NL1028499C1

NL1028499C1 - Lampsamenstel.

Info

Publication number: NL1028499C1
Application number: NL1028499A
Authority: NL
Inventors: Jeffrey Buschmann; Michael Kling
Original assignee: Osram Sylvania Inc
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2005-09-16
Also published as: HU0500298D0; US20050201105A1; US7125149B2; GB0502512D0; GB2412158B; GB2412158A; JP2005268216A; DE102005007093A1; CA2489651A1; HUP0500298A2

Description

Lampsamenstel TECHNISCH GEBIED

5 De uitvinding heeft betrekking op elektrische lampen en meer in het bijzonder op elektrische lampen welke zijn omhuld in een reflector. Nog meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een parabolische reflectorlamp (PAR) met een keramische metaalhalogenide-boogcapsule waarvan de afdichting een gereduceerde temperatuur heeft.

10

TECHNISCHE ACHTERGROND

Keramische lampomhullingen met moderne metaalhalogenide-boogcapsules hebben geleid tot een nieuwe klasse van metaalhalogenidelampen, zie, bijvoorbeeld, Ge-15 ven, e.a. in het Amerikaanse octrooi nr. 5.424.609 en Carleton e.a. in J. 111. Eng. Soc. blz. 139-145, Winter, 1996 (Proc. of IESNA Annual Conference). Deze lampen bevatten metaalhalogenide-vullingschemie en twee elektroden. Een hoogspanningspuls tussen de elektroden wordt gebruikt voor het ontsteken van dè lamp. Normale stroom en spanning worden dan toegevoerd via de elektroden teneinde het ingesloten gas en de 20 vulmaterialen te exciteren tot een plasmatoestand. Karakteristieke vullingen omvatten zeldzame- aarde-halogeniden met diverse andere additieven, welke thalliumhalogenide en calciumhalogenide kunnen omvatten, naast een inert startgas zoals argon of xenon. .

De keramische boogbuis is veelal bemanteld met een andere omhulling, genaamd een buitenmantel, teneinde de inwendige boogbuis te beschermen tegen de atmosfeer. 25 Vele van de onderdelen van de lamp, in het bijzonder de niobium invoergeleiders, oxideren snel indien blootgesteld aan lucht bij de bedrijfstemperaturen van de lamp, waardoor de lamp zal falen. Deze buitenmantels zijn gewoonlijk thermisch geïsoleerd van de boogbuis door middel van constructie en bevatten een vacuüm of zijn gevuld met een partiële druk van een inert gas en een vangstof, bijvoorbeeld, een verbinding van 30 zirkoon en aluminium, teneinde zuurstof en waterstof te vangen.

Veelal zijn de binnen-boogbuis en de buitenmantel bevestigd in het inwendige van een parabolische reflector teneinde het vanuit de lamp opgewekte licht te vergaren en te richten in een nuttig bundelpatroon. Dit kan een brede of een smalle bundel zijn 1 0284 99- 2 voor het verlichten van interieuroppervlakken of gevels van gebouwen in buitentoepassingen. Deze lampen met halogeenlichtbronnen worden ook algemeen gebruikt voor het verlichten van artikelen in winkels en voor buitenverlichting van woningen, bijvoorbeeld in veiligheidsverlichtingen. Er bestaat veel interesse voor het gebruik van S keramische metaalhalogenidelampen in de genoemde toepassingen omdat zij efficiënt zijn en een voortreffelijke kleurweergave verschaffen. De ware kleuren van de goederen artikelen worden bijna weergegeven alsof zij werden getoond in zonlicht

De economie van de schaal dicteert dat voor de nieuwe keramische metaalhalogenidelampen (HCI lampen) dezelfde reflector wordt gebruikt als voor halogeenlampen. 10 Dit beperkt de vervaardigingskosten tot een minimum. Het maakt ook mogelijk, dat de lampen kunnen worden gebruikt in bestaande armaturen.

Helaas is uit levensduurtesten gebleken dat de HCI lampen die bevestigd worden in bestaande lampstructuren vroegtijdig falen na ongeveer 1.500-2.000 uren, in plaats dat zij hun verwachte nominale levensduur van 10.000 uur voltooien. Dit wordt toe-15 geschreven aan de snelle chemische aantasting van het afdichtingsglas (frit) door het vulmateriaal dat wordt gebruikt voor het maken van gebruikelijke HCI afdichtingen (zie Geven e.a., hierboven). Het probleem wordt verergerd wanneer de lampen worden bedreven in een configuratie met de voet omhoog, zoals zij worden gebruikt in vele toepassingen van naar beneden gerichte interieurverlichting. De afdichting wordt dan 20 onderworpen aan grotere warmte en derhalve aan actievere chemische reacties. Teneinde een bruikbaar product te zijn in de genoemde markten, moet de levensduur van de lampen worden verlengd.

In de Amerikaanse gepubliceerde octrooiaanvrage nr. 2003/0193280, gepubliceerd 16 oktober 2003, en welke eigendom is van houdster van het onderhavige oc-25 trooi, is gepoogd het probleem ten minste gedeeltelijk op te lossen door het tussenplaatsen van een licht-absorberende laag in de hals van de lamp, waardoor extern licht in de laag wordt omgezet in warmte en dan opnieuw wordt uitgestraald op een niet-gefocus-seerde manier waarbij slechts een klein gedeelte daarvan wordt omgeleid naar het af-dichtingsgebied. De publicatie suggereert dat de licht-absorberende laag een zwarte 30 topcoating op het inwendige of het uitwendige van de hals kan zijn. Bij wijze van alternatief kunnen gedurende de vervaardiging zodanige middelen worden verschaft dat het halsgedeelte niet wordt gemetalliseerd. Hoewel deze procedure beantwoordt aan zijn beoogde doel, leidde hij tot andere problemen. De oplossing is bijvoorbeeld duur om te 1 0284 99" 3 implementeren en verslechtert de prestatie en het uiterlijk van de lamp. De coating in de hals moet handmatig worden verwijderd door middel van mechanische of chemische middelen of anders moet, bij wijze van alternatief, een maskerinrichting worden opgenomen in het halsgebied voor het metalliseringsproces. Een gedeelte van het licht dat 5 intreedt in de hals van een normale lamp wordt via het voorvlak van de lamp naar buiten gereflecteerd en draagt bij aan de totale lichtopbrengst Deze lichtbijdrage gaat verloren wanneer de hals transparant wordt gemaakt. Het verven van de hals of het gebruik van gekleurd glas leidt tot aanzienlijke verhoging van de kosten van de lamp en verandert het uiterlijk aanzienlijk.

10 i

BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING

Het is derhalve een doel van de uitvinding de nadelen van de stand van de techniek te overwinnen.

IS Het is een ander doel van de uitvinding keramische metaalhalogenide- reflectorlampen te verbeteren.

Het is nog ander doel van de uitvinding de warmte welke wordt afgegeven aan het afdichtingsgebied van een HCI lamp gedurende het bedrijf te reduceren.

Deze doelen worden volgens een aspect van de uitvinding gerealiseerd door mid-20 del van een lampsamenstel, omvattend: een lichtbron welke twee afgedichte elektroden heeft die afgedicht in een afdichtingsgebied zijn gelegen en een lamp-as definiëren; een concave huls welke een inwendig oppervlak heeft waarop een reflecterend oppervlak is gevormd, waarbij de huls een hals heeft welke een halsholte en een reflectoras definieert, waarbij de hals is voorzien van een elektrische verbinding en een mechanisch 25 draagorgaan voor de lichtbron; waarbij de huls welke de bron omringt van de bron afkomstig licht reflecteert naar een gedurende het bedrijf van de lamp te verlichten veld, waarbij de bron en de reflector zodanig zijn georiënteerd ten opzichte van de lampas dat zij in essentie coaxiaal zijn met de reflectoras, en waarbij ten minste een gedeelte van ten minste één van de elektroden zich uitstrekt in de halsholte, en een zone, ge-30 vormd in de halsholte, voor het in essentie omleiden van speculaire reflectieweg uit het afdichtingsgebied.

Aangezien is vastgesteld dat een primaire oorzaak van de oververhitting van de afdichting van de boogbuis de speculaire reflectie is van de ontlading welke is gefocus- 1028490“ ♦ 4 seerd op een gevoelig gebied van de afdichting, leidt de hierboven beschreven opnieuw ontworpen dwarsdoorsnede van de hals deze energie weg van de afdichting en vergroot de levensduur van de lamp aanzienlijk. De speculaire, reflectie-reducerende zone is gemakkelijk te realiseren gedurende de vervaardiging van de omhulling en omvat slechts 5 een goedkope verandering van plunjer voor nieuwe bewerkingsmiddelen.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

Fig. 1 is een diagram in dwarsdoorsnede van een lamp welke een aspect van de 10 uitvinding belichaamt;

Fig. 2 is een bovenaanzicht in dwarsdoorsnede langs de lijn 2-2 van fig. 1;

Fig. 3 is een bovenaanzicht in dwarsdoorsnede soortgelijk aan fig. 2 dat een alternatieve uitvoeringsvorm toont; en

Fig. 4 is een soortgelijk aanzicht dat een nog andere alternatieve uitvoeringsvorm 15 toont

OPTIMALE UITVOERINGSWIJZE VAN DE UITVINDING

Voor een beter begrip van de onderhavige uitvinding, tezamen met andere en 20 verdere doelen, voordelen en mogelijkheden daarvan, wordt verwezen naar de beschrijving hieronder en naar de aangehangen conclusies in samenhang met de hierboven beschreven tekeningen.

Thans met meer specificiteit verwijzend naar de uitvinding, is in fig. 1 een lampsamenstel 10 getoond, omvattend: een lichtbron 12 welke twee afgedichte elektro-25 den 14,16 heeft die afgedicht zijn gelegen in een afdichtingsgebied 17 en een lampas 18 definiëren. Een concave huls 20 heeft een inwendig oppervlak 22 met een daarop gevormd reflecterend oppervlak 23. De concave huls 20 heeft een hals 24 welke een halsholte 26 en een reflectoras 28 definieert. De hals 24 is voorzien van een elektrische verbinding 30 en een mechanisch draagorgaan voor de lichtbron 12. De huls 20 om-30 ringt de bron 12 teneinde licht afkomstig van de bron 12 te reflecteren naar een veld dat dient te worden verlicht gedurende het bedrijf van de lamp. De bron 12 en het reflec-toroppervlak 23 zijn met de lampas 18 zodanig georiënteerd dat zij in essentie coaxiaal zijn met de reflectoras 28, en ten minste een gedeelte van ten minste één van de elek- 1 028499” * 5 troden, bijvoorbeeld, 14, strekt zich uit in de halsholte 26. Een zone 32 is gevormd in de halsholte 26 voor het in essentie omleiden van speculaire reflectie weg uit het af-dichtingsgebied.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding, zoals getoond in fig. 1 en 2, S is de zone 32 welke is gevormd in halsholte 26 voorzien van een veelheid van longitudinale groeven 38. De pijlen 40 duiden aan hoe het licht wordt omgeleid weg van het afdichtingsgebied 17.

Fig. 3 en 4 illustreren alternatieve uitvoeringsvormen waarbij de halsholte 26 kan zijn voorzien van facetten 42 of gestippeld kan zijn zoals bij 44.

10 Doordat het halsgebied is voorzien van de zone welke gevormd is voor het omlei den van de speculaire reflecties, weg uit het afdichtingsgebied 17, wordt de warmte die wordt afgegeven aan het afdichtingsgebied gereduceerd en wordt de levensduur van de boogbuis aanzienlijk verbeterd.

_______Het is zeer .kosteneffectief aangezien willekeurig welke van de geëigende vormen 15 van omleiding kan worden toegepast wanneer de omhulling wordt vervaardigd.

Hoewel hetgeen is getoond en beschreven heden wordt beschouwd als de voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding, zal het voor deskundigen op dit gebied van de techniek duidelijk zijn dat diverse veranderingen en modificaties ten aanzien daarvan kunnen worden verricht zonder dat dit een afwijking inhoudt ten opzichte van de 20 reikwijdte van de uitvinding zoals gedefinieerd door de aangehangen conclusies.

1 0284 99'

Claims

1. Lampsamenstel, omvattend: 5 een lichtbron welke twee afgedichte elektroden heeft, die afgedicht in een afdich- tingsgebied zijn gelegen en een lampas definiëren; een concave huls welke een inwendig oppervlak heeft waarop een reflecterend oppervlak is gevormd, waarbij de huls een hals heeft welke een halsholte en een re-flectoras definieert, waarbij de hals is voorzien van een elektrische verbinding en een 10 mechanisch draagorgaan voor de lichtbron; waarbij de huls welke de bron omringt van de bron afkomstig licht reflecteert naar een gedurende het bedrijf van de lamp te verlichten veld, waarbij de bron en de reflector zodanig zijn georiënteerd ten opzichte van de lampas dat zij in essentie coaxi-.. aal zijn met de reflectoras, en waarbij ten minste een gedeelte van ten minste één van 15 de elektroden zich uitstrekt in de halsholte; en een zone, gevormd in de halsholte, voor het in essentie omleiden van speculaire reflectie, weg uit het afdichtingsgebied.

2. Lampsamenstel volgens conclusie 1, waarbij de zone een veelheid van 20 facetten omvat welke als array rondom het oppervlak van de halsholte is gelegen.

3. Lampsamenstel volgens conclusie 1, waarbij de zone een gestippeld patroon omvat dat als array rondom het oppervlak van de halsholte is gelegen.

4. Lampsamenstel volgens conclusie 1, waarbij de zone een veelheid van nauw gespatieerde longitudinale groeven omvat welke als array rondom het oppervlak van de halsholte is gelegen. 1 028499"