Источник излучения Советский патент 1988 года по МПК H01K1/04 

Изобретение относится к электрическим источникам излучения, используемым в качестве источников инфракрасного излучения и применяемым, например, для радиационного нагрева.

Известен источник инфракрасного излучения, вьтолненный по принципу штифта Нерста. Тело накала в этом случае выполнено из тугоплавких окислов циркония, иттрия 5 кальция и др,

Источник этого типа требует дополнительного подогрева, устройств регулирования и питания, конструктивно достаточно сложен.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является источник излучения, содержащий трубчатую колбу из оптически прозрачного материала и герметично установленный в ней накальный элемент.

Этот источник более прост в изготовлении и использовании. Однако при высоких рабочих температурах возможно распыление материалов тела накала и осаждение его на внутреннюю стенку колбы, что приводит к снижению лучистого потока и стабильности излучательных характеристик лампы.

Целью изобретения является увеличение лучистого потока и стабильности излучения.

Указанная цель достигается тем, что в источнике излучения, содержащем трубчатую колбу из оптически прозрачного материала, и герметично установленный в ней накальный элемент, накальный элемент выполнен в виде резистивного слоя, непосредственно прилегающего к внутренней поверхности стенки колбы, причем резистивный слой может быть нанесен на внутреннюю поверхность стенки колбы, а колба заполнена инертным по отношению к слою газом, либо на внешнюю поверхность вкладьш1а, расположенного в колбе и прилегающего к внутренней поверхности стенки колбы, а внутренний объем вкладыша заполнен газом.

На фиг.1 и 2 представлен источник излучения с различными вариантами на.несения резистивного слоя.

Источник излучения включает в себя трубчатую колбу 1 из диэлектрического термостойкого оптически прозрачного материала, например из кварцевого стекла. Накальный элемент выполнен в виде резистивного слоя 2, непосредственно прилегак1щего к внутренней стенке колбы 1.

Резистивный слой 2, находится в

электрическом контакте с токовводами 3, запаянными герметично с трубчатой колбой 1. Слой 2 выполнен, например, из графита опусканием в коллоиднографитовый препарат,с последующим отжигом. Внутренняя полость Д (фиг.1) заполнена газом, например азотом,

Резистивный слой может быть нанесен на внутреннюю стенку колбы (фиг.1) или на вкладыш 5, который непосредствеяно прилегает к колбе 1 и обеспечивает герметичность соединения токовводов 3 с колбой I (фиг,2). Внутренняя полость вкладыша заполнена газом. Резистивный слой, непосредственно

прилегающий к колбе, нагревает ее. При этом колба также становится источником излучения, что приводит к увеличению лучистого потока. Наличие наполняющего газа снижает распыление

резистивного слоя, что приводит к

росту срока службы в случае расположения слоя на внутренней поверхности колбы. При нанесении резистивного слоя на вкладьш непосредственно прилегающий к внутренней стенке колбы слой не распыляется, а газ берет на . себя задачу уплотнить стенку вкладыша и колбы при герметизации. Предложенная конструкция обеспечивает увеличение стабильности излучательных характеристик, так как резистивный слой непосредственно прилегает к внутренней стенке колбы, и, следовательно, светопропускание колбы в процессе работы не изменяется.

Резистивный слой из графита допускает нагрев до ПОО - 1500 К. Колба, прогреваясь до температур 800-1400 К, сама является источником излучения,

за счет чего увеличивается лучистый поток и КПД лампы, поскольку кварцевое стекло обладает высоким (до 0,95) коэффициентом излучения в спектральных интервалах, в которых не является

прозрачным.

За счет высокого коэффициента излучения графита и кварцевого стекла и высоких рабочих температур обеспечивается увеличение плотности мощности на единицу излучающей поверхности до 20-30 Вт/см. Лучистый поток с единицы поверхности в 2-5 раз больше по сравнению с прототипом.

3ii

Давление внутри колбы при нагреве повышается, в результате чего снижается скорость испарения материала тела накала и повышается долговечность лампы. Верхняя граница давления наполняющего газа выбирается с таким расчетом, чтобы в рабочем состоянии не был превьппен предел прочности колбы на разрыв с запасом в 3-5 раз.

При нанесении покрытия на вкладьш добиваются плотного прилегания его к внутренней стенке колбы. Покрытие при этом не распыляется, а наполняющий газ используется для создания давления изнутри вкладыша при уплотнении стенки вкладьша и колбы во время герметизации лампы.

Экспериментальные образцы ламп, изготовлень согласно предлагаемому

951 Я

изобретению, превосходят базовый объект - кварцевый излучатель с нихромовым телом накала по удельным поверхностным и линейным нагрузкам в 2-5 раз, за счет чего имеют повышенный лучистый поток. При этом излучательные характеристики в процессе работы практически не изменяются.

10

Дополнительным преимуществом предложенной лампы накаливания по сравнению с базовым объектом является повышенная механическая прочность и долговечность. Увеличение долговечности достигается за счет того, что при равенстве лучистых потоков обоих устройств базовый объект работает в режиме, более близком к предельному для данного устройства.

1. ИСТОЧНИК ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий трубчатую колбу из оптически прозрачного материала и герметично установленный в ней накальный элемент, отличающийся тем, что j с целью увеличения лучистого потока и стабильности излучения, н кальный элемент выполнен в виде резистивного слоя, непосредственно прилегающего к внутренней поверхности стенки колбы. 2.Источник излучения по п.1, о тличающийся тем, что резис- тивный слой нанесен на внутреннюю поверхность стенки колбы, а колба заполнена инертным по отношению к слою газом. 3.Источник излучения по п.1, о тличающийся тем, что резистивный слой нанесен на внешнюю поверхность вкладьша, расположенного в кол- э бе и прилегающего к внутренней поверхности стенки колбы, а внутренний (Л объем вкладьша заполнен газом.

иг.2