CN1137328A - 反光灯 - Google Patents

Abstract

一种具有一个固定到玻璃反射器体的玻璃透镜的反光灯，反射器体的内反射器表面包括一反射层，它具有一个从圆环延伸到反射器体基部的第一层和从与圆环有一距离处延伸到反射器体基部的第二层。第二层是一层银，第一层是一层除银之外的材料，比如铝。银层与圆环隔开比银层覆盖整个反射器表面能得到更高的效率。

Description

反光灯

本发明涉及一种反光灯，该反光灯包括：

一个玻璃的反射器体，它具有一个纵向轴，一个基部，一个确定上述反射器体光辐射口径的圆环和一个由基部延伸到反射器圆环的内反射器表面。

一个固定在上述圆环上的玻璃透镜，

一个位于上述反射器内的光源，和

一个在上述内反射器表面上的反光镀层。

可以从例如美国专利US-A 3.010.045中了解这类灯。

开头部分所述的反光灯现在市场上有售，被称为铝化抛物面反光(PAR)灯。在PAR灯中反射层由铝构成，光源通常是一个白炽灯丝和一个卤素管。即在泡壳中有一个白炽体和产生卤素气体的卤素容器。透镜和反射器体通常是硼硅硬玻璃制的。它们之间一般用火焰封接法熔合在一起。这里“熔合”是指反射器体和透镜间通过诸如火焰熔封这样的高温方法将各部件的玻璃熔化在一起形成的密封接头。此外也可将两个部件由环氧树脂这样的粘合剂粘合在一起形成接头，也可用半熔玻璃制作气密接头。

作为世界性的追求更加节能的照明的一部分，近来美国政府立法(一般指国家能源政策法案“EPACT”)已制定了包括抛物面铝化反光灯在内的多种常用灯的效率值。这些最小的效率值在1995年开始生效后，只有那些符合效率标准的产品才容许在美国销售。已对不同功率的PAR-38型白炽灯制定了效率值。例如，51-66瓦灯必须达到11流明/瓦，67-85瓦的灯必须达到12.5流明/瓦，86-115瓦的灯必须达到14流明/瓦，在116-155瓦范围内的灯必须达到14.5流明/瓦。

目前在市场上具有铝反射层和白炽灯丝的PAR-38型灯，其效率值不能满足EPACT的最低效率标准。例如，典型的150瓦的PAR-38型灯只提供10-12流明/瓦(初始值)和2000小时的寿命。为传统的铝化反射器体设计一种能达到EPACT标准的灯丝是可能的。但是，那种灯丝将大大降低灯的寿命(例如，大致为800-1200小时)，考虑到现在传统的PAR灯可以达到1800-2000小时的寿命，这种灯丝在商业上是不能接受的。

如所周知，美国专利2,123,706所指出的，银比铝反射率高。但是，一个不利之处是银的价格比铝贵。第二，不能直接用银代替铝。在把透镜固定到反射器的过程中，为了在两块玻璃之间产生可靠的、稳固的连接和制造完全回火的灯泡，必须使透镜和反射器体经受不同的温度时间处理。特别是，在用熔封或熔接玻璃法以得到为保护对氧气敏感的光源所必须的封接的情况下，温度很高。当由银层代替了传统的反射器内表面的铝层后，在连接透镜和反射器体的常用的加热过程中将对圆环区域产生相当大的损坏。被损坏的区域的反射率大大降低，成为散射光源，并容许光线从反射器体的后面跑出。对顾客来说，被损坏部分在外观上也很难看，因为可以通过反射器体或透镜从反射器的外面看到其损坏。

也可用复合多层介质镀层，比如二向色的作为铝的替代品，它具有比铝高得多的反射率，但它们具有严重的缺陷：对生产者来说太昂贵了。其它的选择包括使用别的金属层，它可以用和铝一样的方式使用，比如用气相或化学淀积，以保持价格低廉，一种合适的材料是具有比铝高大约8％的反射率的银。但是，美国专利3,010,045指出，银不能使用在硬玻璃透镜和硬玻璃反射器体熔合在一起的灯中。在相对高温下，银层会变色、脱落，反射表面会受到影响。

根据美国专利3,010,045，使用环氧树脂来连接透镜和反射器，以避免因使用气体火焰而在透镜/圆环区引起的相对高温。但是，环氧树脂密封有很多不利之处：这包括室温下较长的硬化时间，在硬化期间因为环氧树脂的变化和环境(比如温度、湿度)条件的不同形成不同的密封强度，必须采取额外的测量以确保由环氧树脂产生的气体在成品灯中已被完全抽走。并且密封质量通常比传统的熔融玻璃密封要低。已经知道在灯受高温影响情况下，比如在高帽固定时，环氧树脂密封将失效。因此，环氧树脂密封商业上最多是用于以灯丝密封在一个独立的气密管中的卤素灯作为光源的灯中。

据此，本发明的目的是在不减低灯的寿命的情况下提高PAR型反光灯的发光效率。

以上目的已在开头部分描述过的那类反光灯中实现了，其特征是：

反射层包括两层，第一层从上述圆环处延伸到基部，第二层从和上述圆环隔开的一个轴向位置延伸到上述基部，第二反射层基本上由银构成，而第一反射层基本上由银以外的材料构成。

根据发明的特征，通过在光源后面的基部和在侧面围绕光源部分的反射区域使用银层，和通过把银与受热影响的圆环区域隔开避免它容易损坏这一不希望的特征，从而使银的高反射率得以用来提高发光效率。在圆环区域使用抗热性更高但反射率相对低的金属，比如铝。这种安排，其效率比用银覆盖反射器体100％表面区域更高。甚至比在圆环附近的银覆盖在一层铝上其效率也更高。

根据本发明的一个优选实施例，第一种反射材料是铝，作为第一层从圆环处一直延伸到基部，银作为第二层设置在第一层铝上。这样，通过使用在灯生产过程中已经使用的完全铝化的反射器，可以简化灯的生产。只要接着在铝化的反射器上与圆环在轴向隔开的部分上覆盖银层即可。它还有一个优点，即从反射器的外观看，只有一层。如果是铝，用户已经通过传统的PAR灯而熟悉了。选择不要用铝层覆盖整个反射器表面，也是可行的。但是，这也需要其它层代替铝层覆盖反射器，从而，在反射器体外部将看到不同的两层之间的界线。

这些和其它的有助于提高反光灯效率的发明优点，可以参照图和下面的详细说明而变得明显。

图1，本发明的一种反光灯的局部剖视图。

图2，110瓦的白炽PAR灯的流明效率与银覆盖的反射表面所占百分比的关系图。

图1是一种PAR反光灯，有一反射器体2和透镜10，均为玻璃的，这里是硼硅硬玻璃。反射器体包括一基部4，一限定反射器体的光发射口的圆环5，由基部延伸到反射器体圆环的内反射表面6。在所示的灯中，内反射表面是抛物面状的。在图中，对应的透镜圆环12以气密方式和反射器体圆环5熔合。

在反射器体内部有一以20表示的光源，光源包括由引入线24、25固定的白炽灯丝22，引入线24、25由绝缘架29连接。灯丝架和各自的金属箍26、27焊接在一起，并且和在螺旋型底部28上的各自的电触点连接。

由反射器体和透镜围成的密封空间，充有约一个大气压的由80％氪和20％氮组成的气体。这种气体混合物比通常用于PAR灯的50％氩和50％氮的充气气体要重。这就是说，它的流动性不如传统的混合物，因而对灯丝的冷却也少些。必须指出，当充气气体中氪的百分比超过80％时，将大大增加灯丝支架间电弧放电的可能性。因此，对于氪—氮充气气体，80％的氪和20％的氮的比例是最佳的。其它重量超过50％的氩和50％氮的混合气体也是合适的。比如，60％氩、10％氪和30％氮组成的混合气体。

由反射表面6包括一个反射层7，它从金属箍26、27附近的基部表面4a延伸到反射器圆环5，用来以一种所需的光线模式通过透镜10导出灯丝22发出的光线。在市场上买得到的PAR灯中，反射层常用的只是一层铝，由公知的化学或气体沉积技术沉积，厚度大约0.1-0.3微米。正如前面已指出的，传统的PAR构造的效率明显低于规定的标准，比如对于150瓦的灯，传统的PAR灯只有10-12初始流明/瓦在2000小时额定寿命，相比之下，标准要求150W灯为14.5流明/瓦。

上述的有关充气气体的方法增加了灯的效率，但是仍旧不能满足规定的效率标准。

在图1所示的灯中，由反射层7包括第一层铝反射层8和与从圆环隔开一定距离处开始延伸到反射器基部的第二层银反射层。在所示的灯中，铝作为第一层覆盖在整个反射器表面，而银作为第二层覆盖在铝之上。这样做的有利之处在于，可利用已经在传统的PAR灯生产中使用的有一个完整的铝层的反射器，这样，只要在其隔开圆环的部分覆盖一层银。因此，生产中所需进行的改变最少。从外观上看，和完全覆盖铝的反射器外观统一，和传统的灯一模一样，易于被顾客接受。

图2表示根据图1的有一个完整的第一铝层的110瓦灯的效率和覆盖银的反射表面所占百分比的关系。该灯有一个120伏的线圈，其充气气体为80％氪/20％氮，8×10⁴帕托。令人惊奇地发现，当反射器和透镜是熔封的时候，用银覆盖整个反射表面区域100％时，效率不如使用仅在圆环附近的轴向部分覆盖铝的反射器。如图2所示，当银覆盖反射器的大约40％-65％的表面时，效率达到最大值。

这样的结果是因为，通过观测，在圆环附近区域有一层银覆盖一层铝的情况和该区域只有铝相比，在热处理后产生程度更深的裉色，成为暗棕色或黑棕色区域。银/铝层的裉色区域比单一的铝层吸收更多的光线，因为后者的褪色程度不如前者深。

对于具有熔合透镜设计而言，用两种材料组成反射器表面的有利之处可以应用于其它的光源。因此，光源是卤素管或HID弧光管，比如在金属卤化物或者高压钠弧光管的反光灯中，使用这种反射表面，也会相应提高其效率。另外，被银覆盖的反射器表面的百分比会有所不同。

虽然已经发现铝在透镜圆环密封区域能起到最好的作用，其它，对高温区域有相似的耐热性能的材料，比如铝合金也可以在生产过程中使用。

Claims (5)

1.一种反光灯，包括：

一个由玻璃材料制成的反射器件(2)，它具有纵向轴，基部(4)，界定上述反射器体光辐射口径的圆环(5)，从基部延伸到反射器圆环内反射器表面(6)，

一个固定到上述圆环的玻璃透镜，

一个位于上述反射器体内的光源(20)，和

一个覆盖在上述内反射器表面(6)上的反射层(7)，其特征在于：

上述反射层(7)由从上述圆环(5)延伸到上述基部(4)的第一层(8)和与圆环隔开一个轴向距离处延伸到上述基部(4)的第二层(9)组成，上述第二层(9)基本上由银构成，上述第一层(8)基本上是由一种除银之外的其它材料构成。

2.根据权利要求1所述的反光灯，其特征在于，上述的第一层从上述圆环起完全延伸到上述基部，所述的第二层是覆盖在上述第一层材料上的一层银。

3.根据权利要求1或2所述的反光灯，其特征在于，上述的第一层主要由铝构成。

4.根据权利要求3所述的反光灯，其特征在于，上述的光源是一白炽灯丝和由上述反射器体和上述透镜围成的空间，该空间充有大约80％氪和20％氮的气体。

5.根据权利要求1、2或3所述的反光灯，其特征在于，上述的第二层覆盖了大约40％到大约65％之间的反射器表面区域。

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