DD268803A5 - ELECTRIC INFRARED LAMP - Google Patents
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Abstract
Die elektrische Infrarotlampe enthaelt einen vakuumdicht geschlossenen, rohrfoermigen Lampenkolben aus Glas, in dem sich ein Wolframgluehkoerper befindet, der schraubenlinienfoermig gewickelt ist und dessen Windungen an der Wand des Lampenkolbens anliegen. Der Gluehkoerper hat im Betrieb eine Temperatur zwischen etwa 1 200 und etwa 1 500C. FigurThe electric infrared lamp contains a vacuum-tight, tube-shaped lamp bulb made of glass, in which a tungsten glass body is located, which is wound helically and whose windings rest against the wall of the lamp bulb. The Gluehkoerper has a temperature between about 1 200 and about 1 500C in operation. figure
Description
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- einem vakuumdicht geschlossenen, rohrförmigen Lampenkolben aus Glas mit einem 3iO_-Gehalt von wenigstens95 Gew.-SK,a vacuum-sealed, glass tubular lamp bulb with a 3iO content of at least 95 wt.
- einem gewickelten Wolframglühkörper im Lampenkolben, wobei Windungen an der Wand des Lampenkolbens anliegen,a wound tungsten filament in the lamp envelope, with turns resting against the wall of the lamp envelope,
- Stromzuleitungen, die vom Glühkörper nach außen führen.- Power supply lines that lead from the mantle to the outside.
Eine derartige Infrarotlampe ist aus der DE 1 069 794 B bekannt«Such an infrared lamp is known from DE 1 069 794 B. "
Die bekannte Lampe ist dazu ausgelegt, über die Länge des Glühkörpors eine gleichmäßigere Nutzausbeute an Infrarotstrahlung zu erhalten, als bei gestreut am Glühkörper angebrachten Trägern, die vom Glühkörper aus zur Wand des Lampenkolbens hin zum Zentrieren des Glühkörpers ausspiralisieren. An der Stelle derartiger Träger sind die Windungen kurzgeschlossen, wodurch sich weniger Wärme entwickelt; außerdem leiten die Träger Wärme vom Glühkörper zur Wand des Lampenkolbens ab*The known lamp is designed to obtain a more uniform useful yield of infrared radiation over the length of the Glühkörpors, as scattered on the incandescent body mounted carriers ausspiralisieren from the incandescent body to the wall of the lamp bulb towards the centering of the incandescent body. At the location of such carriers, the turns are shorted, resulting in less heat being developed; In addition, the carriers dissipate heat from the incandescent body to the wall of the lamp bulb *
Bei der bekannten Lampe besitzen über den Glühkörper gestreut liegende Windungen eine unrunde, z» B. dreieckige oder elliptische Form mit derartigen Abmessungen, daß diese Windungen mit mehreren Teilen an der Wand des Lampenkol-In the known lamp, windings distributed over the incandescent body have a non-circular, eg triangular or elliptical shape with such dimensions that these windings have several parts on the wall of the lamp body.
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bens anliegen und dadurch die übrigen (runden) Windungen des Glühkörpers im Kolben zentriert halten.bens and thereby keep the remaining (round) turns of the mantle centered in the piston.
Ein derartiger Glühkörper läßt sich nur zu sehr hohen Preisen herstellen.Such a filament can only be produced at very high prices.
Ein großer Nachteil länglicher Infrarotlampen, bei denen der Glühkörper durch Träger im Lampenkolben zentriert gehalten wird, besteht darin, daß sie eine erhebliche Menge sichtbarer Strahlung von 4 bis 5 Lumen/W erzeugen* Für eine Infrarotlampe von 1000 bzw, 1500 VV, was beispielsweise für Infrarotstrahler für Raumerwärmung eine ganz übliche Leistung ist, bedeutet das einen Lichtstrom von etwa 4500 bzw* 6750 Lumen, Dieser Lichtstrom entspricht dem Lichtstrom einer Allgebrauchslampe von 375 bzw, 563 W, Dieser Lichtstrom ist deshalb so hoch, weil man eine hohe Leistung in einer verhältnismäßig kleinen Lampe verbrauchen möchte,A great disadvantage of elongated infrared lamps, in which the incandescent body is kept centered by carriers in the lamp vessel, is that they generate a significant amount of visible radiation of 4 to 5 lumens / W * For an infrared lamp of 1000 or, 1500 VV, which for example Infrared heater for room heating is quite a standard performance, this means a luminous flux of about 4500 or * 6750 lumens, this luminous flux corresponds to the luminous flux of a general-use lamp of 375 or 563 W. This luminous flux is so high because you have a high power in a relatively high would like to consume small lamp,
d, h, etwa 20 W/cm Wandoberfläche,d, h, about 20 W / cm wall surface,
Ein derart hoher Lichtstrom ist äußerst störend für einen Infrarotstrahler bei seiner Verwendung zur Erwärmung z, B, von Terrassen, Tribünen, Kirchen und dgl, oder in der Viehwirtschaft zum Erwärmen von Ställen, Daher werden die gängigen Lampen betrieben und sind dabei von einem rotgefärbten Quarzglasrohr umgeben. Ein derartiges Rohr verteuert die Lampe jedoch stark und verringert außerdem den Nutzeffekt der Infrarotlampe um etwa 18 %,Such a high luminous flux is extremely disturbing for an infrared radiator when used for heating z, B, terraces, grandstands, churches and the like, or in cattle for heating stables, Therefore, the common lamps are operated and are of a red-colored quartz glass tube surround. However, such a tube greatly increases the cost of the lamp and also reduces the efficiency of the infrared lamp by about 18%,
Ein Nachteil der gängigen Lampe ist, daß sie rotes Licht ausstrahlt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das rote Quarzglasrohr den Durchmesser der Lampe mit seinem KoI-ben größer macht als den einer nackten Lampe, wodurch beiA disadvantage of the common lamp is that it emits red light. Another disadvantage is that the red quartz glass tube makes the diameter of the lamp with its KoI-ben larger than that of a naked lamp, whereby at
Verwendung der Lampe in einem Reflektor ein tieferer, voluminöser Reflektor zur Bündelung der Strahlung verwendet werden muß*Use of the lamp in a reflector a deeper, bulky reflector must be used to focus the radiation *
Ziel der Erfindung ist es, die Verluste durch die Lichtabstrahlung zu verringern»The aim of the invention is to reduce the losses due to the light emission »
Darlegung des Wesens der Erfindung Presentation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lampe eingangs erwähnter Art zu schaffen, die einen ganz einfachen Aufbau und eine sehr niedrige Lichtausbeute hat und außerdem eine hohe Leistung je Einheit dor Wandoberfläche aufneh men kann.The invention has for its object to provide a lamp of the kind mentioned, which has a very simple structure and a very low luminous efficiency and also a high performance per unit dor wall surface can take men.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Lampe eingangs erwähnter Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper schraubenlinienförmig gewickelt ist, die Windungen an der Wand des Lampenkolbens anliegen und der Glühkörper im Betrieb eine Temperatur zwischen" etwa 1200 und etwa 1500 0C hat.To solve this problem, a lamp of the type mentioned is inventively characterized in that the filament is wound helically, abut the turns on the wall of the lamp envelope and the filament in operation has a temperature between "about 1200 and about 1500 0 C.
Diese zusammenhängenden Kennzeichen ermöglichen die Verwirklichung des gesetzten Zieles, aber außerdem wird dadurch eine Lampe mit einer sehr langen Lebensdauer erhalten. Die niedrige Temperatur des Glühkörpers im Betrieb bei Entwurfsspannung ermöglicht es, daß der Glühkörper ohne weiteres an der Wand beispielsweise des Quarzglaskolbens anliegt. Die Windungen haben dadurch einen viel größeren Durchmesser als im Fall, wenn der Glühkörper in der MitteThese contiguous markings make it possible to achieve the set goal, but also obtain a lamp with a very long life. The low temperature of the mantle in operation at design voltage allows the mantle to readily abut the wall of, for example, the quartz glass bulb. The turns have a much larger diameter than in the case when the filament in the middle
-A--A-
des Lampenkolbens zentriert gehalten werden würde. Dieser größere Durchmesser der Windungen der mit dem Innendurchmesser des Lampenkolbens vergleichbar ist, ermöglicht es, in den Glühkörper eine größere Wolframdrahtlänge aufzunehmen, wodurch die verhältnismäßig niedrige Temperatur verwirklicht wird.the lamp bulb would be kept centered. This larger diameter of the turns, which is comparable to the inner diameter of the lamp bulb, makes it possible to take up a larger tungsten wire length in the glow body, whereby the relatively low temperature is realized.
Bei wesentlich unter 1200 0C liegende Temperaturen des Glühkörpers steigt der Preis der Lampe infolge des größeren Gewichts des Glühkörpers stark an. Auch benötigt die Lampe viel mehr Zeit, um nach der Betätigung die Arbeitstemperatur zu erreichen. Bei wesentlich über 1500 C hinausgehenden Temperaturen wird das Glas des Lampenkolbens zu stark erhitzt.At temperatures substantially below 1200 0 C of the mantle, the price of the lamp increases sharply due to the greater weight of the mantle. Also, the lamp takes much more time to reach the working temperature after actuation. At temperatures significantly above 1500 C, the glass of the lamp bulb is heated too much.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel beeitzt der Lampenkolben einen derartigen Fülldruck, daß die Gasfüllung im Betrieb einen Druck von höchstens etwa 1 bar hat. Hierdurch wird vermieden, daß ein Bruch des Lampenkolbens durch irgendeine Ursache eine Explosion auslöst und die Bruchstücke des Lampenkolbons weggeschleudert werden, wenn die Lampe in einer offenen Leuchte gebrannt wird. Dazu wird der Lampenkolben vorzugsweise auf einen Druck von etwa 0,025 bis 0,045 MPa gefüllt.In an advantageous embodiment of the lamp envelope lights such a filling pressure that the gas filling has a pressure of at most about 1 bar in operation. This avoids that a breakage of the lamp bulb by any cause causes an explosion and the fragments of the lamp filament are thrown away when the lamp is burned in an open lamp. For this purpose, the lamp envelope is preferably filled to a pressure of about 0.025 to 0.045 MPa.
Eine besonders vorteilhafte Eigenschaft der erfindungsgemäßen Lampe ist der besonders einfache Aufbau, wodurch sie sich leicht herstellen läßt.A particularly advantageous feature of the lamp according to the invention is the particularly simple structure, which makes it easy to manufacture.
Die Lampe hat eine sehr niedrige Lichtausbeute von weniger als 1 Lumen/W, beispielsweise 0,1 oder 0,5 Lumen/W, abhängig von der Temperatur des Glühkörpers, Eine Lampe vonThe lamp has a very low light output of less than 1 lumen / W, for example 0.1 or 0.5 lumen / W, depending on the temperature of the filament, a lamp of
1000 W liefert bei 0,5 Lumen/W genausoviel Licht, wie eine GLS-Lampe von etwa 50 V/. Ein Vorteil ist weiter, daß die erfindungsgemäße Lampe verhältnismäßig viel langwelliges Infrarot abgibt, das tiefer, beispielsweise in die Haut eindringt und dadurch besser erwärmt.1000 W delivers as much light at 0.5 lumen / W as a GLS lamp of about 50 V /. An advantage is further that the lamp according to the invention emits relatively much long-wave infrared, which penetrates deeper, for example, in the skin and thus better heated.
In der herangezogenen DE 1 069 794 B wird bemerkt, daß es vorteilhafter ist, wenn ein Glühkörper den Lampenkolben nicht berührt» Ein Glühkörper, von dem jede Windung einen elliptischen, dreieckigen oder viereckigen Querschnitt besitzt, hat daher nach dieser Patentschrift zu viele Berührungsstellen mit dem Lampenkolben, Eine größere Berührungsfläche des Glühkörpers und des Lampenkolbens bedingt eine größere Wärmeübertragung durch Wärmeleitung des Glühkörpers zum Lampenkolben, Ein Temperaturanstieg des Lampenkolbens bewirkt jedoch eine Erwärmung der Luft, welche die Lampe direkt umgibt. Die Strahlungsausbeute der Infrarotlampe sinkt dadurch ab.In the referenced DE 1 069 794 B it is noted that it is more advantageous if an incandescent body does not touch the lamp envelope. "An incandescent body, of which each turn has an elliptical, triangular or quadrangular cross-section, therefore has too many points of contact with the present invention Lamp bulb, A larger contact surface of the incandescent body and the lamp bulb causes a greater heat transfer by heat conduction of the incandescent body to the lamp envelope, However, a temperature increase of the lamp envelope causes a warming of the air, which surrounds the lamp directly. The radiation yield of the infrared lamp thereby decreases.
Überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, daß die Strahlungsausbeute der erfindungsgemäßen Lampe der Strahlungsausbeute einer gängigen Infrarotlampe entspricht, die von einem roten Quarzgiasrohr umgeben ist. Mit der erfindungsgemäßen Lampe wird diese Ausbeute jedoch bei erheblich niedrigeren Lampenkosten verwirklicht, während die Lampe durch die niedrige Temperatur des Glühkörpers eine sehr lange Lebensdauer von mehreren tausend Stunden hat,Dazu kommt, daß die erfindungsgemäße Lampe Licht mit einer angenehmen gelben Farbe ausstrahlt.Surprisingly, however, it has been shown that the radiation yield of the lamp according to the invention corresponds to the radiation yield of a common infrared lamp which is surrounded by a red quartz silica tube. With the lamp according to the invention, however, this yield is realized at considerably lower lamp costs, while the lamp has a very long life of several thousand hours due to the low temperature of the incandescent body. In addition, the lamp according to the invention radiates light with a pleasant yellow color.
Im Vergleich zur erfindungsgemäßen Lampe besitzen die Wärmestrahler mit einer offenen Wendel von Chrom/Nickel oderCompared to the lamp according to the invention have the heat radiator with an open coil of chromium / nickel or
Chrom/Nickel/Eisen/Aluminium bei einer sehr niedrigen Temperatur von etwa 1000 0C eine verhältnismäßig sehr kurze Lebensdauer von etwa 1000 Stunden bei einem niedrigen Energieverbrauch je Einheit der Oberfläche,Chromium / nickel / iron / aluminum at a very low temperature of about 1000 0 C a relatively very short life of about 1000 hours with a low energy consumption per unit of surface,
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lampe ist in der Zeichnung in Seitenansicht dargestellt«An embodiment of the lamp according to the invention is shown in the drawing in side view «
In der Zeichnung enthält die Lampe einen rohrförmigen Lampenkolben 1 auo Glas mit einem SiOp-Gehalt von wenigstens 95 Masseanteilon in %, wie Quarzglas« Der Lampenkolben 1 ist an seinen Enden vakuumdicht durch Quetschungsabdichtungen 2 und 3 abgeschlossen« Ein gewickelter Glühkörper 4 ist im Lampenkolben 1 angeordnet« Der Glühkörper 4 enthält Windungen 5, die an der Wand des Lampenkolbens 1 anliegen« Zuleitungen 6 und 7 führen vom Glühkörper 4 aus dom Lampenkolben 1 heraus«In the drawing, the lamp comprises a tubular lamp bulb 1 auo glass with a SiOp content of at least 95 Masseanteilon in %, such as quartz glass "The lamp envelope 1 is at its ends vacuum sealed by pinch seals 2 and 3" A wound filament 4 is in the lamp envelope. 1 arranged "The incandescent body 4 contains turns 5, which rest against the wall of the lamp bulb 1." leads 6 and 7 lead from the incandescent body 4 out of domes bulb 1 "
Bei der erfindungsgemäßen Lampe ist der Glühkörper 4 schraubenlinienförmig gewickelt, in der Zeichnung eine Doppelwendel, und liegen die Windungen 5 des Glühkörpers 4 am Lampenkolben 1 an. Der Glühkörper 4 hat im Betrieb eine Temperatur zwischen etwa 1200 und etwa 1500 °C«In the lamp according to the invention the incandescent body 4 is helically wound, in the drawing a double helix, and are the turns 5 of the incandescent body 4 on the lamp bulb 1 at. The incandescent body 4 has a temperature in operation between about 1200 and about 1500 ° C «
In einem Ausführungsbeispiel nimmt die Lampe im Betrieb bei 220 V eine Leistung von 1000 W auf. Der Glühkörper hat im Betrieb eine Temperatur von 1300 0C, Die Leistungsaufnahme beträgt 20 W/cm2 der leuchtenden Wandoberfläche, Die Lampe ist mit Argon gefüllt, das 0,2 VoI,-% CH,I enthält und bei Raumtemperatur einen Druck von 0,036 MPa hat. Die Lichtausbeute der Lampe beträgt Oj38 Lumon/W«In one embodiment, the lamp consumes a power of 1000W at 220V. The filament has during operation a temperature of 1300 0 C, The power consumption is 20 W / cm 2 of the illuminating wall surface, the lamp is filled with argon, 0.2 VoI, - contains% CH, I, and at room temperature a pressure of 0.036 MPa has. The luminous efficacy of the lamp is Oj38 Lumon / W «
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