Лампа накаливания

 

1. ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ, содержащая тело накала,установленное внутри прозрачного в видимой области света баллона с отражающим ИК-излучение экраном, и цоколь, отличающаяся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и увеличения срока службы, тело накала окружено повторяющей форму баллона окисной сеткой , поглощающей ИК-излучение и испускающей видимое, причем соотнощение объемных размеров окисной сетки и баллона находится в пределах 1:41:30 , а тела накала и окисной сетки 1:3-1:10 . 2. Лампа по п. 1, отличаю 9 щаяся тем, что размеры отверстий сетки находятся в пределах

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (.р) Н 01 К 1/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3468737/24-07 (22) 12.07.82 (46) 30.06.84. Бюл. Ф 24 (72) В.В. Серебренников, В.В. Козик, А.И. Герман, Ю.Ф. Главаций, P.Ã. Кашапов и В.К. Богатырев (71) Томский ордена Трудового Красного Знамени и ордена Октябрьской

Революции государственный университет им. В.В. Куйбышева (53) 621.3 032(088.8) (56) 1. Патент США В 2859336, кл. 312-113, 1958.

2. Патент ФРГ N 2811037, кл. Н 01 К 1/32, 1978.

3. Патент ФРГ У 2790151, кл. Н 01 К 1/32, 1976.

4 ° Авторское свидетельство СССР

У 202326, кл. Н 01 К 1/04, 1965.

5. Патент Франции У 2253273, кл. Н 01 К 1/32, 1973.

„„SU„„1100658 A (54) (57) 1. .ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ, содеРжащая тело накала, установленное внутри прозрачного в видимой области света баллона с отражающим ИК-излучение экраном, и цоколь, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и увеличения срока службы, тело накала окружено повторяющей форму баллона окисной сеткой, поглощающей ИК-излучение и испускающей видимое, причем соотношение объемных размеров окисной сетки и баллона находится в пределах 1:41:30, а тела накала и окисной сетки—

1: 3-1: 10.

2. Лампапоп. 1, отличающ а я с я тем, что размеры отверстий е сетки находятся в пределах (0,35-0,8) 10 м, а материал окисной сетки обладает в ИК-облаЧти чернотой С

0,4-1,0.

1 »00

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к производству ламп накаливания с экранами, отражающими инфракрасное излучение. 5

Известны лампы накаливания, содержащие "тело" накала, токовводы, цоколь н баллон с экраном. отражающим ИК-излучение 1 и (21.

Однако известные лампы характери- !О зуются необходимостью строгой центров ки тела накала внутри баллона, кроме того в большинстве случаев используется вольфрам в качестве материала тела накала. Нагревание вольфрамового тела накала до температур 26003000 К приводит к распылению вольфрама и его соединений на баллон. В ре,зультате на внутренней поверхности баллона образуются непрозрачные для видимого излучения соединения, снижается качество отражающего ИК-излучения экрана, тем самым уменьшается полезный срок службы ламп накаливания. Для устранения указанных недостатков применяют тела накала различной конструкции.

Известны лампы накаливания, в которых для снижения температуры вольфрамовой спирали внутри помещают материал, излучающий видимое излучение при нагревании, тем самым даже повышается световая отдача ламп (3 ).

Известны также лампы накаливания, в которых на стержень из нитрида алюминия нанесен вольфрамовый порошок 43.З5

Однако данные лампы не устраняют укаэанные недостатки, так как не устраняется полностью испарение вольфрама на стенки баллона, и при изготовлении таких ламп возникают

40 серьезные технологические трудности.

Наиболее близкой к предлагаемой является лампа накаливания, содержащая тело накала, установленное внутри прозрачного в видимой области света

45 баллона с экраном, отражающим ИК-излучение, и цоколь 5, Однако в таких лампах тело накала излучает 5-10 видимого излучения и

90-95 . ИК-излучения. 3а счет экрана, отражающего ИК-излучение (обычно экран наносится на внутреннюю.или внешнюю поверхность баллона), тепловые лучи возвращаются на тело накала.

При этом технология изготовления ламп существенно усложняется в связи с необходимостью строгой центровки тела накала с тем, чтобы большая часть

658 2

ИК-излучения попадала на тело накала.

Для центровки тела накала требуется сложное технологическое оборудование.

Для исключения центровки проводятувеличение размеров тела накала. Однако дороговизна используемых в качестве тел накала материалов, в частности вольфрама, значительно увеличивает расход дефицитного вольфрама и тем самым увеличивается стоимость ламп накаливания.

За счет распыления материала тела накала на баллоне образуется слой, снижающий прохождение видимого излучения, при этом снижается качество, отражающего ИК-излучения экрана. Все это приводит к сокращению полезного срока службы ламп {время, в течение которого наблюдается спад светового потока на 25 ).

Целью изобретения является упроще-. ние технологии изготовления и увели,чение срока службы ламп накаливания.

Указанная цель достигается тем, что в лампе накаливания, содержащей тело накала, установленное внутри прозрачного в видимой области света баллона с отражающим ИК-излучение экраном, цоколь, тело накала окружено повторяющей форму баллона окисной сеткой, поглощающей ИК-.излучение и испускающей видимое, причем соотношение объемных размеров окисной сетки и баллона находится в пределах 1,41:30, а тела накала и окисной сетки

1: 3-1: 10.

Кроме того, размеры отверстий сетки находятся в пределах (0,35-0,8)»

1О " м, а материал окисной сетки обладает в ИК-области чернотой 0,4"

1,0.

На фиг. 1 и 2 изображены варианты выполнения лампы накаливания.

Лампа состоит из вольфрамового тела накала 1, выполненного в виде спирали, окисной сетки 2,.баллона 3, токовводов 4, цоколя 5, отражающих

ИК-излучение экранов 6 и 7, шероховатой структуры 8.

Лампа накаливания работает следующим образом.

Электрический ток через токовводы

4 подается на вольфрамовое тело накала 1 и нагревает его до 2600-3000 К.

Указанный интервал температур позволяет излучить телу накала 4-9 видимого излучения и более 90 ИК-излучения. Окружающий вольфрамовое те1100658 чае размеров отверстий меньше чем

0,35 ° 10 м, наблюдается увеличение потока ультрафиолетового диапазона, а больше, чем 0,8 10 м — увеличи5 вается поток излучения ИК-диапазона.

Для увеличения поглощения ИК-излучения окисная сетка выполнена из материала с чернотой 0,4-1,0 в ИК-области.

При черноте меньше 0,4 сетка поглощает недостаточное для свечения количе3 ство тепла.

Концентрации компонентов в окисной сетке должны находиться в пределах:

= 87,5 97,0: 1,0-2,5:2-10

= 88,5-98,0-0,5-1,0 .2-10 .

= 87,5-97,0:.1,0-2,5:2-10

CeO :EuOF

ThO2 . СеО >. EuOF

HfO СеОг EuOF и.;, При меньших концентрациях Се02 и .

EuOF по отношению к Th02, Zr02 и Hf02 окисная сетка за счет подводимого тепла разогревается, однако излучать свет видимого диапазона будет значи- 25 тельно меньше. Это связано с тем, что спектральные характеристики такого тела накала определяют Th02, Ег02, или Hf02, которые при высоких температурах непрозрачны в ИК-диапазоне длин волн, т.е. испускают почти исключительно излучение с Л > 1,0 мкм. Небольшая концентрация СеО и EuOF в массе Th02, Zr02 u HfO> не изменяет спектральных характеристик такого тела накала. При больших концентрациях

СеО, и EuOF в массе Th02, 2т02 или

HfO поток излучения видимого диапа2 зона длин волн значительно падает, что связано с увеличением проэрачнос- 4О ти такого материала в видимом диапазоне длин волн.

Видимое излучение (70-90 ) проходит через колбу с экраном, а отразившаяся часть попадает обратно на сет- 4> ку 2 и вновь отражается. Процесс отражения видимых лучей протекает до тех пор, пока излучение не выйдет из объема колбы. ополнительно для сокращения циклов попадания видимого излучения на сетку на отражающий экран можно нанести шероховатую структуру 8 из материалов, пропускающих ИК-излучение, например фториды П и Ш группы Периодической системы. При этом размер частиц шероховатой структуры выбирается таким образом, чтобы наблюдалось Релеевское рассеяние видимого излучело накала газ, например ксенон, передает тело на окисную сетку 2, которая крепится через отражающий экран на токовводе 4. Через штенгель производится откачка и газовое заполнение лампы. Окисная сетка состоит из окислов Ег02, Th02 или HfO> с Се02 и Е ОР, где ТЬО,Zt02 или НЕО поглощают подводимое тепло, при этом

СеО2 и E OF излучают свет в видимой области спектра.

Размеры отверстий сетки находятся в,пределах (0,35-0,8).10 м. В слуния, а ИК-излучение проходило до отражающего экрана.

ИК-лучи попадают на поверхность колбы и, отражаясь от экрана, представляющего структуру, защитное покрытие — металлический отражающий слой — защитное покрытие, например

A1N-Си-A1N или 8 02-Ag MgF2-Ag-МдГ возвращаются на окисную сетку и дополнительно ее разогревают, то увеличивает светоотдачу лампы на 15-30 при одной и той же подводимой энергии в сравнении с конструкцией прототипа.

Так как в процессе работы предлагаемой лампы исключается совпадение соединений вольфрама на колбу, то отражающий экран сохраняет свои первоначальные свойства, световой поток остается на уровне первоначального

Г и поэтому срок службы лампы со стабильными светотехническими параметрами возрастает на 30-40 .

Соотношение объемов окисной сетки и вольфрамовой спирали нахбдится в пределах 1/3-1/10,при соотношении меньше 1/10 наблюдается неравномерный разогрев окисной сетки и повышается требование к форме спирали, в этом случае нужно, чтобы спираль повторяла форму окисной сетки. При соотношении объемов больше 1/3 значительно увеличивается расход вольфрама и нужно подводить большую мощность для ее разогрева.

Выбор соотношения объемных размеров окисной сетки и баллона обусловлен следующими предпосылками.

Так, при соотношении объемов меньше 1/30 необходимо четко выдерживать

1100658

Составитель В. Горчакова

Техред Т. Дубинчак КорректорА. Тяско

Редактор Н. Горват

Заказ 4588/39 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, .Ж"35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 геометрическую форму сетки, повторяющей форму колбы, кроме того, возникают технологические трудности при монтаже окисной сетки и вольфрамовой спирали: требуется сложное оборудование, увеличивается количество брака.

Соотношение объемов окисной сетки н колбы меньше i/4 также нежелательно, так как. ухудшаются механические свой- о ства окисной сетки и она становится чувствительной к механическим нагрузкам, например, при ударе лампы сетка повреждается.

Таким образом, предлагаемая лампа 15 накаливания характеризуется упрощением технологии изготовления, так как отпадает фактор центрирования тела накала. Кроме того, стабилизация светового потока лампы накаливания в процессе эксплуатации за счет отсутствия налета распыленного вольфра.ма и его соединений на поверхность колбы приводит к увеличению полеэного срока службы ламп накаливания, а увеличение светоотдачи происходит на 15-20Х.

Применение таких ламп может быть осуществимо в бытовой технике, теплицах, в автомобильной промышленности и т.д.

Зкономический эффект от внедрения предлагаемых ламп составляет несколько миллионов рублей.