FI72226C

FI72226C - GLOEDLAMPA.

Info

Publication number: FI72226C
Application number: FI832820A
Authority: FI
Inventors: Jorma Eino Hiljanen
Original assignee: Jorma Eino Hiljanen
Priority date: 1983-08-04
Filing date: 1983-08-04
Publication date: 1987-04-13
Also published as: FI72226B; FI832820A; FI832820A0

Description

7 2 2 2 67 2 2 2 6

HehkulamppuLight bulb

GlödlampaGlödlampa

Keksinnön kohteena hehkulamppu, jossa on lasimaisesta aineesta tehdyssä suljetussa elimessä sijaitseva hehkulanka joka sen läpi johdetun sähkövirran vaikutuksesta hehkuu, jolloin hehkulangan ympärillä on yksi tai useampi kerros joka estää sähkömagneettisen säteilyn ainakin jonkun osan vapaan siirtymisen hehkulangasta ulkoilmaan, ja lampussa on tunnistinelimet hehkulangan lämpötilan tunnistamiseksi. Keksinnön kohteena on myös menetelmä tällaisen hehkulampun tehonkäytön säätämiseksi.The invention relates to an incandescent lamp having an incandescent filament in a closed member made of a vitreous material which glows under an electric current passed therethrough, one or more layers around the filament preventing the free passage of at least a portion of electromagnetic radiation from the filament to the outside air. The invention also relates to a method for adjusting the power consumption of such an incandescent lamp.

Tunnetaan ennestään hehkulamppuja joissa hehkulanka sen läpi johdetun sähkövirran avulla saatetaan hehkumaan ja siten säteilemään sähkömagneettisia' värähtelyjä, joiden aallonpituus ulottuu likimain infrapunaiselta alueelta yli näkyvän valon ultaviolettisäteilyyn asti. Tällaisia hehkulamppuja käytetään pääasiassa näkyvän valon aikaansaamiseksi, mutta koska hehkulangan aikaansaama sähkömagneettinen värähtely ulottuu näkyvän valon alueen ylitsekin tulee hehkulamppujen käyttö myös kysymykseen erityisesti infrapuna-aaltojen eli lämpösäteilyn aikaansaamiseksi. Tavallisesti hehkulampuissa käytetty lasi suodattaa pois ultraviolettisäteilyn, mutta erikoislasin avulla tätäkin voidaan rajatusti tuottaa hehkulampun avulla.Incandescent lamps are known in which the filament is made to emit and thus emit electromagnetic vibrations of a wavelength extending approximately from the infrared region to the ultraviolet radiation of visible light by means of an electric current passed through it. Such incandescent lamps are mainly used to produce visible light, but since the electromagnetic vibration produced by the filament extends beyond the visible light range, the use of incandescent lamps is also possible, in particular to produce infrared waves, i.e. thermal radiation. Normally, the glass used in incandescent lamps filters out ultraviolet radiation, but with the help of special glass, this too can be produced to a limited extent by means of an incandescent lamp.

Hehkulamppujen tuottaman säteilyn aallonpituusjakauma riippuu hehkulangan lämpötilasta, joka taas on tasapainotilassa joka määräytyy hehkulangan läpi johdetusta sähkövirrasta ja lampusta säteilevästä energiasta. Energian muotoina ovat tällöin sekä lampun käyttötarkoituksen mukaisessa sähkömagneettisessä värähtelyssä oleva energia että hukkaenergia sellaisessa värähtelyssä, jota ei ole tarkoitus tuottaa. Tavallisin tällainen hukkaenergia on näkyvää valoa tuottavan lampun kohdalla pitempää aallonpituutta omaavan lämpösäteilyn muodossa oleva energia, ja taas lämpölamppujen kohdalla näkyvä valo. Jälkimmäisessä tapauksessa on tosin mahdollista vähentää haittoja käyttämällä sopivaa suodatinta, mutta tavallisesti suodattimien hyötysuhde ei ole erityisen korkea.The wavelength distribution of the radiation produced by incandescent lamps depends on the temperature of the filament, which in turn is in an equilibrium state determined by the electric current conducted through the filament and the energy radiated from the lamp. The forms of energy are then both the energy in the electromagnetic vibration according to the intended use of the lamp and the wasted energy in the vibration which is not intended to be produced. The most common such wasted energy is energy in the form of thermal radiation of longer wavelength for a lamp producing visible light, and again visible light for thermal lamps. In the latter case, although it is possible to reduce the disadvantages by using a suitable filter, the efficiency of the filters is usually not particularly high.

Erityisenä ongelmana on näin ollen näkyvää valoa aikaansaavien hehkulamppujen lämpöhukka, joka eri olosuhteissa paitsi energiatuhlauksena myös muodostaa jäähdytysongelman. Tämä on erityisesti ongelmana konttori-, ATK-, varasto- yms. suljetuissa tiloissa, joissa lämpötilan kohoaminen tuottaa työntekijöille, laitteille tai tuotteille haittaa. Näitä haittoja voidaan tietenkin vähentää järjestämällä 2 72226 sopivaa ilmastointia mahdollisesti yhdistettynä lämmön talteenottoon mutta koska tällaistenkin järjestelyjen hyötysuhde on suhteellisen alhainen seuraa tunnettujen hehkulamppujen käytöstä aina tarpeetonta energian tuhlausta.A particular problem, therefore, is the heat loss of incandescent light bulbs, which under different conditions not only as an energy waste but also poses a cooling problem. This is especially a problem in enclosed spaces in offices, computers, warehouses, etc., where rising temperatures are detrimental to workers, equipment, or products. These disadvantages can, of course, be reduced by providing 2 72226 suitable air conditioners, possibly combined with heat recovery, but since the efficiency of such arrangements is also relatively low, the use of known incandescent lamps always results in unnecessary energy waste.

Tunnettuja hehkulamppuja huomattavasti vähemmän hukkaenergiaa tuottavat lamput ovat loistelamput ja senkaltaiset purkauslamput. Niiden haittakohtana on taas, että niiden aikaansaama valo kaasussa tapahtuvan sähköisen purkauksen takia sykkii lampun läpi johdetun vaihtovirran jaksoluvun mukaan. Tämä ärsyttää silmiä ja on stroboskooppi-ilmiön takia erityisen vaarallista sellaisissa kohteissa, joissa liikkuu koneenosia tms. Hehkulampussa hehkulangassa oleva lämpöenergia tasaa vaihtovirrassa olevien energiapulssien vaikutuksen silmälle huomaamattomaksi, joten stroboskooppi-ilmiö ei pääse häiritsemään.Lamps that produce significantly less wasted energy than known incandescent lamps are fluorescent lamps and similar discharge lamps. Their disadvantage, again, is that the light they produce pulsates according to the period of the alternating current passed through the lamp due to the electrical discharge in the gas. This is irritating to the eyes and is especially dangerous due to the stroboscopic effect in places where machine parts, etc. move. The thermal energy in the filament of the incandescent lamp compensates for the effect of the energy pulses in the alternating current so that the stroboscopic effect cannot be disturbed.

Purkauslamppujen toisena haittana on mainittava se seikka, että niiden valo usein on rasittavaa, koska valo sisältää ainoastaan aallonpituudeltaan määrättyjä, kyseisen kaasun ominaisuuksista johtuvia sähkömagneettisia värähtelyjä, kun taas ihmisen silmä on tottunut luonnonvaloon, jossa käytännössä esiintyy kaikkia aallonpituuksia määrätyssä suhteessa. Täten purkauslamppujen käyttöä on vältettävä sellaisissa kohteissa missä värien näkeminen oikeina on tärkeätä. Hehkulampussa kiinteässä olomuodossa oleva hehkulanka aikaansaa sähkömagneettisen värähtelyn, jossa likimain kaikki ko. alueella kyseeseen tulevat aallonpituudet ovat edustettuina, joten fysikaalisesti hehkulangan aikaansaama valo muistuttaa luonnonvaloa huomattavasti paremmin verrattuna kaasupurkauslampun valoon.Another disadvantage of discharge lamps is that their light is often stressful because the light contains only electromagnetic vibrations of a certain wavelength due to the properties of the gas in question, whereas the human eye is accustomed to natural light, which contains virtually all wavelengths in a certain proportion. Thus, the use of discharge lamps should be avoided in areas where it is important to see the colors correctly. The filament in the solid state in the filament lamp causes an electromagnetic vibration in which almost all the the wavelengths in question are represented in the region, so that the light physically produced by the filament resembles natural light much better than that of a gas discharge lamp.

Eräänä sellaisena valonlähteenä, jolla saadaan aikaan valoa ilman häiritsevää lämpöä, voidaan mainita hohtodiodi, mutta toistaiseksi tällaisen tehot ei kuitenkaan ylety varsinaisten valonlähteiden edellyttämälle tasolle.One such light source that produces light without disturbing heat is a glow diode, but so far such powers have not reached the level required by the actual light sources.

Hehkulamppujen mainittujen haittojen vähentämiseksi on kehitetty hakemuksen mukainen hehkulamppu ja menetelmä sen tehonkäytön säätämiseksi. Keksinnölle on tunnusomaista, että hehkulangan yhteydessä oleva yksi tai useampi lämmölle ja/tai sähkömagneettiselle värähtelylle herkkä tunnistinelin vaikuttaa hehkulangan läpi johdettavaa sähkövirtaa säätävän puolijohdekytkennän toimintaan hehkulangan lämpötilan säätämiseksi vakioarvoon.In order to reduce said disadvantages of incandescent lamps, an incandescent lamp according to the application and a method for adjusting its power consumption have been developed. The invention is characterized in that one or more sensor elements sensitive to heat and / or electromagnetic vibration in connection with the filament affect the operation of the semiconductor circuit for controlling the electric current through the filament to adjust the temperature of the filament to a constant value.

Edullisesti eristekerros toimii keksinnön yhteydessä siten, että osa sähkömagneet-tisestä värähtelystä heijastuu takaisin hehkulangalle palauttaen sille energiaa.Preferably, in the context of the invention, the insulating layer operates in such a way that part of the electromagnetic vibration is reflected back to the filament, restoring energy to it.

Il 3 7?°26Il 3 7? ° 26

Seuraavassa selitetään keksintö kaavamaisen kuvion avulla:The invention will now be described with reference to a schematic diagram:

Kuviossa esitetään keksinnön erään sovellutuksen mukainen hehkulamppu, jossa on samassa virtapiirissä säätöelimenä 1 toimiva puolijohde-elin, jota kaavamaisesti esittää pelkkä transistori. Tällöin transistorin kantaan on liitetty johto 2 joka välittää hehkulangan 5 yhteydessä olevasta tunnistinelimestä 4 tulevan signaalin säätöelimelle 1. Hehkulangan 5 ja lampun ympärillä olevan ulkoilman välillä on eriste 3, jonka tehtävänä on ylläpitää hehkulangassa 5 tunnistin- ja säätöelimien 4 ja 1 säätämä sähkömagneettinen värähtely vakioarvossaan ulkoisista olosuhteista riippumatta. Eriste 3 vaikuttaa tällöin energiaa säästävästi siten, että lampun toimintaan tarvittava energia lampun käyttötarkoituksen mukaisesti erityisesti lämmön muodossa säilyy hehkulangassa 5 tai sen lähiympäristössä, jolloin taas lampun hyötysuhde paranee ja hukkaenergian valuminen ympäristöön estetään keksinnön tarkoituksen mukaisesti.The figure shows an incandescent lamp according to an embodiment of the invention, which has a semiconductor element acting as a control element 1 in the same circuit, which is schematically shown by a transistor alone. In this case, a line 2 is connected to the base of the transistor, which transmits the signal from the sensor element 4 connected to the filament 5 to the control element 1. Between the filament 5 and the outside air around the lamp there is an insulator 3 to maintain the electromagnetic oscillation controlled by the sensor and control elements regardless of the circumstances. The insulator 3 then has an energy-saving effect, so that the energy required for the operation of the lamp, in particular in the form of heat, is retained in the filament 5 or its vicinity, whereby the efficiency of the lamp is improved and wasted energy is prevented.

Eristys 3 ja hehkulangan 5 lämpötilan säätö valontarpeen kannalta sopivalle arvolle tuo energiasäästön ohella sen edun, että hehkulangan 5 käyttölämpötila on varsin tasainen.Insulating 3 and adjusting the temperature of the filament 5 to a value suitable for the need for light, in addition to saving energy, has the advantage that the operating temperature of the filament 5 is quite constant.

Eristeen 3 tulee olla sellainen, että ainakin aallonpituudeltaan halutunlainen sähkömagneettinen värähtely pystyy läpäisemään sen. Kun hehkulampun käyttötarkoituksena on valon aikaansaaminen on tällöin eriste 3 sopivasti läpinäkyvä sille valolle, jota halutaan, kun taas eristyskyky hyvin voi ulottua ei-toivottujen aallonpituuksien eli esimerkiksi lämpösäteilyn alueelle. Keksinnön yhteydessä on lämpöeristyksenä varsinkin sellainen tunnettu rakenne käyttökelpoinen, missä ainakin yhtenä kerroksena on kahden tiiviin kerroksen välillä oleva sopiva kaasu, jonka paine normaalilämpötilassa on ulkoilman painetta huomattavasti alhaisempi, eli sopivasti käytännöllisesti katsoen tyhjiö. Eristys 3 on myös mahdollista koota eri kerroksista, jolloin jonkin kerroksen eristyskyky sopivasti voi ulottua esimerkiksi muulle värähtelyn aallonpituusalueelle kuin lämpösäteilyn alueelle, jolloin tämä eristyskerros toimii suodattimena. Samaten on edullista tehdä yksi kerros sellaiseksi, että eristettävä säteily heijastuu takaisin hehkulangalle tai sen läheisyyteen.The insulator 3 must be such that an electromagnetic oscillation of at least the desired wavelength is capable of transmitting it. When the purpose of the incandescent lamp is to provide light, the insulator 3 is then suitably transparent to the light desired, while the insulating ability may well extend to the range of undesired wavelengths, e.g. thermal radiation. In connection with the invention, a known structure is particularly useful as thermal insulation, in which at least one layer is a suitable gas between two dense layers, the pressure of which at normal temperature is considerably lower than the pressure of the outside air, i.e. suitably a vacuum. It is also possible to assemble the insulation 3 from different layers, whereby the insulating capacity of a layer can suitably extend, for example, to a region of the wavelength of the vibration other than the region of thermal radiation, in which case this insulating layer acts as a filter. It is also advantageous to make one layer such that the radiation to be isolated is reflected back to or in the vicinity of the filament.

Niissä sovellutuksissa, missä pyritään erityisesti lampun lämpötalouden parantamiseksi on ainakin yksi tunnistinelin 4 erityisesti herkkä hehkulangan lämpötilalle. Tällainen tunnistinelin 4 voi muodostua lämpöparista, joka hehkulangan saavutettua ennalta asetettun arvon välittää säätöelimelle 1 sähköisen signaalin jokaIn those applications where special efforts are made to improve the thermal economy of the lamp, the at least one sensor element 4 is particularly sensitive to the temperature of the filament. Such a sensor element 4 may consist of a thermocouple which, when the filament reaches a preset value, transmits to the control element 1 an electrical signal which

Claims

An incandescent lamp comprising an incandescent lamp (5) located in a closed member made of glassy material, which incandescent glow (5) under the influence of electric current glowing therein, wherein around the incandescent glow (5) is one or more layers (3) which prevent that at least nfigon part of the electromagnetic radiation moves freely from the filament (5) to the surrounding air, and the lamp has sensing means (4) to determine the temperature of the filament (5), characterized in that one or more heat and / or electromagnetic oscillation sensitive sensing means (4) located in connection with the filament (5) 6 72226 affects the function of a semiconductor coupling (1) which regulates the electrical current to be passed through the filament to regulate the filament (5) temperature to a constant value.

2. An incandescent lamp according to claim 1, characterized in that a sensing means (4) is a thermistor which, when the temperature of the filament (5) reaches a predetermined value, transmits an electrical signal to the current regulating semiconductor coupling (1). to which signal the coupling (1) reacts and gives rise to a change in the current which flows through the filaments (5).

3. An incandescent lamp according to any one of the preceding claims 1 ... 2, characterized in that at least one sensing means (4) responds mainly to oscillations whose path length is not within the range of actual heat radiation.

4. An incandescent lamp according to any one of the preceding claims 1 ... 3, characterized in that the semiconductor coupling, which acts as a control means (1) for the electric current which is passed through the filaments, is in the circuit of the filament trees, wherein the control means (1) suitably responds to the signal of the sensing means (4) in such a way that the current can pass through the coupling (1) in a condition which depends on the strength of the signal of the means (4), as is preferably the voltage that the filament produces in a thermistor.

A method for regulating the use of power of an incandescent lamp comprising an incandescent tree (5) located in a closed member made of vitreous material, said incandescent tree (5) radiating electromagnetic oscillations under the influence of electric current thereby, incandescent (5). ) is insulated (3) against the space located outside the closed member, as well as means (4) for sensing the temperature of the filaments (5), characterized in that the temperature of the filament (5) and / or the path length of the electromagnetic oscillation as radiates are poured approximately constant regardless of the conditions surrounding the lamp by monitoring the current supply through the filaments (5) using a sensing means (4) which affects the function of a semiconductor coupling (1) which regulates the current which is read through the filaments (5). ). n