NL7901482A - Elektrische gloeilamp. - Google Patents

Description

+ s.

r I6.2.I979 1 PHN 9356 11,1, Philips* Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Elektrische gloeilamp"

De uitvinding heeft betrekking op een elektrische gloeilamp, -waarbij een gloeilichaam is opgesteld in een vakuumdicht gesloten lampvat, dat in hoofdzaak de vorm heeft van een omwentelingsellipsoide g en waarvan de wand bekleed is met een licht doorlatend, infraroodstraling reflekterend filter. Een dergelijke lamp is bekend uit het Duitse Offenlegungsschrift 2.811.037.

Het infrarood (i.R.) straling reflekterende jq filter heeft bij deze lamp ten doel de door het gloeilichaam uitgezonden I.R. straling op het gloeilichaam terug te werpen en daardoor zijn temperatuur op peil te houden, zodat de aan de lamp toegevoerde elektrische energie in grotere mate wordt benut voor het genereren van zichtbare straling en het rendement van de lamp wordt verhoogd.

Yoor het optimaal funktioneren van een lamp is het noodzakelijk, dat de geometrie van het filter en de geometrie van het gloeilichaam op elkaar 2q zijn afgestemd. Slechts bij een juiste afstemming wordt bereikt, dat het overgrote deel van de Z.R.-stralen reeds na een keer door het filter gereflekteerd te zijn terugvallen op het gloeilichaam. Dit is daarom van belang, omdat filters, die voor zichtbare straling door- 7901482 ί 16.2.1979 2 PHN 9356 is / latend zijn, zeker voor straling in het nabije infrarood - - een reflektiekoëfficient hebben die kleiner is dan 1. Zouden verscheidene reflekties nodig zijn om I.R.-stra-S ling op het gloeilichaam terug te werpen, dan zou de warmtestroom naar het gloeilichaam evenzoveel malen met de reflektiekoëfficient zijn verkleind. De rendements-winst die door het gebruik van een filter kan worden behaald, zou daardoor verminderd worden.

10 Het is echter niet voldoende te bewerk stelligen, dat een groot deel van de uitgezonden I.R.-straling naar het gloeilichaam terugkeert. Tevens is noodzakelijk te bereiken, dat de gereflekteerde I.R.-straling gelijkmatig over het oppervlak van het gloei-15 lichaam verdeeld daarop terugkeert. Wordt aan deze voorwaarde niet voldaan, dan ontstaan temperatuursverschillen tussen delen van het gloeilichaam, waardoor op de warmere plaatsen een snellere verdamping van het gloei-lichaammateriaal optreedt, gepaard gaande aan een hogere 20 elektrische weerstand en derhalve aan een verdere stijging van de temperatuur. De levensduur van de lamp wordt daardoor sterk bekort.

De afstemming van de geometrie van het gloeilichaam op de geometrie van het filter betekent, 25 dat in kombinatie met een sferisch filter een puntvormig gloeilichaam zou moeten worden gebruikt. Daar dit onmogelijk is, kan men zijn toevlucht nemen tot een zo kompakt mogelijk opgevouwen quasi sferisch gloeilichaam. Bij netspanningslampen is het echter vrijwel onmogelijk 30 om een dergelijk gloeilichaam zodanig te ondersteunen, dat het zijn vorm behoud, bovendien moet de diameter van het filter zeer veel groter zijn dan de afmetingen van het gloeilichaam.

Bij toepassing van zeer lange cilindrische 35 gloeilichamen is een filter met cilindrische geometrie het meest aangewezen,

De uitvinding beoogt nu lampen te verschaffen van de in de aanhef genoemde soort, waarbij met een 790 1 4 8 2 «ft * ft b 16.2.1979 3 PHN 9356 eenvoudige geometrie van het gloeilichaam een hoge rende-mentsverbetering gerealiseerd kan worden.

Dit oogmerk wordt bij lampen van de in de 5 openingsparagraaf genoemde soort daardoor bereikt, dat het gloeilichaam een recht cilindrisch lichaam is uit schroeflijnvormig gewonden draad en symmetrisch tussen de brandpunten van de omwentelingsellipsoïde is opgesteld, waarbij de brandpuntsafstand 1 tot 2 maal de lengte van 10 het cilindrische gloeilichaam bedraagt.

Gebleken is, dat deze geometrie en deze dimen-sieverhoudingen juist bij gloeilampen van de meest toegepaste soort, dat wil zeggen netspanningslampen met een vermogen tot 150 W, zeer gunstig is en een grote rende-15 mentsverbetering geeft ten opzichte van lampen zonder infraroods traling reflekterend filter. De lampen hebben het belangrijke voordeel ten opzichte van lampen met een quasi sferisch gloeilichaam, dat het gloeilichaam zeer gemakkelijk vervaardigd en in de gewenste vorm in het 20 lampvat opgesteld kan worden.

Voorts hebben de lampen het voordeel, dat ze qua vorm weinig afwijken van de gangbare gloeilampen.

Opgemerkt wordt, dat in het genoemde Duitse Offenlegungsschrift wordt vermeld dat bij toepassing van 25 een lampvat met de vorm van een omwentelingsellipsoide, het gloeilichaam een vorm heeft die noodzakelijk is om een stralingspatroom te verkrijgen, dat zo dicht mogelijk ligt bij de vorm van het lampvat. Afgezien van deze als wens en doelstelling geformuleerde omschrijving, vermeldt 30 het Offenlegungsschrift niets aangaande de vorm van het gloeilichaam, de verhoudingen van gloeilichaam en lampvat en de positionering van het gloeilichaam in het lampvat, waarmee die doelstelling gerealiseerd zou kunnen worden, zo dat theoretisch en technisch al mogelijk zou zijn.

35 Het is derhalve niet alleen zeer opmerkelijk, dat het doel met een eenvoudig gloeilichaam gerealiseerd wordt, maar bovendien dat de lamp volgens de uitvinding qua konstruktie en geometrie zo veel eenvoudiger is dan de in 7901482 Λ _ t ί 16.2.1979 ^ ΡΗΝ 9356 genoemd Offenlegungsschrift uitvoerig beschreven lampen met sferisch lampvat en quasi sferisch gloeilichaam.

Zeer opmerkelijk is, dat, naar bleek, de lengte van de korte as van de ellips die door omwenteling de omwentelingsellipsoide geeft van weinig betekenis is voor de rendementsverhoging van de lamp., Men kan zich derhalve bij het kiezen de wijdte van het lampvat laten leiden door overwegingen van ekonomische, fabrikage- 10 technische en esthetische aard.

In het algemeen zal men een omwentelingsellipsoide kiezen met een brandpuntsafstand van 1,2 tot 1,4 maal de lengte van het cilindrische gloeilichaam.

Het verdient aanbeveling de diameter van het gloeilichaam 15 .zo groot mogelijk te maken, aangezien de montage-toleran-tie van het gloeilichaam loodrecht op zijn as circa j maal de diameter van het gloeilichaam bedraagt. Voorts zal men er naar streven het gloeilichaam zoveel mogelijk optisch dicht te maken, zodat infraroodstraling die 20 naar het gloeilichaam gereflekteerd wordt, dat gloeilichaam ook daadwerkelijk treffen en niet tussen de windingen van het gloeilichaam door lopen naar de wand van het lampvat. Bij voorkeur worden wikkelparameters van het gloeilichaam zo gekozen dat minder dan 50°/o van de 25 gereflekteerde I.R.-stralen door het gloeilichaam heen kunnen lopen.

Als licht-doorlatend, I.R.-straling reflek- terend filter kan gebruik worden gemaakt van materialen van uiteenlopende aard. Zo kan een interferentiefilter 30 worden toegepast, al dan niet in kombinatie met een met metaalatomen gedoteerd metaaloxyde filter, bijvoorbeeld als beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.017*758 (PHN 7484). Ook kan een filter worden gebruikt als beschreven in het eerder geciteerde Duitse Offenlegungsschrift. 35

Een dergelijk filter bestaat bijvoorbeeld uit een laag zilver 7901482

V

16.2^1979 5 PHN 9356 tussen twee lagen TiO^· Filters van deze soort zijn ook beschreven-in de literatuur bijvoorbeeld in Applied Physics Letters Vol. 25 Nr. 12 693-695 (197*0· 5 Ze kunnen worden vervaardigd met gebruikelijke technieken, zoals opdampen, dompelen, sproeien e.d. Desgewenst kan het lampvat uit twee delen zijn opgebouwd, elk met de vorm van een halve omwentelingsellipsoide.

Een uitvoeringsvorm van een lamp volgens de 10 uitvinding wordt in de tekening in aanzicht, deels opengebroken, getoond.

In de figuur is 1 het in hoofdzaak als omwentelingsellipsoide gevormde lampvat. Het lampvat verliest zijn ellipsoidale vorm nabij het buigpunt 8, waar 15 het lampvat de gebruikelijke buisvorm 10 krijgt om montage van een lampvoet 9 mogelijk te maken. De brandpunten van de omwentelingsellipsoide zijn met 2 en 3 aangeduid.

Het gloeilichaam b is, nagenoeg koaxiaal met het lampvat, tussen pooldraden 5 en 6 uitgespannen. Op de wand van het 20 lampvat is een voor licht doorlatend, infraroodstraling reflekterend filter 7 aangebracht.

Voorbeelden 1a) Een lampvat met de vorm van een omwentelingsellipsoide, had een brandpuntsafstand van 21 mm. De grootste 25 diameter loodrecht op de lange as van de ellips bedroeg 60 mm. In het lampvat werd, symmetrisch tussen de brandpunten, een gloeilichaam opgesteld uit tweevoudig schroeflijnvormig gewonden (c.c.) wolfraam-draad. Het gloeilichaam had een lengte van 17 mm en 30 een diameter van 1 mm.

Koaxiaal met de lange as van de ellips, sloot op de omwentelingsellipsoide een halsvormig lampvatdeel aan, dat een diameter had van 30 nm en dat voorzien was van een lampvoet.

33 Het lampvat was aan de binnenzijde voorzien van een

TiO^ laag van 18 nm, waarop eerst een zilverlaag van 18 nm en vervolgens een TiO^ laag van 18 nm was aangebracht .

7901482 .4 16.2. 1979 6. PHN 9356 n

De lamp nam bij 120 V een vermogen op van 55 ¥ en gaf* 1375 lumen, lb) Eenzelfde lamp zonder lichtdoorlatend, infrarood reflekterend filter gaf 1500 lumen bij een opgenomen vermogen van 100 ¥.

lc) Ter verdere vergelijking werd een lamp met een cilindrisch lampvat met een inwendige diameter van 34 mm voorzien van eenzelfde filter. Koaxiaal met het lampvat werd het gloeilichaam opgesteld. De lamp nam bij 120 V een vermogen op van 94 ¥.

2) Het verband tussen de lengte van het gloeilichaam en de brandpuntsafstand van de omwentelingsellipsoide 15 wordt in de volgende tabel getoond.

x lengte gloei- y brandpunts- y/x opgenomen ver-! lichaam (mm) afstand (mm) mogen (¥) I ~ 1? j 1 j 57 ' » ’ s ! 17 21 I 1,24| 55 1 \ } I 17 28 I 1,65 \ 56 ' ? '· 25 30 35 7901482

Claims (2)

1. Elektrische gloeilamp, waarbij een gloei-lichaam is opgesteld in een vakuumdicht gesloten lampvat, dat in hoofdzaak de vorm heeft van een omwentelingsellip- 5 soide en waarvan de wand bekleed is nefc een lichtdoorlatend, infraroodstraling reflekterend filter, met het kenmerk, dat het gloeilichaam een recht cilindrisch lichaam is uit schroeflijnvormig gewonden draad en symmetrisch tussen de brandpunten van de omwentelingsellipsoide is opgesteld, ^ waarbij de brandpuntsafstand 1 tot 2 maal de lengte van het cilindrische gloeilichaam bedraagt.

2. Elektrische gloeilamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de brandpuntsafstand 1,2 tot 1,4 maal de lengte van het cilindrische gloeilichaam bedraagt. 15 20 7901482 βί 1/1 ^ ^ ^ j ^ —·10 ν -K.V, Γ?.:*: - :* · · — ‘ · 7 9 0 1 4 8.2 £,.w.w^,s ΡΗΝ 9356