HU203615B

HU203615B - Electric incandescent lamp

Info

Publication number: HU203615B
Application number: HU582890A
Authority: HU
Inventors: Petrus Adrianus Josephu Holten
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1989-09-11
Filing date: 1990-09-07
Publication date: 1991-08-28
Also published as: HUT54830A; JPH03101050A; EP0417835A1

Abstract

The electric incandescent lamp has a lamp vessel (1) with a reflective coating (3). Two similar filaments (4, 5) connected electrically in parallel together constitute a polygon and are arranged at the mirror image places one of the other in a plane (19) transverse to the axis (2) of the lamp vessel. The lamp emits a symmetrical light beam having a high intensity at the centre thereof.

Description

A találmány tárgya egy hálózati elektromos izzólámpa, amelynek van egy átlátszó, körszimmetrikus lámpabúrája, amely fényvisszaverő bevonattal van ellátva, egy belső és egy második spirális izzó, amelynek iz- 5 zószála, végződései vannak, mely izzószálak a lámpaburában, annak tengelye közelében helyezkednek el, mely izzószálak a végződéseiknél érintkeznek a lámpabúrából jövő tápáramvezetőkkel, és amely izzószálakegymássalpárhuzamosanvannakkapcsolva. 10The present invention relates to a mains electric filament lamp having a transparent circular symmetrical lamp envelope provided with a reflective coating, an inner filament and a second helical filament having filament ends terminated in the lamp envelope near its axis, which filaments at their terminals are in contact with the power conductors from the lamp shade and which filaments are connected in parallel with each other. 10

Ilyen lámpa ismert a 121 505 lajstromszámú NL szabadalmi leírásból. Az ismert lámpában hosszanti síkban elhelyezkedő izzószálak a tengellyel 45*-ot zárnak be, egymásara merőlegesek vagy egymással párhuzamosak. 15Such a lamp is known from U.S. Patent No. 121,505. Filament filaments in a known lamp extend 45 * to the axis, are perpendicular to each other or parallel to each other. 15

Ezen alakból és ezen elrendezésből adódóan az izzószálak egyes részei messzire kerülnek a lámpabúra szimmetria tengelyétől. Ez azzal a következménnyel jár, hogy a lámpabúra fényvisszaverő bevonata által visszavert fénysugár nagyon széles és a közepén ala- 20 csony fényintenzitású. Továbbá a fénysugár inhomogén és nem forgásszimmetrikus. Az izzószálak különböző teljesítményűek lehetnek, pl. az egyik teljesítménye valamelyik másikénak a kétszerese.Due to this shape and this arrangement, some parts of the filaments are far from the axis of symmetry of the lamp shade. This results in the light reflected by the reflective coating of the lamp shade being very wide and having a low light intensity in the center. Furthermore, the light beam is inhomogeneous and not rotationally symmetrical. The filaments may have different capacities, e.g. one performance is twice that of another.

Számos más, párhuzamosan kapcsolt izzószálakkal 25 rendelkező izzólámpa ismert. Például az EP 0280475A lajstromszámú európai szabadalmi leírás lámpát ismertet, melynek két, keresztszerűen elrendezett zárt alakzatú izzószála van.Several other filament lamps with parallel filaments are known. For example, EP 0280475A discloses a lamp having two cross-shaped closed filament filaments.

Az egyik izzószál tervezett élettartama hosszabb a 30 másikénál. Ezáltal a lámpa még azután is hosszan világít, miután az egyik izzószál már kiégett. Az ilyen lámpa nem hatékony (nem előnyős), minthogy a (hosszabb élettartamú) izzószál hosszú élettartama szükségképpen együttjár az egységnyi felhasznált energiára jutó 36 gyenge fénykibocsátással. A hosszabb élettartamú izzószál nettó fénykibocsátása kisebb, mint a bruttó fénykibocsátása, minthogy a rővidebb élettartamú izzószál anyaga - kiégés (átégés) után - elpárolog, és az elpárolgott anyag fényelnyelő lerakódást képez a lám- 40 pabúrán.The design life of one filament is longer than the other 30. This keeps the lamp on even after one of the filaments has burnt out. Such a lamp is inefficient (not advantageous), since the long life of the filament (longer life) is necessarily associated with the low light output 36 per unit of energy consumed. The net light output of the longer life filament is lower than that of the gross light since the material of the shorter filament is evaporated after burnout and the vaporized material forms a light-absorbing deposit on the lamp shade.

Hasonló lámpa ismert a GB 426 477 lajstromszámú szabadalmi leírásból. Fényvisszaverő bevonattal ellátott izzólámpákban az izzószál többnyire harántirányú, és a lámpabúra szimmetriatengelyét öleli körül. 45 Ilyen izzólámpa ismert az US 4 777 300 lajstromszámú szabadalmi leírásból. A hálózati feszültségről működtetendő izzószál viszonylag nagy hosszúsága miatt, ezen izzószál - akkor is, ha a tengely körül van elhelyezve - a tengelytől viszonylag nagy távolságra kerül 60 a tágulás során. Ez viszonylag nagy szélességű fénysugarat eredményez. Az izzószál helyzetének és alakjának további következménye, hogy aszimmetrikus sugár jön létre, továbbá, hogy a sugár közepén mért intenzitásviszonylagalacsony. 55A similar lamp is known from GB 426 477. In filament lamps with reflective coating, the filament is generally transverse and encircles the axis of symmetry of the lamp sheath. Such an incandescent lamp is known from U.S. Patent No. 4,777,300. Due to the relatively long length of the filament to be powered from the mains voltage, this filament, even when positioned around the shaft, is relatively spaced 60 from the shaft during expansion. This results in a relatively large beam of light. A further consequence of the position and shape of the filament is that an asymmetric beam is formed and that the intensity measured in the center of the beam is relatively low. 55

Jelen találmánynak célja - egyebek között - hogy a bevezetőben bemutatott tulajdonságokkal rendelkező lámpát alakítsunk ki, olyat, amelynek fénysugara jobban közelít a szimmetrikushoz, és amelynek a sugár közepén mért fényintenzitása nagy értékű. 60It is an object of the present invention, inter alia, to provide a lamp having the properties described in the introduction, one having a light beam closer to the symmetrical and having a high luminous intensity in the center of the beam. 60

Felismertük, hogy az izzószálak geometriai elrendezésének módosításával jutunk el célunkhoz.We have discovered that by changing the geometry of the filaments, we achieve our goal.

A találmány célkitűzését azáltal érjük el, hogyThe object of the present invention is achieved by:

- az első és a második izzószál egymáshoz hasonló, továbbá, hogy az első és a második izzószál együtt sokszöget (poligont) alkot,- the first and second filaments are similar and that the first and second filaments together form a polygon,

- az első és a második izzószálat végződéseik között tartó tagok tartják,- the members holding the first and second filaments between their ends,

- az előző és a második izzószál többé-kevésbé szimmetrikus elrendezésű, és a szimmetriatengelyre lényegében merőleges síkban helyezkedik elthe first and second filaments being arranged in a more or less symmetrical arrangement and in a plane substantially perpendicular to the axis of symmetry

Az izzószálak - elhelyezkedésükből adódóan - a lámpabúra tengelye körül világítanak és ezáltal a fénysugár jól közelít a szimmetrikushoz, és a fénysugár közepén mért fényintenzitása nagy.Due to their position, the filaments are illuminated around the axis of the lamp shade, thereby bringing the beam well into symmetry and having a high luminous intensity in the center of the beam.

Adott - például 60 W-os - teljesítmény felvétel f mellett az egyes izzószálak rövidebbek, mint az ilyen teljesítményű (egyetlen) izzószál, például 220 V-os lámpa esetében: 19 mm-es a 24 mm-es helyette. Ennek következtében az izzószálak közelebb kerülnek a lámpabúra tengelyéhez, mint az egy izzószálas izzók esetében.At a given power consumption, for example 60 W, each filament is shorter than that of a single filament such as a 220 V lamp: 19 mm instead of 24 mm. As a result, the filaments are closer to the axis of the lamp shield than they are to single filament bulbs.

Az alapjánál nyitott trapéz formájú hagyományos izzószál távolabb van a tengelytől, mint a találmány szerinti lámpa izzószálai, amelyek - hasonló alakkal és elrendezéssel - a megfelelő módon együtt egy szabályos hatszöget alkotnak. Mint a tengelytől mért maximális, mint a tengelytől mért átlagos távolságuk a hagyományos izzószálas elrendezés hasonló távolságának csupán 80%-a.The conventional trapezoidal filament open at the base is farther from the axis than the filaments of the lamp of the present invention, which together in a similar shape and arrangement, form a regular hexagon. As the maximum distance from the axis, the average distance from the axis is only 80% of a similar distance from a conventional filament arrangement.

így keskeny fénysugár és nagy sugárközépben mért fényintenzitás érhető el A fénysugár intenzitása is több, mint 20%-kal nagyobb. A fénysugár szimmetriájának érdekében a lámpában hasonló izzószálak (két izzószál) vannak, vagy specifikációjuk (azaz hosszuk és huzal-átmérőjűk) megegyezik. Ennek dacára az azonos specifikációjú izzószálak - vagy akár egy azon huzalból származó darabok - tulajdonságai elüthetnek egymástól, különösen élettartamuk. Ez adódhat például a huzal valamiféle hibájából, melynek folytán a huzal valahol vékonyabb.Thus, a narrow beam of light and a large center of light intensity are achieved. The intensity of the beam is also more than 20% higher. For the symmetry of the light beam, the lamp has similar filaments (two filaments) or have the same specification (i.e. length and wire diameter). However, the properties of filaments of the same specification - or even pieces of the same wire - may be different, particularly in terms of their service life. This may be due, for example, to some kind of defect in the wire which causes the wire to become thinner somewhere.

Ebből adódhat a rővidebb élettartam. Egy első és egy , második izzószálat tartalmazó lámpát véve - extrám t esetben - az egyik izzószál 700 óra után ég ki, míg a másik további 300 órát világít.This can result in a shorter life span. Taking one lamp and one lamp containing a second filament, in extreme cases, one filament burns after 700 hours and the other illuminates for an additional 300 hours.

A találmány szerinti izzólámpának egy kiviteli alakjában olyan megoldást választottunk, mély biztosítja, hogy a második izzószál kiégése az elsőét nagyon hamar követi, még akkor is, ha az első és a második izzószál megfelelő tartói egymással elektromosan össze vannak kötve.In one embodiment of the filament lamp of the present invention, a solution is provided which ensures that the burnout of the second filament follows its first very quickly, even when the respective holders of the first and second filaments are electrically connected.

A találmány szerinti izzólámpa kiviteli alakjait rajzban mutatjuk be. AzEmbodiments of the incandescent lamp according to the invention are illustrated in the drawing. The

1. ábra az izzólámpa egy kiviteli alakjának oldalnézetét jeleníti meg, részben kitört lámpabúrával.aFigure 1 shows a side view of an embodiment of an incandescent lamp with a partially broken lamp shade.

2. ábra az 1. ábrán ábrázolt izzólámpa izzószálát mutatja a lámpabúra tengelyéből nézve, aFigure 2 shows the filament of the filament lamp shown in Figure 1, viewed from the axis of the lamp shade,

3. ábrán az I. ábrán ábrázolt izzólámpa elektromos helyettesítő áramköre látható, aFigure 3 is an electrical replacement circuit for the filament lamp shown in Figure I, a

HU 203615 ΒHU 203615 Β

4. ábra ugyanezt a helyettesítő áramkört mutatja már az egyik izzószál kiégése után, azFig. 4 shows the same replacement circuit already after one of the filaments has burned out

5. ábrán egy másik ldviteli alak oldalnézete látható.Figure 5 is a side view of another embodiment.

Az 1. ábrán látható hálózati feszültségről működtetendő elektromos izzólámpának van egy 2 szimmetriatengellyel rendelkező, átlátszó 1 lámpabúrája. Az 1 lámpabúrán 3 fényvisszaverő bevonat - például párologtatással felvitt alumíniumréteg - van.The electric filament lamp to be operated from the mains voltage shown in Fig. 1 has a transparent lamp envelope 1 having a axis of symmetry. The lamp shade 1 has a reflective coating 3, for example an aluminum layer applied by evaporation.

A spirális 4 első és 5 második izzószálnak (lásd a 2. ábrát is) vannak 6,7 ill. 8,9 végződései. A 4 első és 5 második izzószál az 1 lámpabúrában, 2 szimmetriatengelyéhez közel helyezkedik el. A 4 első és 5 második izzószál a 10,11 tápáramvezetőkhöz a 6,7 ill. 8,9 végződéseknél csatlakozik: e 10,11 tápáramvezetők azThe helical first filament 4 and second filament filament 4 (see also FIG. 2) have 6.7 and 5, respectively. 8.9 endings. The first filament 4 and the second filament 5 are located in the lamp shade 1 near its axis of symmetry. The first and second filaments 4 and 6 are respectively connected to the supply conductors 10,11 and 6,7 respectively. Connected at terminals 8.9: These 10.11 power conductors are the

I lámpabúrából jutnak ide. A 4 első és 5 második izzó¹ szálak egymással - elektromosan - párhuzamosan vannak kapcsolva.They come from a lampshade I. The first 4 and second 5 ^one filament fibers with each other - are connected in parallel - electrically.

A bemutatott lámpának van egy Edison-féle 12 lámpafeje, amely 121ámpafej el van látva 13,14 érintkezőkkel, melyekhez 10,11 tápáramvezetők csatlakoznak.The lamp shown has an Edison lamp head 12 having a lamp head 121 having 13,14 contacts to which power supply conductors 10,11 are connected.

Az ábrázolt kiviteli alakban az 1 lámpabúra foncsorozott része parabolikus; e rész más alakú is lehetne, például elliptikus, vagy olyan, amelyet valamilyen görbének (pl. parabola- vagy körív) a 2 szimmetriatengely körüli forgatásával nyerünk.In the illustrated embodiment, the stranded portion of the lamp shade 1 is parabolic; this part could be other shapes, for example elliptical, or obtained by rotating a curve (e.g., a parabolic or circular arc) about the axis of symmetry.

A 4 első és 5 második izzószálak (lásd a 2. ábrát is) egymáshoz hasonlóak, és együtt (sokszöget) alkotnak (az ábrán éppen hatszöget). A 4 első és 5 második izzószálat 6, 7 ill. 8, 9 végződéseik között a 20 szigetelő testben rögzített 15,16 ÜL 17,18 tartók tartják.The first and second filaments 4 (see also Fig. 2) are similar to each other and form (polygon) together (just a hexagon in the figure). The first and second second filaments 4, 6, 7 and 5, respectively. Between their ends 8, 9, they are held by holders 15,16 ÜL 17,18 fixed in the insulating body 20.

A 4. első és 5 második izzószál lényegében szimmetrikusan és lényegében a 2 szimmetriatengelyre merőleges 19 síkban helyezkednek el. Az ábrázolt alakban melynek parabolikus 1 lámpabúrája van - a paraboloid fókusza a 19 síkban, a 2 szimmetriatengelyen fekszik.The first filament filaments 4 and 5 are disposed substantially symmetrically and substantially in a plane 19 perpendicular to the axis of symmetry 2. As shown, having a parabolic lamp shade 1, the focus of the paraboloid lies in the plane 19 on the axis of symmetry.

A4első és az5második izzószálmegfelelő 15,17ÜL16, 18 tartói páronként elektromosan össze vannakkotve.The first and second filament holders 15, 17, 16, 18 of the second filament are electrically connected in pairs.

A 3. ábra a 2. ábra 4 első izzószálát jeleníti meg , három sorosan kapcsolt 40-42 eUenállás formájában.Figure 3 shows the first filament 4 of Figure 2 in three series-connected positions 40-42.

Hasonlóképpen az 5 második izzószál is három soroI san kapcsolt 50-52 eUenállás formájában jelenik meg, t mely 50-52 eüenállások értéke egyenként R, és ez az érték megegyezik a 40-42 ellenállások egyenkénti értékével. Amennyiben U feszültséget kapcsolunk a 10,Similarly, the second filament 5 appears in three rows of 50-52 resistances, each having an R value of 50-52 resistors, which is equal to the individual resistances of 40-42 resistors. If U voltage is applied to 10,

II tápáramvezetők közé, akkor U/3 feszültség esik a 40 ellenálláson.Between power supply conductors II, U / 3 voltage is applied to resistor 40.

Amennyiben az 50 ellenállás végtelen nagy (szakadás) - vagyis, hogy az általa képviselt Izzószál szakasz kiég - (4. ábra), akkor a 40 eüenálláson eső feszültség is növekszik. A 41 és 51 ellenállások ül. a 42 és 52 ellenállások eredője mindkét esetben R/2. A10 és 11 tápáramvezetők közötti teljes eUenállás ebből R+2 x 1/2R - 2R. A 40 ellenálláson eső feszültség 2/6 U-ról, 3/6 U-ra növekedett, vagyis az eredetileg rajta eső feszültség 50%-ával. 50%-os túlfeszültség esetén a 4 első izzószál élettartama a nominális értéknek csupán 0,35%-a. Ha a 4 első és az 5 második izzószál egyenkénti névleges élettartama 1000 óra (szokásos érték) és a 4 első izzószál már 700 óra után kiég, akkor az 5 második izzószál - névleges feszültségen - még 300 órán át működhetne. Az említett kapcsolás esetében azonban a maradék működési idő 0,35%-ára csökken, vagyis kb. 1 órára.Hymódona jó fényminőségü lámpa nem éghet tovább sokáig gyenge teljesítményű és gyenge fényminőségü lámpakéntIf the resistance 50 is infinitely high (that is, that the filament represented by it is blown) (Fig. 4), the voltage at the resistor 40 will also increase. Resistors 41 and 51 sit. the result of resistances 42 and 52 in both cases is R / 2. The total e between the A10 and 11 power conductors is R + 2 x 1 / 2R - 2R. The voltage across the resistor 40 increased from 2/6 U to 3/6 U, or 50% of the original voltage applied to it. At 50% overvoltage, the life of the first 4 filaments is only 0.35% of the rated value. If the first filament 4 and the second filament each had a nominal life of 1000 hours (normal value) and the first filament 4 burns out after 700 hours, then the second filament 5 could still operate at rated voltage for 300 hours. However, in the case of said coupling, the remaining operating time is reduced to 0.35%, i.e., approx. For 1 hour.This way, a good light quality lamp cannot burn for a long time as a low-power, low-quality light

Amennyiben a 4 első és 5 második izzószálnak csak egy-egy közbülső tartója van, akkor a tovább égő, világító rész 33,33%-os túlfeszültség alá kerül, s ez a ma10 radék élettartamát 1,8%-ára csökkenti.If the first filament 4 and the second filament 4 have only one intermediate bracket, then the illuminated portion of the incandescent lamp will be overvoltaged to 33.33%, which will reduce the service life of the ma10 radiator to 1.8%.

Amennyiben a 4 első és 5 második izzószálnak három-három közbülső tartója van, akkor a tovább égő rész 60% túlfeszültség alá kerül, és a maradék élettartama a rajzon szereplő megoldásnál is kisebb lesz.If the first filament 4 and the second filament 4 have three or three intermediate brackets, the remaining burner portion will be overvoltage 60% and the remaining life will be less than that shown in the drawing.

Megemlíthető azonban, hogy nagyobb számú tartő már rontja a lámpa hatásfokát, a hőveszteségekmiatt.However, it is noteworthy that a larger number of brackets are already degrading the lamp efficiency due to heat loss.

Kisebb számú tartó kedvezően befolyásolja a lámpa hatásfokát, de kedvezőtlen a fénysugár fényfluxusának vonatkozásában, minthogy a 4,5 első és második izzószálak távolabb kerülnek az 1 lámpabúra 2 szimmetriatengelyétől. Ezért választottunk izzószálanként egy vagy két közbülső tartót.A smaller number of holders has a favorable effect on the lamp efficiency, but is unfavorable with respect to the luminous flux of the light beam, since the first and second filaments 4,5 are moved away from the axis of symmetry 2 of the lamp shade. That's why we chose one or two intermediate brackets per filament.

Az 5. ábrán az 1. ábrának megfelelő részek 20-al nagyobb hivatkozási számot viselnek, például 30, 31 tápáramvezető. A 24,25 izzószálak a 22 szimmetriatengelyre merőleges 30 síkon helyezkednek el; a 39 síkba esik a 21 lámpabúra legnagyobb átmérője is. Az ábrázolt elől foncsorozott lámpát külső parabolikus reflektorként használják. E célból a 21 lámpabúra a 32 lámpafejtől távoleső (szemközti) felületén 23 fényvisszaverő bevonattal van ellátva, amely felület hosszmetszete körívszerűen görbült, melyndc 23* görbületi középpontja a 22 szimmetriatengelynek és a 24, 25 izzószálakat tartalmazó 39 síknak a túlsú oldalán van.In FIG. 5, the parts corresponding to FIG. 1 have a reference numeral of 20, for example, a power conductor 30, 31. The filaments 24,25 are located in a plane 30 perpendicular to the axis of symmetry 22; the largest diameter of the lamp shade 21 also lies in the plane 39. The lamp, curved in front, is used as an external parabolic reflector. For this purpose, the lamp shade 21 is provided with a reflective coating 23 on its opposite surface from the lamp head 32, the surface of which is curved in a circular arc having a center of curvature 23 * on the other side of the symmetry axis 22 and plane 39 containing the filaments.

A 24,25 izzószálak geometriai elrendezése a 2. ábrán látható.The geometry of the filaments 24.25 is shown in Figure 2.

Claims

40 1. An electric filament lamp for mains voltage having a transparent circular symmetrical lamp envelope provided with a reflective coating;

one helical first and second filaments having their ends 46, which filaments are located in the lamp envelope, near the axis of symmetry, which filaments at their ends are connected to the power supply conductors from the lamp envelope and which filaments are connected in parallel,

50 characterized by

the first and second filaments (4,5) being similar to each other and the first and second filaments (4,5) forming a polygon;

- the first and second filaments (4, 5) having a symmetrical arrangement 55 and located in a plane (19) perpendicular to the axis of symmetry (2).

Incandescent lamp according to Claim 1, characterized in that the respective holders (15 and 17 seats 16 and 18) of the first filament (4) and the second filament (5)

60 are electrically connected.