NL8501458A - Reflectorlamp met een verbeterde halssectie voor toename van de nuttige lichtopbrengst. - Google Patents

Description

P & C < \

, , N 2348-1371 Ned.M/EvF

V

Korte aanduiding: Reflectorlamp met een verbeterde halssectie voor toename van de nuttige lichtopbrengst.

De uitvinding beweegt zich op het gebied van reflectorlampen, zoals die welke de algemeen bekende reflector (R) lamp omvatten, gebruikt voor "floodlight"- en voor "spotlight"-verlichting.

Reflector (R) lampen worden geopenbaard in de Amerikaanse 5 octrooiaanvrage nr. 589,903 ingediend op 14 maart 1984. De Amerikaanse octrooiaanvrage nr. 589,903 openbaart R-lampen met veelvoudige en gerichte parabolische reflectieve secties, die het bundelpatroon van de R-lamp verbeteren.

Van de totale lumens of lichtstralen ontwikkeld door de licht-10 bron van de bekende reflectorlampen zoals die volgens de Amerikaanse octrooiaanvrage nr. 589,903, wordt een ongewenste hoeveelheid lichtstralen op nadelige wijze gereflecteerd door de halssectie van de reflectorlamp op zodanige wijze dat ze tenslotte terecht komen buiten het gewenste of hoofdbundelpatroon en daardoor worden deze stralen als 15 onnuttig beschouwd.

Een eerste bijdrager tot de nadelige reflectie van lichtstralen wordt geleverd door de afmetingen van de halssectie. De diameter-dimensie is betrekkelijk groot, zijnde in een typerend geval 37 mm.

Ofschoon deze relatief grote halsdiameter nadelig is met betrekking tot 20 lichtstralenreflectie, is hij gunstig wegens het gemak van het inbrengen van het gloeidraadmontuursamenstel en van een gewenste geometrie om te passen bij de elektrische lampvoet en ook voor het hechten aan de lampvoetkit tijdens het monteren van de reflectorlamp. Ofschoon de grotere halsdiameter van de reflector zekere structurele voordelen 25 bezit, blijft het toch in optisch opzicht nadelig.

Het is gewenst dat een reflectorlamp wordt verschaft, die de ongewenste hoeveelheid lumens vermindert die op nadelige wijze worden gereflecteerd door de halssectie van de reflector teneinde het totale optische rendement van de lamp zelf ie verbeteren, terwijl toch 30 het constructieve nut verkregen wordt, dat voordelig is voor het monteren van de reflectorlamp.

Dienovereenkomstig is het een oogmerk van de onderhavige uitvinding het verschaffen van een meer efficiënte reflectorlamp met een optisch verbeterd halsgedeelte teneinde de lichtstralen op meer voordelige 35 wijze te dirigeren in het nuttige bundelpatroon van de reflectorlamp en tevens een gemakkelijke montage van de lamp zelf mogelijk maakt.

.¾ P

• * - 2 -

In overeenstemming hiermede verschaft de onderhavige uitvinding een reflectorlamp met een verbeterde halssectie, die de nuttige lichtopbrengst van de reflectorlamp doet toenemen. De reflectorlamp bevat een concave reflector voorzien van een eerste reflectieve sectie met een 5 parabolische vorm en een brandpunt, en een of meer tussengelegen reflectieve secties, die elk een parabolische vorm bezitten, nagenoeg confocaal met de primaire reflectieve sectie. De ene of meer tussen gelegen reflectieve secties zijn onderling verbonden door overgangs-secties. De reflectorlamp bevat voorts een halssectie, die een sectie 10 met verminderde doorsnede bezit, een eerste nagenoeg rechte cilindrische sectie, een sectie met grotere doorsnede, en een tweede in hoofdzaak rechte cilindrische sectie die past bij de elektrisch geleidende lampvoet van de reflectorlamp. De halssectie is effectief voor op voordelige wijze reflecterende lichtstralen, die vallen op het oppervlak ervan terug 15 naar het nuttige bundelpatroon.

De uitvinding zal hieronder aan de hand van de figuren der bijgaande tekening nader worden toegelicht.

Fig. 1 toont een reflectorlamp volgens de onderhavige uitvinding; fig. 2 geeft een deel weer op vergrote schaal van de verbeterde 20 lichtstralen, teruggekaatst in het inwendige van de lamp van fig. 1.

Fig. 1 toont een verbeterde reflector (R) lamp 10, volgens de onderhavige uitvinding. De lamp 10 bevat een concave reflector 12 en een lichtbron 14 waarvan het geometrische centrum 16 gelegen is ongeveer bij het brandpunt van de concave reflector 12. De concave reflector 25 bevat een reflectieve sectie 18 van parabolische vorm en een brandpunt, en een tussengelegen reflectieve sectie 20 met een parabolische vorm, nagenoeg confocaal met de eerste reflectieve sectie 18 en verenigd met de primaire reflectieve sectie door een overgangssectie 22, dat bij voorkeur een kromtestraal heeft in het bereik van ca. 1,0 mm tot 30 ca. 3,0 mm.

De concave reflector 12 bevat voorts een halssectie 24, die van primair belang is voor de onderhavige uitvinding en een sectie 26 bezit met verminderde doorsnede, een eerste nagenoeg rechte cilindrische sectie 28, een sectie 30 met toenemende doorsnede en een tweede nagenoeg 35 rechte cilindrische sectie 32, die is afgedicht op een elektrisch geleidende lampvoet 34. De cilindrische sectie 32 en de sectie 30 met toenemende diameter zijn onbedekte, heldere doorschijnende secties, terwijl cilindrische secties 28, sectie 26 met verminderde doorsnede, « * :·Μ b 5 8 i?' *

* I

- 3 - tussengelegen sectie 20, overgangssectie 22 en primaire sectie 18 alle bedekt zijn met een reflectief materiaal, zoals zilver of aluminium.

De lichtbron 14 van de lamp 10 kan bij voorkeur axiaal uitgericht zijn op een vertikale wijze evenwijdig aan de lampas of kan uitgericht 5 zijn op horizontale wijze loodrecht op de lampas. De lichtbron 14 is noch oneindig dun noch oneindig klein in afmeting en ligt met zijn centrum bij benadering in het brandpunt van de concave reflector 12 zoals in het algemeen ofwel loodrecht danwel evenwijdig aan de as van de lamp 10.

De lichtbron 14 kan een gloeidraad zijn bij voorkeur gemaakt 10 uit wolfraam en gemonteerd tussen een paar binnenste invoerdraden 36 en 38 van geschikt materiaal zoals met nikkel bekleed koper. Alternatieve lichtbronnen kunnen worden toegepast in de plaats van de wolfraam gloeidraad zoals de halogeen regeneratieve cycluslamp of een boog-ontladingslamp. Deze alternatieve lichtbronnen werken als een eindige 15 lichtbron.

De binnenste invoerdraden 36 en 38 strekken zich uit door een glazen steel 40 en zijn elektrisch verbonden met (niet-weergegeven) geschikte gedeelten van de elektrisch geleidende lampvoet 34. Een licht terugkaatsend warmteschild 42 met een bovenste reflectief oppervlak 20 dat bij voorkeur parabolisch gevormd is, is geplaatst onder de eindige lichtbron 14 en gemonteerd op de glazen steel 40.

Zoals besproken in het inleidende gedeelte, is het gewenst dat reflectorlampen, zoals reflectorlamp 10, zoveel mogelijk het door de lichtbron uitgezonden licht dirigeren tot een gewenste bundelpatroon.

25 Van het totale lumens van de lichtstralen gecreëerd door de lichtbron van de bekende reflectorlampen, wordt een ongewenste hoeveelheid licht uitgezonden door de lichtbron verspild doordat het op ongewenste wijze gereflecteerd wordt door de bekende halssectie van de reflectorlamp.

Eerste bijdragers zijn de reflectieve gedeelten van de halssectie, die 30 op ongewenste wijze de lichtstralen terugkaatsen buiten de heldere secties van de halssectie en eveneens op ongewenste wijze in de elektrisch geleidende lampvoetsecties, welke beide typen van reflecties tenslotte terechtkomen buiten het gewenste bundelpatroon, en daar ook als verspild beschouwd worden.

35 Met betrekking tot de eigenschappen van de bekende halssecties zelf, heeft Aanvraagster vastgesteld dat indien de diameter van de halssectie zou kunnen worden verminderd, de optische eigenschap van de halssectie zou kunnen worden verbeterd. Ofschoon erkend werd dat ver- , « Λ J f J Λ •5 Ο ν i 4 o 8 V * - 4 - mindering van de diameter van de halssectie haar optische eigenschap zou verbeteren, is het nodig dat een dergelijke reductie tot stand komt op zodanige wijze dat de onderhavige voordelen van de relatief grote halsdiameter ten opzichte van het reflectorlampsamenstel worden 5 behouden.

Zoals besproken in de beschrijvingsinleiding is de relatief grote halsdiameter gunstig wegens het gemak van het inbrengen van het montagesamenstel voor de gloeidraad, en een gewenste geometrie beschikt om te passen bij de elektrische lampvoet en zich te hechten aan de 10 lampvoetkit tijdens de montage van de reflectorlamp. De onderhavige uitvinding bewaakt deze voordelen doordat 1) zij een nagenoeg recht cilindrische sectie 28 bezit, die een afmeting bezit, die een gemakkelijk inbrengen van het gloeidraadsamenstel tijdens de lampvervaardiging mogelijk maakt, 15 2) zij een vergrotende sectie 30 bezit, die aangepast is aan de tweede cilindrische sectie; en 3) de tweede cilindrische sectie uitgerust is met een gewenste geometrie om te passen bij de elektrische lampvoet 34 en zich hecht aan de lampvoetkit tijdens de lampvervaardiging.

20 In het algemeen vermindert de onderhavige uitvinding in hoofdzaak de reflecties van de lichtstralen behorend bij de halssectie, die op typerende wijze ondervonden worden door de inrichtingen volgens de stand der techniek en welke maken dat de lichtstralen die gerelateerd zijn aan het halsgedeelte, op ongewenste wijze worden gereflecteerd naar 25 buiten de heldere secties van de halssectie, en dus uit het gewenste bundelpatroon.

De onderhavige uitvinding past in optisch opzicht de halssectie 24 aan teneinde het totale rendement van de lamp te verbeteren. Het totale effect van de reflectorlamp 10 is om op meer voordelige wijze 30 de totale kaarsvermogenverdeling en zonale lumens uitgezonden door de eindige lichtbron 14 in het gerichte en gewenste bundelpatroon te distribueren.

De werking van de verbeterde R-lamp 10 volgens de uitvinding kan beschreven worden onder verwijzing naar fig. 2. Fig. 2 illustreert 35 in hoofdzaak de verbeterde verdeling van de lichtstraalreflecties van de halssectie 24 bestaande uit secties 26, 28, 30 en 32.

Fig. 2 toont een deel van de lamp 10 zoals weergegeven in fig. 1 ter illustratie van het verbeterde dirigeren van de lichtstralen 95014 ü-8 * - 5 - 44^, 46& ____54c uitgezonden door de lichtbron 14 naar het gewenste bundelpatroon. Ofschoon slechts lichtstralen 44 , 46 .... 54 in A A v* fig. 2 worden geïllustreerd als te zijn representatief voor de gerelateerde lichtstralen uitgezonden uit het centrale gebied van de 5 eindige lichtbron 14, zal het duidelijk zijn dat de praktijk van de onderhavige uitvinding eveneens geldt voor lichtstralen uitgezonden uit alle gedeelten van de eindige lichtbron 14.

De lichtstraal 44^ uitgezonden door de eindige lichtbron 14 en treffende de sectie 22 teneinde op voordelige wijze te worden 10 gereflecteerd uit secties 22 in de vorm van lichtstraal 44_ naar het

D

gewenste bundelpatroon, is soortgelijk aan de lichtstraal gerelateerd aan de R-lamp beschreven in de eerder genoemde Amerikaanse octrooiaanvrage 589,903. Op soortgelijke wijze zal de lichtstraal 46& uitgezondendoor de lichtbron 14, invallende op tussengelegen reflectieve 15 sectie 20, welke dan wordt teruggekaatst als een lichtstraal 46 op

O

de primaire reflectieve sectie 18, waar zij wordt teruggekaatst naar het gewenste bundelpatroon als lichtstraal 46 , bewerkstelligd worden op een wijze zoals beschreven in de Amerikaanse octrooiaanvrage 589,903.

De onderhavige uitvinding is in hoofdzaak gerelateerd aan 20 de interrelaties tussen de lichtstralen samenwerkend met het halsgedeelte 24 en het lichtreflectieve warmteschild 42. De nabijheid van het licht- reflectieve warmteschild tot de van een optische omtreksbegrenzing of contourlijn voorziene halssectie 24 werken beide samen om op.meer voordelige wijze hun samenwerkend licht te reflecteren naar het gewenste 25 bundelpatroon ten opzichte van de bekende reflectorlampen.

De voordelen van de onderhavige reflector (R) lamp 10 kunnen worden beschreven door eerst te verwijzen naar de lichtstralen 48 ....50 A 5 die tenslotte terechtkomen buiten het gewenste bundelpatroon zelfs voor de onderhavige uitvinding. Lichtstraal 48A uitgezonden door licht- 30 bron 14 plant zich rechtstreeks voort, zonder onderschepping van het lichtreflectieve schild 42, op en buiten de heldere sectie 32 en is dus verspild licht. Op soortgelijke wijze wordt lichtstraal 50^ uitgezonden door lichtbron 14 gereflecteerd door de reflectieve sectie 28 als lichtstraal 50 omlaag naar en uiteindelijke absorptie s 35 door de elektrisch geleidende lanrpvoet 34. De onderhavige uitvinding vermindert de beschikbare zone voor dit soort lichtstralen 48& en 50β, die wordt beschreven onder verwijzing naar lichtstralen 52 ... 54 .

A v

Lichtstraal 52^ uitgezonden door lichtbron 14 treft de sectie 26 met verminderde doorsnede, waar hij wordt gereflecteerd als 8501458 --- •J 'v - 6 - lichtstraal 52 , die op zijn beurt treft en wordt gereflecteerd door 5 de tussengelegen sectie 20 als lichtstraal 52^, naar het gewenste bundelpatroon. Op soortgelijke wijze treft de door lichtbron 14 uitgezonden lichtstraal 54 de cilindrische sectie 28, waar hij wordt 5 gereflecteerd als lichtstraal 54 , die op zijn beurt treft en wordt gereflecteerd door het reflectieve warmteschild als lichtstraal 54c naar het gewenste bundelpatroon.

De halssectie, meer in het bijzonder sectie 28 van de hals-sectie 24, tezamen met het reflectieve warmteschild 42 verminderen 10 de overigens verloren gaande lichtstralen uitgezonden door de lichtbron 14. De sectie 28, tezamen met de andere secties 26, 30 en 32 van de halssectie 24, bezitten typische afmetingen in de in Tabel 1 weergegeven bereiken.

15 TABEL· 1

Halssectie 24.

Sectie 26 met verminderde doorsnede Kromtestraal in het bereik van ca. 1,4 mm tot ca.4,0 mm 20 Eerste nagenoeg rechte cilindrische Binnendiameter in het bereik van sectie 28 ca. 27 mm tot ca. 31 mm en een lengte van ca. 6,35 mm tot ca.

25,4 mm.

Tweede nagenoeg rechte cilindrische Binnendiameter in het bereik van sectie 32 ca. 35,6 mm tot ca. 38,0 mm en een lengte in het bereik van ca.

25,6 mm tot ongeveer 31 mm.

Sectie 30 met grotere doorsnede Minimale binnendiameter in het bereik gespecificeerd voor sectie 28 en een maximale binnendiameter in het bereik gespecificeerd voor sectie 32, 30

Het lichtreflectieve warmteschild 42 heeft een kromtestraal in het bereik van ca. 50,8 mm tot ca. 63,7 mm en wordt gescheiden van de sectiewanden 28 over een afstand in het bereik van ca. 1,57 mm tot ca.

4,75 mm. Voorts is het lichtreflectieve warmteschild geplaatst op de 35 glazen steel 40 zodat het gelegen is over een afstand ten opzichte van het verbindingspunt tussen secties 28 en 30, in het bereik van ca. 1,57 mm tot ca. 12,7 mm.

De praktijk van de onderhavige uitvinding in overeenstemming • e e ^ * l £ $ 0 Ό y i % ^ Ό - 7 - met de hieraan voorafgaande beschrijving van de reflectorlamp 10 verschaft een verbetering in rendement van ca. 10% over een standaard reflector R-lamp.

Ofschoon van de reflectorlamp 10 geschreven wordt dat zij 5 één tussengelegen reflectieve sectie 20 bezit, beoogt de praktijk van de onderhavige uitvinding een of meer tussengelegen reflectieve secties, die elk een parabolische vorm hebben, in hoofdzaak confocaal met de primaire reflectieve sectie 18 en elk respectievelijk verenigd door een of meer overgangssecties 22.

10 Het zal nu duidelijk zijn dat de praktijk van de onderhavige uitvinding een verbeterde reflectorlamp verschaft met een toegenomen nuttige lichtopbrengst.

15 8501458 ------

Claims (13)

1. Reflectorlamp bevattende een elektrisch geleidende lampvoet, een concave reflector, en een eindige lichtbron, die met zijn geometrisch centrum bij benadering in het brandpunt van de concave reflector is gelegen en star bevestigd is aan een elektrisch isolerende steel, welke 5 concave reflector bevat: (a) een primaire reflectieve sectie met een parabolische vorm en een brandpunt; (b) een of meer tussengelegen reflectieve secties, die elk een parabolische vorm bezitten, die nagenoeg confocaal is met de primaire 10 reflectieve sectie en elk respectievelijk verenigd is door een of meer overgangssecties; en (c) een halssectie, effectief in voordelig reflecterende lichtstralen, die invallen op zijn oppervlak, terug naar het nuttige bundelpatroon van de reflectorlamp, en bevattende 15 -een sectie met verminderde doorsnede, -een eerste in hoofdzaak rechte cilindrische sectie, -een sectie met grotere doorsnede, en -een tweede in hoofdzaak rechte cilindrische sectie om te passen bij de elektrisch geleidende lampvoet.

2. Reflectorlamp volgens conclusie 1, gekenmerkt door een lichtr reflectief warmteschild met een reflectief oppervlak, dat geplaatst is onder een zodanige lichtbron en gemonteerd op de elektrisch isolerende steel.

3. Reflectieve lamp volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat 25 het lichtreflectieve warmteschild van parabolische vorm is.

4. Reflectieve lamp volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het lichtreflectieve warmteschild gescheiden is van de binnenwanden van de eerste nagenoeg rechte cilindrische sectie over een afstand in het bereik van ca. 1,5 mm tot ca. 4,7 mm.

5. Reflectorlamp volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het lichtreflectieve warmteschild gescheiden is van het knooppunt van de eerste nagenoeg rechte cilindrische sectie en de sectie met grotere doorsnede over een afstand in het bereik van ca. 1,57 mm tot ca. 12,7 mm.

6. Reflectorlamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een 35 of meer van de overgangssecties een kromtestraal bezit of bezitten in het bereik van ca. 1,0 mm tot ca. 3,0 mm.

7. Reflectorlamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 85 0 1 4 tj b - 9 - » » * halssectie bevat: de sectie met verminderde doorsnede, die een kromtestraal bezit in het bereik van ca. 1,4 mm tot ca. 4,0 mm; de eerste nagenoeg rechte cilindrische sectie, die een binnen-5 diameter bezit in het bereik van ca. 27 mm tot ca. 31 mm en een lengte van ca. 6,35 mm tot ca. 25,4 mm; de tweede nagenoeg rechte cilindrische sectie, die een inwendige diameter in het bereik van ongeveer 35,6 mm tot ca. 38,0 mm en een lengte in het bereik van ca. 25,6 mm tot ca. 31 mm, en; 10 de sectie met grotere doorsnede, die een minimale binnendiameter bezit in het bereik van de eerste nagenoeg rechte cilindrische sectie en een maximale binnendiameter in het bereik van de tweede in hoofdzaak rechte cilindrische sectie.

8. Reflectorlamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 15 sectie met grotere doorsnede en de tweede nagenoeg rechte cilindrische sectie doorschijnend zijn, en; de primaire sectie, de een of meer tussengelegen secties, de een of meer overgangssecties, en de sectie met verminderde doorsnede, en de eerste cilindrische sectie bedekt zijn met een reflectief 20 materiaal.

9. Reflectorlamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de lichtbron axiaal uitgericht is evenwijdig aan de lampas.

10. Reflectorlamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de lichtbron uitgericht is loodrecht op de lampas.

11. Reflectorlamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de lichtbron een wolfraam gloeidraad bevat.

12. Reflectorlamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de lichtbron een halogeen regeneratieve cycluslamp bevat.

13. Reflectorlamp. volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 30 lichtbron een boogontladingslamp bevat. S50MSS