Электрическая лампа накаливания Советский патент 1984 года по МПК H01K1/32 

Изобретение относится к источника света, а более конкретно к электрическим лампам накаливания и может найти применение для целей- освещения бытовых, общественных и промышленных помещений.

Известны лампы накаливания с теплоотражающим покрытием, в которых для лучшего поглощения ИК-излучения и уменьшения его потерь за счет аберрации тело накала выполнено в виде биспирали или триспирали tlJ.

Указанные лампы не обеспечивают существенного повышения световой отдачи.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является лампа накаливания, содержащая колбу из оптически прозрачного материала в форме эллипсоида с теплоотражающим покрытием, нанесенным на ее поверхность и телом накала, расположенным в одном фокусе эллипсоида. Непременным условием повьшения световой отдачи является обязательное возвращение на тело накала и поглощением им отраженного от теплоотражающего покрытия ИК-излучения. Это условие.выполняется, если тело накала имеет большой коэффициент поглощения в ИК-области и точно установлено в фокусе эллипсоида, иначе падающее на него ИК-излучение отразится без существенного поглощения или не попадет на тело накала и выигрыш в световой отдачелампы на каливания будет очень мал Г 23.

Указанные лампь не обеспечивают существенного повьш1ения световой отдачи вследствие .Того, что тело накала выполнено из вольфрама, имеющег небольшой коэффициент поглощения в ИК-области спектра(0,3-0,2), что является основным препятствием в увеличении световой отдачи ламп накаливания с теплоотражающими покрытиями.

Выполнение перечисленных вьш1е услоий большая точность в изготовлении колбы и в фокусировке тела. накала лампы, а также большой коэффициент поглощения тела накала в ИК-областиспектра - трудно выполншш на практике в случае изготовления тела накала из вольфрама.

Цель изобретения - повышение световой отдачи лампы и снижение требо ваний к точности-бе изготовления.

Указанная цель достигается тем, что, в электрической лампе накаливания, содержащей колбу из оптически прозрачного материала в форме эллипт соида с теплоотражающим покрытием, нанесенным на ее поверхность, и вольфрамовым телом накала, расположенным в одном фокусе эллипсоида, во втором фокусе колбы установлен элемент, имеющий коэффициент поглощения ИК-излучения не менее 0,9 и температуру плавления не менее 2000 К.

На чертеже представлена принципиальная конструкция лампы.

Лампа имеет колбу 1 в форме эллипсоида вращения, полученного вращением вокруг большой оси, на поверхность колбы нанесено тепло ртражающее покрытие 2. Тело 3 накала расположено в одном фокусе, а элемент (косвенный излучатель) 4 помещен во втором фокусе колбы для лучшего поглощения им отраженного от теплоотражающего покрытия ИК-излучения. Температура плавления элеме:нта должна быть вьш1е его рабочей температуры, а рабочая температура элемента должна быть не ниже 2000 К. При более низких температурах вклад видимого излучения элемента в световой поток лампы будет мал. Элемент должен иметь коэффициент поглощения ИК-иэлучения не менее 0,9 в интервале длин волн 1-10 мкм. В противном случае количество энергии, поглощенное им от тела накала, будет недостаточно для нагрева его до рабочей температуры. Таким требованиям удовлетворяют элементы, выполненные из прес- сованного силицида бора, карбида или нитрида кремния с температурой плавения примерно 3000 К.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на лампу тело 3 накала разогревается и начинает излучать. При этом видимый свет выходит Hapyjfey, а ИК-излучение отражается теплоотражающи покрытием 2 на элемент (косвенный -излучатель) 4 и поглощается им. Элемент разогревается до высокой температуры и начинает дополнительно излучать видимый свет. Это приводит к увеличению светового потока лампы без дополнительного подвода энергии и, как следствие, к повьш1ению ее световой отдачи. .

Максимальная площадь элемента, выполненного в виде плоской пластины.

связана с его температурой следующим выражением:

ew S Т Л

26

где S - площадь одной стороны

элемента

W - мощность тела накала, 6 - постоянная Стефана-Больцмана Т - температура элемента 0 - доля ИК-излучения, возвращаемая на элемент за счет отражения от теплоотражающего покрытия.

Задавая Т, можно рассчитать площадь элемента. Например, для 8 0,8, W 100 Вт, 6 5,67-10в Вт кР град имеем S 0,44 см при Т 2000 К, а для Т 2500 К S 0,18 см. При этом площадь элемента в первом приближении не зависит от излучательной способности материала элемента.

Технические преимущества предлагаемой лампы накаливания по сравнению с прототипом заключаются в том, что в ней увеличивается световая отдача за счет введения элемента (косвенно ; го излучателя) с большим коэффициентом поглощения, поглощающего большую часть ИК-изЛучения, отраженного от теплоотражающего покрытия, по сравнению с вольфрамовым телом накала существенно уменьшаются требования к точности изготовления колбы лампы, благодаря большим размерам элемента; уменьшается разогрев колбы из-за уменьшения явления многократного отражения Ж-излучения за счет поглощения его элементом.

Лампа проще в изготовлении из-за снижения требований к точности изготовления элементов конструкпии лампы и дает положительный зконбмический эффект.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ, содержащая колбу из оптически прозрачного материала в форме эллипсоида с теплоотражающим покрытием, нанесенным на ее поверхность, и вольфрамовым телом накала, расположенным в одном фокусе эллипсоида, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения световой отдачи и снижения, требований к точности ее изготовления, в другом фокусе колбы установлен элемент, имеющий коэффициент поглощения ИК-излучения не менее 0,9 и температуру плавления не менее2000 К. О) 00 00 tsD СД 00