CN1155050A - 防火座地卤素灯 - Google Patents

Abstract

防火座地卤素灯包括一个扁平栅格状护罩，用以防止任何覆盖在其上的可燃物体不下垂到高热玻璃罩上。反射器上的两个槽用以促进由热灯管形成的对流气流环路。在热空气流中安装一个传感器，用以在灯罩口被任何可燃物体覆盖时检测“室温”。如果传感器包括热敏开关，在检测到的温度达到预定值时，它直接切断电源。如果传感器包括光电池供电的热敏元件，它会改变晶体管的偏压，由此改变电容器的充电电流，因而控制可控硅以使灯管变暗。

Description

防火座地卤素灯

本发明涉及具有防火结构的座地卤素灯，尤其是涉及带有水平安装的灯管的防火座地卤素灯。

家庭用座地卤素灯通常具有300瓦的长条型双端式水平灯管。图1是传统的座地卤素灯灯头的剖视示意图。在图1中，灯罩的底部有一“U”形的支架2，该支架以其中心孔安装在带螺纹的衬套1上。上述“U”形支架2的两个安装翼，用于安装灯座反光板3组件。双端式长条型灯管4安装在灯座(图1中来示出)上。最后，半圆柱形玻璃罩6通过两个夹(图1中未示出)安装在适当的位置，防止外来物体接触灯管4。

由于室内用座地卤素灯经常会放置在窗帘、帐帘、幕或任何悬挂的服装等物的附近，向上开口的灯罩很易被上述那些可燃物体所复盖，因而会产生火警。

为了避免由上述可燃物体引发的火警，人们已设计和生产了许多现有技术的防火结构。其中之一就是在灯罩的口上加一个凸形金属丝网(见图2)以形成一个护罩13。另一个是具有半球形格栅形式的护罩13。简言之，所有的现有技术均采用相同的原理，即通过一个格栅13使可燃物体与高热玻璃罩6隔开一个相当大的距离。其理由是，某些安全试验室认为将两层纱布放在灯口上7个小时己足以代表在正常使用中的实际环境的安全性。

当然，所有上述现有技术的结构尽管通过了上述安全测试，但还存在若干缺点。其中一个缺点是，因上述网或上述格栅会在照亮的天花板上产生不希望有的阴影，这个缺点已由本发明的申请人在另一个在先专利申请中得到解决。由本发明解决的第二个缺点是，当可燃物体较上述两层纱布还要厚、密或不透气时，在“安全性合格的”座地卤素灯上仍旧会发生火警。第三个缺点是，座地卤素灯的外观由于凸出的半球形格栅或凸形的金属丝网而变坏，尤其是从上述灯的侧面观看时。

本发明的目的是提供一种传统座地卤素灯的防火结构，用以防止由任何种类的可燃物体复盖的上述“复盖试验条件”中产生的火警。

为了完成本发明，将一个带有圆形周界的由多个平行金属丝形成的扁平格栅，齐平地安装在灯罩口上或安装于稍低于灯罩口处，用以防止任何可燃物体下垂到玻璃罩6上，该玻璃罩在正常使用时，其温度超过300℃。然而，传统的反光板3被修改成起隔板作用，将整个灯罩分为两个(上面和下面)部分。在反光板3上靠近灯管4的中点处安装了一个传感器5。

当灯罩口被上述物体复盖时，灯罩的上面部分相当于一个温室，上面部分的“室温”在上述复盖条件下逐渐上升。由发热灯管4产生的对流气流在图3中示出。位于发热空气流中的传感器5于是起作用，或将传感得到的信息传送至有关的电路，在“温室”超过一个预定值时切断灯的电源电路，防止了火警的发生。

当座地卤素灯装有调光器时，本发明利用现有的调光器，在电路中加进热敏电阻，可在灯管的半功率(例如150瓦)以上使用时来控制灯光，当“室温”升高时使灯光变暗，发热量相应降低，使“室温”不再上升，因而也可防止火警的发生。

图1为传统座地卤素灯灯头的剖视示意图；

图2为灯罩备有护罩的传统座地卤素灯的侧视示意图；

图3为本发明的剖视示意图，说明灯罩口被可燃物体复盖时其中的对流气流；

图4为本发明第一实施例的立体图，说明各部件的位置；

图5为用于图4中的传感器的立体示意图，说明热敏开关/热敏元件和屏蔽膜片；

图6为本发明第一实施例的电路图；

图7为本发明第二实施例的电路图；

图8为本发明第三实施例的电路图；和

图9为本发明第三实施例中开关和电位计分离时用拔钮联动的示意图。

本发明将参照附图作详细的说明。在图1和图2中，传统的座地卤素灯的现有结构是采用高度隆起的护罩13(金属丝网/半球形格栅)，在灯罩口上形成一个大的空间，用以防止由于例如窗帘那样的可燃物体复盖上述罩口所引起的火警。因此，座地灯的外观有很大的改变。此外，即使由护罩13所形成的空间已足够大，可以通过由某些试验所(例如，UL)所做的安全测试，如果窗帘较试验用的纱布还要厚、密或不透气时，由于在上述有限空间内的温度，在长时间使用灯的情况下会上升到可燃物体(例如窗帘)的燃烧点，火警仍旧会发生。

图3为本发明的剖视示意图，参阅图3和图4的立体示意图，所有的发明点可以清楚地见到。在图3中，灯罩口被可燃物体8，例如窗帘、帐帘、幕或悬挂的服装等复盖。灯管4加热其周围的空气，且产生如图所示的对流空气流。为了促进形成这样的对流环路，在反光板3上位于灯管4的两侧有两个槽12。该槽12的形状和尺寸可由流体动力学来确定。通常，槽12的位置在灯管4和传感器5之间(见图4)。传感器5的高度应不高于灯管4，以避免投射到天花板上成为任何不希望有的阴影。传感器5可以包括如图5中所示任何座地卤素灯用的热敏开关11，该座地卤素灯采用最简单的控制电路，如图6和图7所示；而且也可以包括任何热敏元件14，该座地卤素灯具有较复杂的控制电路图，如图8所示。两种情形，除了传感器5的电功能外，具有如图3中所示的相同的结构。

虽然在图4中有一个带有圆形周界的罩13，但实际上，可以采用任何形状的周界，例如，矩形、船形和椭圆形等。所有平行金属丝是按照本发明的同一申请人的另一个申请专利方法制作的。因此，本发明中的护罩13的制作不再详细说明。

本发明的第一实施例是传感器5包括热动开关11，以便连接在最简单的控制电路中(见图6)。由于这种可自动复位热敏开关11目前在市场上是最普通的，且广泛地在基本电路中采用，用以靠“环境”温度自动地断开/接通电路，它作为第一选择使用在传感器5中。图5示出本发明的传感器5是包括两个主要部件，一个是购买的可自动复位热敏开关11，另一个是自制的半圆柱形屏蔽膜片10。该屏蔽膜片10是由铝片制成，其高度略高于热敏开关本体，用于防止后者被灯管4照到。此外，在屏蔽膜片10与热敏开关11之间形成的空腔，用作让气流通过。铝片的厚度并无限制，但通常使用，最好选用0.4毫米至0.7毫米。该屏蔽膜片10是夹在热动开关11上，而且用环氧树脂粘牢。然后，屏蔽膜片10可以利用其有孔眼的延伸部分，通过铆钉将其固定在反射器3上。应当按照安全的要求，将足够绝缘的套管套在热敏开关11的导线上。对于300瓦灯管和直径为305毫米灯罩的座地卤素灯来说，采用额定温度130℃的热敏开关11。当灯开着和毯子复盖在灯罩口上时，该热敏开关会在毯子燃烧前动作。在这种情形，中央金属丝栅格在不复盖时和复盖时测得的温度分别为150℃和250℃。

在正常使用情况，当座地卤素灯在满载输出瓦数(例如，300瓦)开着时，如果灯罩口被“试验用可燃物体”(例如，二层纱布)复盖，则该热敏开关会在20秒钟内自动切断电路。然后，在20分钟后冷却后的座地卤素灯会自动亮灯。由于热敏开关的寿命为10,000次通/断，因此本发明装置的寿命是可以接受的。

图7为本发明第二实施例的电路示意图。在这种情形，座地卤素灯备有电子调光器。该热敏开关11可以与上述调光器串联设置。当调光器调至最大位置时，该灯的输出为300瓦。其结果与第一实施例中所述的完全一样。当调光器调至最大位置以下的任何位置时，灯的输出会小于300瓦，其结果会较第一实施例所述的更为安全。在某些位置，例如150瓦，该热敏开关11不会动作，因为在这种情形下的“室温”并未超过热敏开关11的动作点。

在上述两个实施例中，为了避免热敏开关11在“室温”升高时断开，而在“室温”下降后又接通的不必要的通断循环，可以在热敏开关11的两端并联一个用0.2毫米厚的绝缘胶纸包裹的2k、5瓦的电阻Rp(图中虚线所示)，由于Rp靠近热敏开关11，热热开关11断开时电流将流经Rp，Rp发出之热量使热敏开关11保持断开，直至用户切断电源，Rp中的电流中断，其温度逐渐下降，再能使热敏开关11接通。这样，一方面可以避免了火警的发生，另一方面可以提醒用户在故障消除(拿去复盖在灯罩口上的物体)后再开灯。

如能从市上买到断开后不会再接通，而必须切断电源后再复位的热敏开关，则上述并联电阻也可省去。

图8为本发明第三实施例的电路图。在这情形中，传感器5包括一个热敏元件14(SDT1000)。此外，安装了一个光电池15(S740)，用以向上述热敏元件14提供直流电，使获得足够的偏压以控制晶体管T₁(MJE 13003)，该晶体管再控制三端双向可控硅开关元件TR(Q4010L4)。将热敏元件14安装在屏蔽膜片10上的方式方法是与将热敏开关11安装在屏蔽膜片上时完全一样。光电池可以安装在较冷的地方，例如比热敏元件14为远的位置。图中C₁为4.7微法/16伏，C₂为0.068微法/250伏，可变电阻R₁为1K。

第三实施例与第一/第二实施例的差别在于电子电路及其功能。在第一/第二实施例中，传感器5检测“室温”和简单地切断电源，而使灯熄灭。但在第三实施例中(见图8)，热敏元件14检测“室温”，因而使晶体管的基极上的偏压变化。所以上述晶体管的电阻(R_c-e)会相应地连续改变。因此，触发二极管DB3的左侧的充电电流将相应地受到控制。于是再控制三端双向可控硅开关元件的变暗程度。

光电池可以这样配置，即当灯管4在其半输出的条件下，光电池的输出仍能使晶体管工作。

热敏元件14可以用多层封套包封起来，以增加整个传感器的热容量。就是说，当“室温”达到130℃时，封套层的温度梯度至少应为10℃，因此热敏元件14检测到120℃时，则晶体管起作用。然后，灯管4被变暗少许。但是，由于封套层仍旧将其热能传送给热敏元件14，灯管4将再变暗少许。即使灯管4完全熄灭，封套层会保持其温度不低于120℃至少10分钟。此装置可避免灯管4的通/断循环的周期太短，例如少于10分钟。这装置能在本发明的所有实施例中使用，特别是采用低额定值(例如120℃或以下)的热敏开关/热敏元件。这样做的话，屏蔽膜片10可以用任何形状的外壳取代。尤其是当对于原始的130℃来说，热敏开关/热敏元件温度额定值较低例如为120℃时，采用此方法。

在图8中，开关1(SW1)、开关2(SW2)和电位计V_R(500K，1/2W)是同轴旋转的。当公共轴顺时针方向旋转时，SW1首先接通，然后电位计从低电压旋向高电压，接着，SW2接通。由于在初始条件下，灯管4(300瓦/230伏)是暗的，光电池没有足够的输出去推动晶体管，因此三端双向可控硅开关元件不会工作，则灯管4将永远是暗的。因此，SW2在开始阶段必须处于常通位置，由于电桥B(4个1N4007组成)的两条导线被SW2短路，以使整个电路成为传统的电路。当公共轴转至中间位置，例如灯管4的半输出，由于灯管4的亮度，具有足够的能量以推动本发明的电路工作，SW2设置成断开。

实际上，SW2可以用单独的开关，例如按钮开关、摆动开关或倾向开关等取代，SW1也可与电位计分离，如图9所示。图9中摆动开关SW1、SW2和电位计V_R，均安装于灯杆内，可用一个拨钮PN联动，拨钮PN向下拨动时，V_R的滑动触点联动向下，拨动触头E₁首先将常开的摆动开关SW1接通，再向下拨时V_R的滑动触点继续向下滑动，直至拨至中点时，拨动触头E₂将常通的摆动开关SW2断开，再向下拨时SW1继续接通SW2继续断开，如果拨钮PN反向上移，经过各相应位置时，各开关随着复位。这样的联动方式可满足上述第三实施例的要求。

综上所述，本发明能完全避免由于任何可燃物体意外地复盖在灯罩口上而引起的火警。当灯罩的上面部分被复盖时，这部分的“室温”会逐渐上升。位于该“室”内的传感器将开始检测该“室温”，且会在检测到的温度动作(第一/第二实施例)，或将检测到的信息传送到一个电路，该电路会再按该信息起作用。本发明的结构是非常简单和容易制作。如果热敏开关11也是根据电流额定值例如1安、2安等来选择，则此热敏开关11可以代替灯内原来使用的保险熔丝。就是说，成本不需增加很多而其效果却大大提高。

Claims (8)

1.一种具有防火结构的座地卤素灯，它包括灯罩、灯管、灯座、支架、衬套、玻璃罩和反光板，其特征在于，它还包括：

一个圆环，由两端重叠的金属丝通过环钩和/或点焊/钎焊制成，其直径略小于灯罩口的直径，该圆环安装在灯罩口上；

多个拉直的金属丝，彼此平行地设置，其两端钩在上述圆环上且点焊/钎焊在上面，用作防止复盖在灯罩口上的可燃物体下垂接触到灯管的玻璃罩上；

两个支撑臂，由金属丝或金属片制成，其一端钩住/点焊/钎焊在上述圆环上，另一端有一钩或孔用来固定在灯管的灯座的现有螺钉上；

一个传感器，安装在反光板上，用作检测灯罩的上面部分和由复盖在其上的可燃物体所形成的“室”的温度；

二个槽，位于反光板上，用作促进形成对流气流环路，该二个槽的位置处于灯管与传感器之间(在平面图中)；

当灯罩口被任何可燃物体复盖且形成一个“室”时，“室温”将上升而达到该传感器的作用点，于是灯管的输出被限制在一安全的水平。

2.根据权利要求1所述的座地卤素灯，其特征在于，上述传感器包括：

一个屏蔽膜片，半圆柱形，由厚度为0.4至0.7毫米的铝片制成，该屏蔽膜片的高度略高于热敏开关/热敏元件，用作防止灯光直接从灯管照射至上述热敏开关/热敏元件上，该屏蔽膜片的另一端有一个延伸部分，供安装用；

一个热敏开关/热敏元件，夹住在上述屏蔽膜片的两条纵向边之间且粘住在上面，在屏蔽膜片与该热敏开关/热敏元件之间有一空腔，用以通过气流，以便有效地加热热敏开关/热敏元件。

3.根据权利要求1所述的座地卤素灯，其特征在于，所述灯管的所述限制是完全切断电流。

4.根据权利要求1所述的座地卤素灯，其特征在于，反光板上装备一个光电池，灯管与光电池之间的距离较灯管与传感器之间距离为大，光电池充当一个电池，用于向热敏元件提供直流电能，以形成在晶体管基极上的偏压，该晶体管用以控制三端双向可控硅开关元件。

5.根据权利要求1或4所述的座地卤素灯，其特征在于，所述灯管的所述限制是按检测到的温度的比例来减小其电流。

6.根据权利要求4或5所述的座地卤素灯，其特征在于，光电池以这样的方式配置，即它能提供足够的直流电能给热敏元件，即使在其最大输出一半的情形下也能使该晶体管产生足够的偏压。

7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的座地卤素灯，其特征在于，上述热敏开关/热敏元件可用多层封套包封起来，以使上述热敏开关/热敏元件增加热容量，而获得较长的作用周期。

8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的座地卤素灯，其特征在于，上述屏蔽膜片可用任何形状的外壳取代。

Images