CN1007562B - 白炽灯 - Google Patents

Abstract

本发明的白炽灯，其灯泡(1)的半球形部分(7)有一个环镜面涂层(10)，白炽灯的灯丝(5)曲曲折折地配置在位于一个设想的锥体(14)表面的诸支撑点(12，13)之间，安置在灯泡镜面涂层(10)外。本白炽灯特别适合用作交通信号灯，与抛物面外反射器配用能在光束中心和围绕光束轴线成一小角度的方向上产生高光强的光束，因此本白炽灯的耗电量可设计得相当小。

Description

本发明是关于一种白炽灯，这种白炽灯有一个真空密封的玻璃灯泡，灯泡上附有带接点的灯头，灯泡内装有灯丝，灯丝与灯头上的接点有电气联系，灯泡上与灯头相对的部分基本上呈半球形，此部分有一个对称轴线和一个反射涂层，但靠近和围绕该对称轴线的部位例外，没有反射涂层，灯丝系在靠近反射涂层，灯丝系在靠近反射涂层的最宽界面围绕对称轴线配置在多个支撑点之间。

英国2，109，990号专利（索恩EMI    p/c，一九八三年六月八日）介绍过这种白炽灯。

已知的白炽灯有一个灯丝配置在垂直于对称轴线的平面上，并处在灯泡的半球形部分。

本说明书开端所说的白炽灯系用于，例如，抛物面外反射器中。灯丝射到灯泡反射涂层的光反射到外反射器上，由外反射器连同灯丝直接射到外反射器的光一起，集中成一个光束。

在已知的白炽灯灯泡半球形壁部分，有一个部位不带镜面涂层，其目的是为了使灯头尽量保持低温。若这个部位也有镜面涂层，则射到此镜面涂层的热辐射和光辐射实际上会反射到灯头上。

已知的白炽灯适用于藉高光强使注意力集中到某一物体上的地方。但实践证明，已知的白炽灯不太适用于对白炽灯连同外反射器一起形成的光束形状要求特别严的场合。交通信号灯即有这样的要求。实际上我们发现，已知白炽灯对灯丝相对于反射器的位置，要求特别苛刻。只要灯丝相对于外反射器的焦点向前或向后位移十分之几毫米，这种白炽灯就不能作为交通信号灯，不然这种灯的用电量就得大于灯丝位置正确就位时所需的耗电量。

由于灯丝相对于外反射器位置的误差要求特别小，因此这种白炽灯作为交通信号灯使用时，灯丝在灯泡中的安装位置要求特别精确。但这样并不能保证获得预期的效果。这是因为由于白炽灯大体上是牢牢地固定在灯座上的，因此灯丝还会严重偏离相对于外反射器的正确位置。此外，采用天鹅（Swan）牌灯头和灯座时，若灯座相对于反射器的位置不对头，也会出现这类偏差。另外还发现已知的白炽灯使用寿命短。

本发明的目的即提供本说明书开端所说的白炽灯（这种白炽灯特别适合作为交通信号灯用），特别是灯丝位置要求不特别严的白炽灯。本发明的另一个目的是提供这样一种白炽灯，这种白炽灯用在外反射器内时能产生中心值高、射束宽度令人满意的光束，尽管如此，耗电量相当低，使用寿命相当长。

根据本发明，上述目的是这种予以实现的：将灯丝至少大体上设置在灯泡涂有反射涂层的部分之外，并曲曲折折地配置在各支撑点之间，该诸支撑点则至少大体上位于一个设想的锥体表面上，该锥体至少大体上与灯泡的半球形部分同在一个轴线上。

各支撑点的布置方式和灯丝在各支撑点上曲折式的配置方式产生了若干效果。由于灯丝在对称轴上延伸一段距离，因此实际上灯丝和与之配合使用的外反射器的相对位置并不是特别关键的问题。灯丝在前后方向上的少量位移大体上不影响所产生的光束。灯丝的一部分总是座落在外反射器的焦面（通过焦点并垂直于反射器轴线的平面）内，其它部分则分别座落在此平面的紧前方和紧后方。

灯丝这种配置方式的另一个效果是，灯丝所及的范围小，因而灯丝的各部分彼此接近从而使发出的光能令人满意地集中成光束。这样，所产生的光束，其中心的光强高，因而光束的作用范围广。另一方面，这种白炽灯用作交通信号灯时，它应达到这样的要求;由于交通离信号近，因而通常处在光束中心线的侧面，所以能观测到信号。灯丝的配置方式确保灯丝的那部分比其它部分更接近对称轴，这一点因此非常重要。实践证明，若设想的锥体取 这样的配置方向，使锥体的底处在接近灯头的位置，锥体的顶远离灯头，则更为合适。

反射涂层的窗口是一个有利的因素，它可以提高所产生光束的中心光强。实践证明，若横越对称轴线的窗口的尺寸至少等于灯丝最大的横向尺寸，则更为合适。要求加大光束的宽度时，可按需要选用更大的窗口。为使光束中心保持高光强，窗口的宽度通常不应大于灯丝最大横向尺寸的2倍，更详细地说，不应大于1.75倍。

反射涂层可以由，例如，金、银或铝的蒸汽沉积层组成，涂在，例如，灯泡的内表面。

鉴于灯丝至少大体上位于灯泡涂有镜面涂层的部分之外，因而可以避免灯丝各部分或灯丝支架各部分大量受到镜面涂层反射回来的辐射热。

这样可以避免灯丝过早断丝。灯丝断了，白炽灯的寿命也就终止了。尽管本发明的白炽灯在结构上采用灯丝支架被辐射加热的方式，但不会发生局部过热，若配置在灯泡有镜面涂层的部分之内的灯丝或灯丝的一部分被镜面涂层映射在支架上或灯丝上时，则会产生这种局部过热现象。

本发明一个实施例的白炽灯如附图所示。附图中，图1是白炽灯的侧视图，图2是图1中白炽灯的灯丝连同其各支撑点的正视图。

图1的白炽灯有一个真空密封的玻璃灯泡1，灯泡1上装有带接点3和4的灯头2，灯泡1内装有灯丝5，通过供流导体6接到灯头2的接点3和4上。

在与灯头2相对的位置上，灯泡有一个半球形部分7，此部分有一个对称轴线8和镜面涂层10，但在靠近轴线8和围绕轴线8的部位例外，没有镜面涂层。在图示的白炽灯中，灯泡1是透明的，但镜面涂层10的部位例外。在所示的实施例中，镜面涂层10是铝蒸汽沉积的内部涂层。灯泡透明有好处，因为这样可以使光线发散出去而不散射。

灯丝5在靠近镜面涂层10最宽的界面11围绕对称轴线8配置在若干支撑点12、13上。

从图中可以看到，灯丝5至少大体上系安置在灯泡涂有镜面涂层10的部分之外，曲曲折折地配置在各支撑点12、13之间。这些支撑点则至少大体上位于设想的锥体14的表面上，该设想锥体14至少大体上与灯泡的半球形部分7在同一轴线上。锥体14的顶15远离灯头2，底16靠近灯头2。

图1和图2结合起来看，可以看出灯丝5系曲曲折折地配置在一系列第一支撑点12和一系列第二支撑点13之间。诸支撑点12形成大圆圈，诸支撑点13形成小圆圈。灯丝5具有一定的高度，即在轴线8的方向具有一定尺寸（约11毫米），因此灯丝5相对于外反射器焦点的位置容许有较大的偏差。根据此白炽灯的设计，外反射器的焦点应设在点17上。此外，在灯丝5相对于该焦点的位置处于非理想的情况下，灯丝5的某些部分会处在通过该焦点并垂直于轴线8的平面的任何一侧。因此，灯丝5的位置不理想并不影响或大体上不影响所发出的光束。

在所示的实施例中，灯丝的最大横向尺寸约为24毫米，无镜面涂层部位9的直径约为38毫米。

此外我们发现，在白炽灯经常开关且经常经受震动的实际情况下，这种白炽灯寿命长。这种白炽灯与外反射器配用时发出优质的光束，因而它的耗电量相当小。

本发明的白炽灯系用在带红色玻璃罩的交通灯上，其检验系按荷兰标准NEN3322进行。我们将此白炽灯与同形状灯丝但灯泡上没有镜面涂层的白炽灯进行了比较，又与灯泡上有环形镜面（与本发明的白炽灯一样）但其灯丝水平铺设在垂直于白炽灯轴线的平面内的白炽灯进行了比较。

比较结果如表一所示。

表一

Io    I11L    I11R    18D（cd）

荷兰标准NEN3322    300    150    150    150

白炽灯    M    F

1.75瓦225伏    -    con    281    178    158    160

2.100瓦225伏    -    con    395    244    235    207

3.75瓦225伏    +    con    418    250    238    186

4.70瓦100伏    +    f1    291    158    147    135

5.70瓦100伏    +    con    435    215    196    192

I₀＝围绕白炽灯轴线成0度角的方向上的光强。

I11L＝同上，但其角度系与轴线往左成11度角。

I11R＝同上，但其角度系与轴线往右成11度角。

18D＝同上，但其角度系与轴线往下成8度角。

M＝有无镜面？+＝有;-＝无。

F＝异形灯丝：con＝锥形;f₁＝平直形。

从上表可以看出，75瓦无镜面的白炽灯1不合乎标准。100瓦白炽灯2很符合标准，但本发明的75瓦白炽灯（白炽灯3）也足以达到此标准。

此外可以看出，带镜面涂层的70瓦直灯丝白炽灯（4）达不到标准。但若将同样的灯丝按本发明的方法配置（白炽灯5），则大大超过标准。

鉴于交通信号灯多数每天要运行好多个小时，因此本发明的白炽灯节电能力相当可观。

应该指出，白炽灯3与白炽灯5由于电压不同，因而灯丝的尺寸差别很大，因此两者不能直接就其光强进行比较。

Claims (2)

1、一种白炽灯，该白炽灯有一个真空密封的玻璃灯泡，有一个带接点的灯头固定灯泡上，灯泡内有灯丝，与灯头上的接点相连；灯泡在相对于灯头的位置上有一个至少大致呈半球形的部分，该半球形部分有一个对称轴线，还有一个反射涂层，但靠近和围绕对称轴线的部位例外，没有反射涂层；灯丝系在靠近反射涂层最宽界面处围绕对称轴线配置在多个支撑点之间，其特征在于：灯丝至少大体上设置在灯泡涂有反射涂层的部分之外，并曲曲折折地配置在各支撑点之间，该诸支撑点则至少大体上位于一个设想的锥体的表面上，该锥体至少大体与灯泡的半球形部分在同一轴线上。

2、如权利要求1要求的白炽灯，其特征在于，设想锥体的底靠近灯头，而它的顶远离灯头。