CN1326198C - 带有防爆装置的灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及灯的领域。一种白炽电灯，包括：灯泡(100)；提供电流的导线(103，104)；具有以螺旋方式缠绕在旋转轴线(102)上的多个绕圈(A到H)的灯丝(105)，灯丝的一个端部(105a)与导线(103)相连；金属支撑件(108)，其一端(108a)与导线(104)相连而另一端(108b)与灯丝的另一端(105b)相连；以及金属托架(109)，其与灯丝的一个端部或一个绕圈电接触，并包括和灯丝的旋转轴线平行的基本直线部分，当灯处于其正常工作位置时，此基本直线部分位于灯丝下方，所述基本直线部分与所述灯泡相隔一段距离。金属托架例如与端部(105a)处于相同的电位。在灯的寿命末期，灯丝将下垂并与金属托架(109)相接触，从而发生短路并使灯丝断裂，这就防止了灯的爆炸。

Description

带有防爆装置的灯

技术领域

本发明涉及一种白炽电灯，其包括：具有旋转轴线的灯泡；设计用于为所述灯提供电流的第一和第二导线；灯丝，其具有螺旋地缠绕在与所述灯泡的旋转轴线平行的旋转轴线上的多个绕圈，并具有第一和第二端部，所述灯丝的第一端部通过第一金属片与第一导线相连；具有第一和第二端部的金属支撑件，所述金属支撑件的第一端部通过第二金属片与第二导线相连，而所述金属支撑件的第二端部与所述灯丝的第二端部相连。

这种灯例如可在设计用于半导体元件制造的加热系统中使用。

背景技术

在1968年9月24日公开的美国专利3403280中介绍了这样的一种灯。这项文献所公开的发明的一个目的是保证灯丝的位置，使得灯丝绕圈的旋转轴线基本上与灯泡的旋转轴线相重合。在灯的正常工作条件下，灯丝绕圈的旋转轴线通常为水平的，即正交于灯丝的重量矢量。然而这种灯经常用于较大的功率消耗中，例如几千瓦特。在这种情况下，当灯丝中流过电流时，灯丝达到相对较高的温度。在高温和其自重的影响下，灯丝具有发生机械变形的趋势，从而产生了向下方向的曲率，即灯丝绕圈下垂，灯丝绕圈越靠近灯丝的中心区域，灯丝绕圈的下垂就越大。另外，当灯丝已工作了一段较长的时间，这种下垂变得更加明显。因此，当灯已经工作了相对较长的时间时，下垂就会使得灯丝与灯泡接触，由于灯丝的温度高于通常由石英制成的灯泡的软化点，因此这会引起灯泡发生破裂或爆炸。现今这种灯例如可用在半导体的制造中。由于石英碎片会弄脏半导体，因此这种爆炸是不利的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于白炽灯的防爆装置。

根据本发明，如开篇段落所定义的白炽灯的特征在于，其包括金属托架，金属托架与所述灯丝的一个端部或一个绕圈电接触，并包括一个和所述灯丝的旋转轴线平行的基本直线部分，当灯处于其正常工作位置时，此基本直线部分位于所述灯丝之下，所述基本直线部分与所述灯泡相隔一段距离。

如果灯丝下垂地非常大，位于灯丝中心区域内的一个绕圈将在与灯泡接触前与金属托架相接触。由于这个原因，几乎一半的灯丝发生短路。这就使得灯丝的电阻减小，因此使得灯丝的电流强度增加，最后导致灯丝的温度增加。然后灯丝达到高于其熔点的温度并断裂。在此之后灯不再起作用且不会爆炸，这是因为在灯工作时灯丝不会接触到灯泡。

在本发明的第一特定实施例中，灯的特征在于，所述金属托架与第一金属片相连接。在此实施例中，金属托架可以是焊在金属片上的简单的直杆，这样就使得这种金属托架能非常容易制造和安装在灯中。

在本发明的第二特定实施例中，灯的特征在于，所述金属托架与金属支撑件相连接。在此实施例中，金属支撑件本身可以作为金属托架的一部分，其担负导致灯丝断裂的短路的产生。这样，可以减少制造灯所必须的部件数量。

在本发明的一个修改例中，灯的特征在于，它还包括了至少一个钩在所述灯丝的一个绕圈上的中间支撑件。钩在灯丝上的中间支撑件可以减小灯丝的下垂，因此，可以延迟灯丝和金属托架之间的接触的发生时间，这就延长了灯可以起作用的时间。

在此修改例的第一特定实施例中，灯的特征在于，当灯处于其正常工作位置时，中间支撑件位于灯丝之上。由于灯丝所承受的机械变形发生在向下的方向，因此，此实施例保证了可以很好地保持住灯丝。而且，消除了有关中间支撑件和两个绕圈相接触的危险，由于这种接触会导致不希望发生的短路，这对灯来说将是极其危险的，因此消除这种接触的危险是很有利的。

在此修改例的第二特定实施例中，灯的特征在于，所述金属托架与至少一个中间支撑件中的一个相接触。在此实施例中，一个中间支撑件本身可以作为金属托架的一部分，这就减少了制造这种灯所必须的部件的数量。

附图说明

从结合附图给出的下述介绍中可以更好地理解本发明并清楚其进一步的细节，附图表示了不限制本发明的示例，其中：

图1a和1b分别是本发明第一特定实施例的灯的正视图和剖视图，而图1c表示了灯的短路；

图2a和2b分别是本发明第二特定实施例的灯的正视图和剖视图，而图2c表示了灯的短路；

图3a和3b分别是本发明修改例的第一特定实施例的灯的正视图和剖视图；和

图4a和4b分别是本发明修改例的第二特定实施例的灯的正视图和侧视图，而图4c表示了灯的短路。

具体实施方式

图1a显示了本发明第一特定实施例的灯。这种灯包括：具有旋转轴线102的灯泡100，第一导线103，第二导线104，具有第一端部105a和第二端部105b的灯丝105，第一金属片106，第二金属片107，具有第一端部108a和第二端部108b的金属支撑件108，以及金属托架109。灯丝105具有八个绕圈A到H。这种灯还包括压紧密封件101和绝缘材料制成的桥接件110，其可以将灯的一些部件如灯丝105、金属支撑件108和金属托架109保持在适当位置。

灯丝105的第一端部105a通过第一金属片106与第一导线103相连。金属片106和107是用于使部件如第一导线103和灯丝105相互电连接的装置。所述金属片106和107是焊有部件的金属片。金属片也可以是具有相同功能的焊接点，也就是说，将相互电连接的部件可直接地一个焊在另一个上。

灯丝105的第二端部105b与金属支撑件108的第二端部108b相连，金属支撑件108的第一端部108a通过第二金属片107与第二导线104相连。因此，灯丝105和金属支撑件108形成了电流回路。电流从第二导线104处引入，流过金属支撑件108，然后按顺序流过绕圈A、B、C、D、E、F、G和H，并从第二导线103处离开。当流过灯丝105时，由于焦耳效应，电流加热此灯丝，因此灯丝成为光源。金属托架109焊在第一金属片106上，从而与也焊在此金属片上的灯丝105的第一端部105a电接触。用语“物体A与物体B电接触”实际上应理解成物体A与物体B处于相同的电位。

图1b显示了图1a所示灯沿线YY的剖视图。金属支撑件108位于由旋转轴线102和金属托架109形成的平面之外，这样，在灯丝105下垂时避免了灯丝105的绕圈和金属支撑件108之间的所有接触。

图1c清楚地显示了金属托架109的作用。当灯丝105下垂时，一个绕圈如绕圈E将与金属托架109相接触。在这种情况下，电流从第二导线104处引入，流过金属支撑件108，并按顺序流过绕圈A、B、C、D，之后沿较小电阻即金属托架109的通路流动，最后从第一导线103处离开。因此，绕圈E、F、G和H被短路。这就导致了绕圈A、B、C和D中的电流强度增加，这就引起了强烈的加热，使得灯丝105断裂。

图2a显示了本发明第二特定实施例的灯。在此实施例中，金属托架与金属支撑件108相连。用语“相连”应理解成金属托架是焊接或连接在金属支撑件108上的金属件，或者，金属托架是金属支撑件的一个整体的部分，即金属支撑件108本身执行金属托架109的功能。因此，金属支撑件108具有位于灯丝105之下的如图2a所示的直部。这样，它就可以执行图1a所示的金属托架109的功能。为了实现金属支撑件108不与灯丝105的第一端部105a相接触，如果相接触的话会使灯无法工作，金属支撑件108具有如图2b所示的钩状部分108c，图2b为沿线YY的剖视图。图2c清楚地显示了这种金属支撑件108是如何执行担负发生短路并导致灯丝断裂的金属托架的功能。如图2c所示，当一个绕圈如绕圈E与金属支撑件108在接触点P处相接触时，电流从第二导线104处引入，流过金属支撑件108到接触点P，然后流过绕圈E、F、G和H，并再从第一导线103处离开。因此，绕圈A、B、C和D被短路，灯丝由于与图1c所介绍的相似的原因而发生断裂。

在本发明的一个修改例中，灯还包括至少一个钩在所述灯丝的一个绕圈上的中间支撑件。

图3a显示了此修改例的第一特定实施例的灯，图3b是这种灯沿线YY的剖视图。这种灯除了上述参考图1a所介绍的部件之外还包括位于灯丝105之上的第一中间支撑件111和第二中间支撑件112。这两个中间支撑件保证了灯丝105的良好保持性并抵消了下垂。因此，由金属托架109引起的灯丝105的断裂将在灯的工作寿命的末期发生，其比没有设置中间支撑件时更长。中间支撑件111和112可熔合到桥接件110或压紧密封件101中。它们可具有如图3a所示的钩形端部，这就使它们在灯内的固定变得特别简单。

图4a显示了此修改例的第二特定实施例的灯，图4b是这种灯沿线YY的剖视图。在此实施例中，金属托架与一个中间支撑件相连。用语“相连”应理解成金属托架是焊接或连接在中间支撑件上的金属件，或者，金属托架形成为中间支撑件的一个整体的部分，即中间支撑件本身可执行金属托架109的功能。因此，第二中间支撑件112加长到图4a所示的金属部分，包括了位于灯丝105之下的直线部分。因此，它可以执行图1a所示的金属托架109的功能。很明显，第一中间支撑件111也可同样好地执行此功能。第二中间支撑件112围绕灯丝105弯曲，如图4b所示，因此，除非灯丝105下垂，否则它不会在其钩状部分的水平高度以外的点处与灯丝105相接触。

图4c清楚地显示了这种中间支撑件112如何担负发生短路并导致灯丝断裂的金属托架的功能。当一个绕圈如绕圈E与中间支撑件112在接触点P处相接触时，电流从第二导线104处引入，流过金属支撑件108，然后流过绕圈A、B、C、D和E到接触点P，然后流过第二中间支撑件112到其钩状部分，最后流过绕圈G和H，并从第一导线103处离开。因此，绕圈F和一部分绕圈E被短路，灯丝105由于与图1c所示相似的原因而发生断裂。应该注意的是，在这种情况下，由短路引起的热量比在采用了金属托架109的如图1a所示灯的情况下更小。实际上，在图4c的情况中，很少一部分绕圈被短路。然而，此热量足以引起灯丝105断裂。

参考附图的上述介绍显示了本发明，但决不限制本发明。为此在下文中进行了一些注释。图1a到4c显示了本发明的实施例的示例。应该理解，本发明并不限于这些示例。可以采用其它类型的金属托架，只要托架可以使灯丝105的一些绕圈发生短路以避免灯在其寿命末期发生爆炸。相似地，金属托架可以在不同于附图所介绍的其它位置处与灯丝105相连接。例如在图1a中，金属托架109可以直接地与灯丝105的第一端部105a焊接或连接在一起，而不是和第一金属片106焊接。同样地，它也可以与灯丝105的一个绕圈如绕圈H焊接或连接在一起。

Claims (6)

1.一种白炽电灯，包括：

具有旋转轴线(102)的灯泡(100)；

设计用于为所述灯提供电流的第一和第二导线(103，104)；

灯丝(105)，其具有螺旋地缠绕在与所述灯泡的旋转轴线平行的旋转轴线上的多个绕圈(A到H)，并具有第一和第二端部(105a，105b)，所述灯丝的第一端部通过第一金属片(106)与所述第一导线相连；和

具有第一和第二端部(108a，108b)的金属支撑件(108)，所述金属支撑件的第一端部通过第二金属片(107)与所述第二导线相连，而所述金属支撑件的第二端部与所述灯丝的第二端部相连，

其特征在于，所述灯包括金属托架，所述金属托架与所述灯丝的一个端部或一个绕圈电接触，并包括和所述灯丝的旋转轴线平行的基本直线部分，当所述灯处于其正常操作位置时，所述基本直线部分位于所述灯丝之下，所述基本直线部分与所述灯泡(100)相隔一段距离。

2.根据权利要求1所述的白炽电灯，其特征在于，所述金属托架与所述第一金属片相连。

3.根据权利要求1所述的白炽电灯，其特征在于，所述金属托架与所述金属支撑件相连。

4.根据权利要求1所述的白炽电灯，其特征在于，所述灯还包括钩在所述灯丝的一个绕圈上的至少一个中间支撑件(111，112)。

5.根据权利要求4所述的白炽电灯，其特征在于，当所述灯处于其正常工作位置时，所述中间支撑件位于所述灯丝之上。

6.根据权利要求4所述的白炽电灯，其特征在于，所述金属托架与所述至少一个中间支撑件中的一个相连。

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