NL8400580A - Elektrische lamp met grote verhouding van de wanddikte van het buitenomhulsel tot die van het binnenomhulsel. - Google Patents

Description

* * 4

Elektrische lamp met grote verhouding van de wanddikte van het buitenomhulsel tot die van het binnenomhulsel.

Gewezen wordt op de Nederlandse octrooiaanvragen (onze registratie 120.353 en 120.354) van aanvrager en met dezelfde voorrangsdatum, waarin verwante materie wordt beschreven.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op 5 elektrische lampen en in het bijzonder op zodanige lampen, wel ke gebruik maken van lichtbroncapsules, welke werken bij andere dan atmosferische druk. Overigens heeft de uitvinding betrekking op zodanige lampen met een relatief grote verhouding van de wanddikte van het buitenomhulsel tot de wanddikte bij het 10 binnenomhulsel zodat het risico van een omsluitingsfout van de lamp praktisch wordt opgeheven.

Wolfraam-halogeen gloeilampen en boogontladings-lampen zijn bekend; zie IES LIGHTING HANDBOOK, 1981 Reference Volume, Sectie 8. Er is een geringe waarschijnlijkheid dat een 15 metaalhalogenide of wolfraam-halogeen lamp zal worden verbrijzeld gedurende de werking van de lamp. In het niet vaak voorkomende geval dat een lamp wordt verbrijzeld, is de opeenvolging van gebeurtenis sen binnen de lamp als volgt: de binnenste lichtbron-capsule barst waardoor fragmenten van glas of brokken worden 20 voortbewogen tegen het buitenomhulsel; deze brokken veroorzaken dat het buitenomhulsel van de lamp wordt verbrijzeld. Deze soort van lampfout zal hierna worden genoemd een omsluitingsfout van de lamp.

De oorzaken van deze niet vaak voorkomende om-25 sluitingsfouten variëren en zijn onvoorspelbaar. Er is geen bekende manier voor het opheffen van de mogelijkheid van zulke fouten. Ofschoon het optreden van de fout zeldzaam is, kan deze desondanks een beveiligingsgevaar vormen voor een persoon in de onmiddellijke nabijheid van een lamp of mogelijke beschadiging 30 van nabijgelegen voorwerpen. Wanneer zodanige fouten kunnen worden voorkomen, geven lampfabrikanten aan de gebruiker aanwijzing door middel van waarschuwingen op verpakkingen en ander 8400580 - 2 - • * * toelichtend materiaal en door voorgestelde voorzorgen in toelichtingen. Dit gevaar kan worden vermeden door de lamp te laten werken in een ornament bestemd voor het omsluiten van zulk een fout. De eis dat de lamp moet werken in een beschermend ^ ornament wordt vaak toegepast bij commercieel gebruik. Evenwel is deze beveiliging minder aanvaardbaar voor een gewone gebruiker.

De lichtindustrie zoekt voor vervanging van de Edison-soort gloeilamp, welke thans de meest populaire soort van 10 lamp is, die in de handel is. Wolfraam-halogeen en boogontla-dingslampen worden vanwege hun zeer goede werkkarakteristieken, zorgvuldig bekeken door verscheidene lampfabrikanten als vervanging voor de standaard gloeilamp. Evenwel is de geringe mogelijkheid van een omsluitingsfout een aanzienlijke verhindering 15 bij het ontwikkelen van een geschikte vervanging in de handel. Een wolfraam-halogeen lamp of een boogontladingslamp welke praktisch het risico van een omsluitingsfout opheft, zal een verbetering in de techniek leveren.

Verschillende methoden zijn voorgesteld ter 20 verbetering van het vermogen van de wolfraam-halogeen en boog-ontladingslampen om het barsten van de binnenste lichtbroncap-sule te weerstaan. Deze methoden kunnen pogen het treffen van het buitenomhulsel met brokken te beperken, kunnen het buitenomhulsel versterken zodat het niet zal worden verbrijzeld wanneer 25 brokken daartegen vliegen, of kunnen een combinatie van beide technieken toepassen. De praktijk van het aanbrengen van een lichtdoorlatende bekleding of bedekking op de binnenzijde of het buitenoppervlak van het buitenomhulsel als versterking daarvan is bekend in de techniek. Het Amerikaanse octrooischrift 30 4.281.274 toont een glasomhulsel rond de boogontladingsbuis van een boogontladingslamp als een omsluitingsorgaan. In de

Amerikaanse octrooiaanvrage 422.311 van 23 september 1982 van aanvrager is een geweven draadnet aangegeven als omsluitings- orgaan rond de lichtbroncapsule van een boogontladingslamp of 35 een wolfraam-halogeen lamp. Een omsluitingsorgaan voor een licht- 8400580 * · - 3 - broncapsule voorzien van glaswol praktisch uniform gepalet tussen de lichtbroncapsule en het buitenomhulsel is aangegeven in de Amerikaanse octrooiaanvrage 440.123 van 8 november 1982, ten name van aanvrager. De ingetrokken Amerikaanse octrooiaan-5 vrage 845.738 van 26 oktober 1977, zoals genoemd in het Ameri kaanse octrooischrift 4.151,445 stelt dat het risico van een om-sluitingsfout praktisch kan worden opgeheven in een boogontla-dingslamp met een in miniatuur uitgevoerde boogontladingsbuis met dunnere wanden.

10 Deze methoden van omsluiting vereisen in het algemeen extra materiaal en resulteren in hogere fabrikage-kosten. Er is gewoonlijk enig verlies aan rendement bij deze methoden. In de meeste gevallen zorgen dergelijke omsluitings-organen voor vermindering van het esthetische uiterlijk van de 15 lamp. Er is geen omsluitingsorgaan beschikbaar in de bestaande techniek voor algemene verlichtingstoepassingen, dat betrouwbaar is, geen extra fabrikagekosten met zich brengt, dat geen meetbaar verlies in rendement veroorzaakt en niet het esthetische uiterlijk van het produkt vermindert.

20 Het is aldus een doel van de uitvinding de na delen van de bekende techniek op te heffen.

Een ander doel van de uitvinding is te voorzien in een omsluitingsorgaan voor elektrische lampen waarbij de mogelijkheid van een omsluitingsfout praktisch wordt opgeheven.

25 Een ander doel van de uitvinding is te voorzien in een economische oplossing voor de omsluitingsproblemen bij de bekende techniek.

Een verder doel van de uitvinding is te voorzien in een omsluitingsorgaan dat het esthetische uiterlijk van 30 lampen niet vermindert.

Een ander doel van de uitvinding is te voorzien in een omsluitingsorgaan dat geen meetbaar verlies in lichtren-dement bij lampen met zulke organen veroorzaakt.

Nog een ander doel van de uitvinding is het over-35 winnen van een aanzienlijke verhindering bij het ontwikkelen van 84C05S0 - 4 - een vervanging voor het standaard gloeilamp in de handel.

Deze doeleinden worden bij een aspect van de uitvinding verkregen door het vormen van een elektrische lamp met een buitenomhulsel en een lichtbroncapsule gemonteerd bin-5 nen het buitenomhulsel. Het buitenomhulsel heeft een minimum wanddikte x. De lichtbroncapsule heeft een lichaam en tenminste een uiteinde. Het lichaam van de lichtbroncapsule heeft een maximum wanddikte y van minder dan ongeveer 0,9 mm. Bij zulke lampen is de verhouding x/y ongeveer gelijk aan of groter dan 10 3.

Lampen geconstrueerd als boven beschreven, zullen brokken van de binnenste lichtbroncapsule omsluiten in het onwaarschijnlijke geval dat zulk een capsule zou barsten. Verder kunnen zulke lampen economisch worden vervaardigd, zullen zij 15 geen meetbaar verlies aan lichtrendement hebben, en zal het esthetische uiterlijk van zulke lampen equivalent aan of beter dan gebruikelijke lampen zijn.

De enkele figuur 1 is een langsdoorsnede door een uitvoeringsvorm van de uitvinding.

20 De uitdrukking lichtbroncapsule geeft een wolf- raam-halogeen gloeidraadcapsule aan, of een boogbuis van een boogontladingslamp, of elke lichtuitzendende capsule binnen het buitenomhulsel van een lamp waarbij de lichtbroncapsule werkt bij een andere dan atmosferische druk en de mogelijkheid van een 25 lampomsluitingsfout bestaat. De lichtbroncapsule kan hetzij een capsule met enkel uiteinde of dubbel uiteinde zijn.

De uitdrukkingen omsluiten of omsluiting zoals hier gebruikt, betekenen dat het buitenomhulsel van de lamp niet wordt verbrijzeld als resultaat van het barsten van de binnen-30 ste lichtbroncapsule. Blokken van de lichtbroncapsule zullen blijven binnen het buitenomhulsel.

De uitdrukkingen rendement of lichtrendement als hier gebruikt zijn een maat van de totale lichtflux, uitgezonden door een lichtbron over alle golflengten, uitgedrukt in lument 35 per watt.

8400580 - 5 -

De figuur toont een lamp 10 met een buitenomhulsel 12 en een lichtbroncapsule 18 gemonteerd binnen het buitenomhulsel 12, bijvoorbeeld op een gestel 24. Het buitenomhulsel 12 heeft een lichaam 14 en een hals 16. Het lichaam 5 14 heeft een minimum wanddikte x. De lichtbroncapsule 18 heeft een lichaam 20 en tenminste een uiteinde 22. Het lichaam 20 van de capsule 18 heeft een maximum wanddikte y van tenminste 0,9 mm.

In de lamp is de verhouding van x/y welke hierna 10 de wanddikteverhouding zal worden genoemd, ongeveer gelijk aan of groter dan 3. Wanneer zulk een verband bestaat, zal de capsule 18 hier worden beschreven als dunwandig met betrekking tot het buitenomhulsel 12 en omgekeerd zal het buitenomhulsel 12 worden beschreven als dikwandig met betrekking tot de capsule 18. 15 Het voorgeschreven gebied van wanddikteverhouding verzekert dat deze verhoudingsgewijze maten van dik en dun juist zullen zijn met een factor van ongeveer 3 of groter.

Het belang van het voorgeschreven gebied van de wanddikteverhouding is als volgt. Wanneer een dunwandige capsule 20 barst tot brokken, is elke brok relatief dun en bezit minder massa dan het geval zou zijn indien de capsule niet dunwandig zou zijn. Wanneer deze brokken met geringe massa zullen treffen tegen het buitenomhulsel, is de trefenergie per botsing verminderd omdat energie evenredig is met massa. De dunne brokken 25 hebben de neiging zichzelf te verbrijzelen waardoor botsings energie storingsloos wordt verspreid. Het blijkt uit waarnemingen dat dunwandige capsules barsten in grotere aantallen kleinere brokken dan capsules met grotere wanddikten onder overeenkomstige werkomstandigheden. Deze eigenschap van dunwandige capsules 30 vermindert verder de massa per brok en dus de energie per brok- botsing tegen het buitenomhulsel. Hoe groter het aantal brokken dat het buitenomhulsel treft, des te meer zal de totale energie van het barsten uniform worden verspreid over het buitenomhulsel. Het cumulatieve resultaat van deze factoren is dat het 35 buitenomhulsel het vermogen heeft van het omsluiten van een bars- 8400580 - 6 - ten van de binnencapsule wanneer de wanddikteverhouding binnen het voorgeschreven gebied is.

Bij een alternatieve uitvoering van de uitvinding heeft het buitenomhulsel 12 een concave top 26 tegenover de 5 hals 16. Het woord concaaf betekent dat de kromtestraal of stra len van de top 26 vallen op het uitwendige van het buitenomhulsel 12. De concave vorm van de top 26 verstrooit brokken en energie van het barsten van een capsule 18 naar de basis 28, waar zij minder waarschijnlijk beschadiging veroorzaken. Hier-10 door verbrijzeld de top 26 vele brokken, hetgeen de breukener- gie verder verspreidt. De top 26 versterkt ook het buitenomhulsel 12 boven de capsule 18. Dit gebied van het buitenomhulsel 12 kan om twee redenen versterking vereisen. In de eerste plaats kan de top 26 het deel zijn van het buitenomhulsel 26 dat het 15 dichtst bij de capsule 18 is. In de tweede plaats is er de mogelijkheid dat de capsule 18 zo kan barsten dat het bovenste deel van de capsule 18, dus het deel van capsule 18 het dichtst bij de top 26, kan worden gedreven tegen de top 26. Deze soort van barsten kan optreden indien het lichaam 20 van de capsule 20 18 breekt nabij de kneep 22. Indien zulk een breuk zou optreden, kan de hoge druk binnen de capsule 18 het gedeelte van de capsule 18 boven de kneep 22 voortbewegen naar de top 26. Gemeend wordt, dat het gebied van de capsule 18 waar het lichaam 20 is verbonden met de kneep 22, in het bijzonder onderhevig is aan 25 thermisch geïnduceerde breuken vanwege de aanzienlijke tempera- tuurgradient in dit gebied veroorzaakt door de hoge werktempera-tuur van het lichaam 20 en de betrekkelijk lage werktempera-tuur van de kneep 22.

Het buitenomhulsel 12 heeft een hals 16 lopend 30 van een ring 28 naar een rand 30. Bij een andere uitvoering van de uitvinding is de minimum wanddikte z van de hals 16 ongeveer gelijk aan of groter dan 2,5 mm. De extra dikte van de hals 16 vergemakkelijkt het monteren van het gestel 24 op de hals 16 door middel van elastische krachten en wrijvingskrachten. Voor 35 een speciale toelichting van de organen voor het monteren van 8400580 % - 7 - het gestel 24 met de capsule 18 daarop binnen het buitenomhulsel 12 wordt verwezen naar de Nederlandse octrooiaanvrage (onze registratie 120.353} van aanvrager en met dezelfde voorrang.

Het buitenomhulsel 12 kan sterk lichtdoorlatend 5 zijn zodat het rendement van de lamp 10 optimaal kan zijn. Bij andere uitvoeringsvormen heeft het buitenomhulsel 12 een licht-verspreidende bekleding op een binnen- of buitenoppervlak daarvan, of heeft het buitenomhulsel 12 lichtverspreidende facetten gevormd op een oppervlak daarvan, of kan het buitenomhulsel 12 10 zowel een zodanige bekleding als zodanige facetten gebruiken.

De uitdrukking facetten omvat stippelen of matteren.

Bij laboratoriumvoorbeelden werden buitenomhul-• seis 12 gevormd uit natronkalkglas met concave toppen 26. De lichamen 12 hadden minimum wanddikten van ongeveer 1,9 mm. De 15 capsules 18 waren wolfraam-halogeen capsules met groot volume, gemaakt uit aluminiumsilicaatglas met een volume van ongeveer 2 cm3 . De lichamen 20 hadden een maximum wanddikte van ongeveer 0,64 mm. De werkdrukken van de capsules 18 lagen tussen ongeveer 6 en 15 atmosfeer. In alle voorbeelden werden capsules 18 ge-20 voerd tot barsten en hielden de buitenomhulsels 12 zodanige barsten omsloten. In alle voorbeelden was er geen hinderlijk verlies in lichtrendement.

Dunwandige capsules bieden besparing op kosten van materialen en constructie. Capsules 18 worden in het alge-25 meen geconstrueerd uit kwarts of hardglas, dat relatief hoge kosten per kilo heeft. Omdat dunwandige capsules minder glas per eenheid gebruiken, kan een aanzienlijke vermindering in de kosten van materialen worden verkregen. Ook vereist dunner glas minder afkoelingstijd waardoor besparing aan energie wordt ver-30 kregen en verdere vermindering door snellere produktieprocessen.

Het zal duidelijk zijn dat wijzigingen binnen het kader van de uitvinding mogelijk zijn.

8400580

Claims (5)

1. Elektrische lamp, met het kenmerk, dat deze is voorzien van een buitenomhulsel met een lichaam en een hals waarbij het lichaam een minimum wanddikte x heeft, een licht- 5 broncapsule gemonteerd binnen het buitenomhulsel, waarbij deze lichtbroncapsule is voorzien van een lichaam en tenminste een uiteinde, terwijl het lichaam van de lichtbroncapsule een maximum wanddikte y heeft van minder dan ongeveer 0,9 mm, en de verhouding x/y ongeveer gelijk is aan of groter dan 3.

2. Elektrische lamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de werkdruk binnen de lichtbroncapsule anders is dan de atmosferische druk.

3. Elektrische lamp volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het lichaam van het buitenomhulsel een 15 concave top tegenóver de hals heeft.

4. Elektrische lamp volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de minimum wanddikte van de hals van het buitenomhulsel ongeveer gelijk is aan of groter dan 2,5 mm.

4 ï - 1 -

5. Inrichting in hoofdzaak zoals beschreven en/of weergegeven aan de hand van de tekening. 8400530? V;\..V . /