura determinada y garantizar de esta manera a ser posible una alta eficiencia de la lámpara de amalgama.

Una problemática especial resulta durante la regulación de luz de la lámpara de amalgama. Las lámparas de amalgama en las que la reserva de amalgama se encuentra en la pared interior del espacio de descarga, la amalgama tiene con la potencia nominal de la lámpara una temperatura óptima y garantiza de esta manera un vapor óptimo de vapor de mercurio. Sin embargo, durante la regulación de luz disminuye la corriente térmica desde la zona de descarga entre los electrodos hasta la reserva de amalgama, de modo que esta se vuelve más fría y disminuyen la presión de vapor de mercurio y la eficiencia de la lámpara de amalgama. Según el documento WO2007/091187A1, la corriente de calefacción es una función del grado de regulación de luz de la lámpara.

Sin embargo, el grado de regulación de luz de la lámpara no corresponde a la corriente de lámpara I. Es que la corriente de lámpara I_real también se ve perjudicada por influjos externos como la temperatura exterior.

El documento US2004/195954A1 describe una lámpara germicida en forma de una lámpara de descarga de vapor de mercurio de baja presión en la que un recipiente con un depósito de amalgama está fijado a la pared exterior del émbolo de la lámpara estando unido fluídicamente con el espacio interior del émbolo de la lámpara. En otra forma de realización, el depósito de amalgama se sujeta dentro de un casquillo mediante un gancho. Este pasa por una

compresión frontal del émbolo de lámpara y está posicionado en la zona fuera del arco de descarga detrás de un electrodo. Hacia el espacio interior del émbolo de la lámpara está abierto.

En la lámpara de amalgama conocida por el documento WO2007/091187A1 se contrarresta el enfriamiento de la reserva de amalgama determinando la temperatura en la zona de la amalgama y el grado de regulación de luz y realizando una regulación correspondiente de la temperatura del dispositivo calefactor separado.

Sin embargo, el dispositivo calefactor separado y el dispositivo de medición de temperatura y de regulación requieren un considerable gasto constructivo adicional.

Objetivo técnico Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de proporcionar una lámpara de amalgama de construcción sencilla que incluso durante el funcionamiento a baja potencia (regulación de luz) mantenga una alta eficiencia de la emisión de UV-C.

Además, la invención tiene el objetivo de indicar un procedimiento para el funcionamiento de la lámpara de amalgama durante la regulación de luz que garantiza una alta eficiencia de la radiación UV-C.

En cuanto a la lámpara de amalgama, este objetivo se consigue según la invención partiendo de una lámpara de amalgama con las características del género mencionado al principio, porque el paso de corriente hacia el electrodo helicoidal comprende una línea de ida y una línea de vuelta para una corriente de caldeo I_add, estando previsto un dispositivo regulador de luz, mediante el que la corriente de caldeo I_add se puede ajustar en función de la intensidad de la corriente real de la lámpara I_real, estando el dispositivo regulador de luz concebido para ajustar la corriente de caldeo "I_add" en función de la intensidad de la corriente real de la lámpara según la siguiente regla de dimensionamiento:

I_nominal -0, 1 I_nominal < I_add + I_real < I_nominal + 0, 1 I_nominal (1)

La temperación de la reserva de amalgama sirve para generar una presión de vapor de mercurio en el espacio de descarga que es independiente de la potencia actual de la lámpara de amalgama y que garantiza una eficiencia óptima para la radiación ultravioleta. Existe un intervalo de temperatura óptima de la amalgama que es independiente de la potencia nominal de la lámpara de amalgama.

Para temperar la reserva de amalgama se usa el electrodo helicoidal contiguo a la reserva de amalgama. Por lo tanto, este sirve tanto para generar... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Lámpara de amalgama de luz regulable, con un tubo de cristal de cuarzo (1) que envuelve un espacio de descarga (8) que contiene un gas de relleno y que está cerrado por sus dos extremos mediante aplastamientos (2) , por los que pasa el al menos un paso de corriente (4) hacia en cada caso un electrodo helicoidal (5) en el espacio de descarga (8) , presentando al menos uno de los aplastamientos (2) un espacio hueco (9) que presenta una abertura (7) hacia el espacio de descarga (8) para alojar una reserva de amalgama (6) que se puede atemperar mediante el electrodo helicoidal (5) , y con un dispositivo regulador de luz mediante el cual una corriente nominal de lámpara I_nominal se puede reducir a una corriente real de lámpara I_real más baja, comprendiendo el paso de corriente (4)

hacia el electrodo helicoidal (5) una línea de ida y una línea de vuelta para una corriente de caldeo I_add, estando comprendido un dispositivo regulador de luz (21) mediante el que la corriente de caldeo I_add se puede ajustar en función de la intensidad de la corriente real de la lámpara I_real, y estando el dispositivo regulador de luz concebido para ajustar la corriente de caldeo "I_add" en función de la intensidad de la corriente real de la lámpara según la siguiente regla de dimensionamiento:

I_nominal -0, 1 I_nominal < I_add + I_real < I_nominal + 0, 1 I_nominal (1)

2. Lámpara de amalgama según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la reserva de amalgama tiene con respecto al electrodo helicoidal una distancia L (en m) ajustada en función de la corriente 20 nominal de la lámpara con la ayuda de la siguiente ecuación:

en la que I_nominal (en A) es la corriente nominal de lámpara de la lámpara de amalgama y la constante k = 0, 25 x 10-3 (en m2/A) .

3. Lámpara de amalgama según la reivindicación 2, caracterizada por que la distancia L (en m) entre la reserva de amalgama y el electrodo helicoidal está ajustada con la ayuda de la siguiente ecuación:

4. Lámpara de amalgama según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la abertura de espacio hueco (7) presenta un ancho de abertura por el que no puede pasar la reserva de amalgama (6) .

5. Lámpara de amalgama según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que al espacio hueco (9)

se asoma un elemento de sujeción (10; 11) anclado con la reserva de amalgama (6) . 35

6. Lámpara de amalgama según la reivindicación 5, caracterizada por que una parte del elemento de sujeción (10; 11) está incorporada en el aplastamiento (2) .

7. Lámpara de amalgama según una de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizada por que el elemento de sujeción 40 (10) se compone de cristal de cuarzo y pasa al espacio hueco (9) desde fuera a través del aplastamiento (2) .

8. Lámpara de amalgama según una de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizada por que el elemento de sujeción (11) se compone de metal y está unido a una línea de suministro de corriente (4) para el electrodo helicoidal (5) .

9. Procedimiento para el funcionamiento de una lámpara de amalgama según una de las reivindicaciones 1 a 8 durante la regulación de luz, caracterizado por que la corriente adicional I_add se ajusta en función de la intensidad de la corriente real de la lámpara I_real según la siguiente regla de dimensionamiento:

I_nominal -0, 1 I_nominal < I_add + I_real < I_nominal + 0, 1 I_nominal (1)