DE3428125A1 - Verbesserte gluehlampe - Google Patents

Description

Verbesserte Glühlampe

Die vorliegende Anmeldung steht im Zusammenhang mit den gleichzeitig hiermit eingereichten Anmeldungen für die die Prioritäten der US-Anmeldungen vom 1. August 1983 mit den Serial Nr. 519,162; 519,165 und 519,163 in Anspruch genommen werden.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Allzweck-Glühlampe und insbesondere eine Allzweck-Glühlampe mit im wesentlichen elliptischem innerem Kolben mit einer mit einem infrarotreflektierenden Film überzogenen äußeren Oberfläche.

Das ständige Streben nach Verbesserung des Wirkungsgrades von Lampen ist aufgrund der steigenden Energiekosten von zunehmender Bedeutung. Eine aus der Familie der Lampen, in der der Wirkungsgrad verbessert werden soll, ist die Glühlampe. Glühlampen, wenngleich sie geringere Nennlichtausbeuten als die von Leuchtstoff- und hochintensiven Entladungslampen ha-

ben, weisen viele attraktive Merkmale auf, z.B. geringe Kosten, kompakte Abmessung, sofortiges Licht, Annehmlichkeit, gefällige Spektralverteilung und Millionen vorhandener Lampenfassungen in den Heimen der Verbraucher, die an Glühlampenbeleuchtung gewöhnt sind.

Glühlampen kommen in verschiedenen Größen, die bekanntesten die mitder A-Reihe, die typischerweise als Allzweck-Glühlampe bezeichnet wird und in einer breiten Spanne von Watt-Stufen erhältlich ist. Ferner weist die Allzweck-Glühlampe typischerweise einen Wolframfaden auf.

Der Wolframfaden wird auch gewöhnlich in verhältnismäßig teureren, aber wirksameren Spezialzweck-Halogenlampen verwendet. Beim typischen Betrieb der Allzweck-Glühlampe über längere Zeiten verdampft etwas Wolfram vom Faden und scheidet sich auf der Wandung des äußeren Kolbens ab, was typischerweise ein Dunkelwerden des Kolbens verursacht, was wiederum die Lichtstromabgabe und dadurch die Lumen/Watt oder die Lichtausbeute der Lampe herabsetzt. Es ist bekannt, daß das Dunkelwerden des Kolbens, verursacht durch das Verdampfen des Wolframfadenmaterials, wesentlich herabgesetzt werden kann, indem man eine Halogen-dotierte Gasatmosphäre um den Wolframfaden herum vorsieht, was einen regenerativen (Transport)-Zyklus bewirkt, der die Wandungen des Kolbens sauber hält, und dadurch wird die festgestellte Minderung der Lichtstromabgabe beseitigt oder verringert.

Die Verwendung eines Halogen-dotierten Gases, an die relativ preiswerte Allzweck-Glühlampe angepaßt, ist in der vorerwähnten der USrSerial Nr. 519,165 entsprechenden Anmaldung beschrieben. Die Halogenatmosphäre der vorerwähnten Anmeldung wird als für die vorliegende Erfindung wünschenswert angesehen, zusammen mit weiteren Verbesserungen gemäß dieser Erfindung, in Bezug auf die Allzweck-Glühlampe.

Die Leistung eines Wolframfadens der Glühlampe kann dadurch

weiter verbessert werden, daß der Faden in ein geeignetes Füllgas, wie Xenon, Krypton oder Argon, auf einen Druck beträchtlich über Atmosphärendruck gebracht, eingeschlossen wird. Das Hochdruck-Füllgas verbessert die Leistung der Lampe durch Herabsetzen der Verdampfungsgeschwindigkeit des Wolframs vom Faden, wodurch die Lebensdauer des Fadens beim Betrieb bei der gleichen Temperatur erhöht wird. Andererseits erlaubt die herabgesetzte Verdampfungsgeschwindigkeit des Wolframs vom Faden eine Erhöhung der Faden-Betriebstemperatur bei gleicher Lebensdauer. Der Betrieb des Fadens bei höheren Temperaturen erhöht den Lichtstrom und die Lichtausbeute.

Der Entladungsbogen-Durchbrennwiderstand des Fadens, d.h. der Widerstand des Fadens bis zum Durchbrennen durch einen Bogen-Zustand innerhalb des Gehäuses, kann durch Zusatz von Stickstoff verbessert werden. Die vorerwähnte Anmeldung, die der US-Serial Nr. 519,165 entspricht,offenbart eine Glühlampe, die den Lichtausbeuten-Zugewinn nutzt, der durch das Hochdruck-Füllgas Xenon, Krypton oder Argon erreicht wird, zur Verbesserung des Entladungsbogen -Durchbrennwiderstands des Fadens durch Zusatz des Stickstoffgases. Es wird als wünschenswert angesehen, den Wolframfaden in dem unter relativ hohem Druck stehenden Füllgas mit Stickstoffzusatz zusammen mit weiteren erfindungsgemäßen Verbesserungen zu betreiben.

Eine weitere Maßnahme zur Verlängerung der Lebensdauer einer Glühlampe besteht darin, die Betriebsspannung des Fadens herabzusetzen, es ist aber wünschenswert, diese Senkung der Betriebsspannung zu bewirken, während die Wattzahl und die Lichtausbeute der Lampe beibehalten wird. Die der üS-Serial Nr. 519,165 entsprechende Anmeldung offenbart einen besonders geeigneten Glühfaden, der für längere Lebensdauer sorgt und die Wattzahl der Lampe erhält. Alternativ kann die Lichtausbeute einer Niederspannungs-Glühlampe unter Beibehaltung der Lebensdauer erhöht werden. Weiter wiederum ist ein Niederspannungs-Glühfaden, wie in der der üS-Serial Nr. 519,165

entsprechenden Anmeldung beschrieben, insofern vorteilhaft, als der Niederspannungsglühfaden mit einer stabilen Konfiguration mechanisch robust ist. Es wird als wünschenswert angesehen, einen besonders geeigneten Faden zusammen mit weiterer Verbesserung dieser Erfindung für eine Allzweck-Glühlampe zu schaffen.

Weiter kann die Maßnahme zur Verbesserung des Betriebs der Glühlampe von der Verwendung eines IR-Films begleitet sein, wie in der US-PS 4 017 758, der GB-PS 884 087 oder der vorerwähnten der US Serial Nr. 519,162 entsprechenden Anmeldung beschrieben. Es wird als wünschenswert angesehen, einen IR-FiIm für eine erfindungsgemäße Glühlampe vorzusehen, so daß praktisch die gesamte Strahlung des Fadens zu diesem zurückgeworfen oder reflektiert wird durch einen geformten inneren Kolben, der praktisch ellipsoid geformt ist, dessen Brennpunkte an den Enden des leuchtenden Teils des Fadens sind. Ferner ist die erfindungsgemäße Praxis so, daß die zurückgeworfene Strahlung über den Faden nahezu gleichförmig verteilt wird. Außerdem schafft die erfindungsgemäße Praxis einen geformten Innenkolben mit einem IR-reflektierenden überzug, der zu einer stark verbesserten Lichtausbeute für eine Allzweck-Glühlampe führt.

Weiter sollte im Hinblick auf die Verbesserung einer Allzweck-Glühlampe die Form der Oberfläche, auf die der Infrarotfilm aufgebracht wird, im Hinblick auf die Wechselbeziehungen der Abmessungen und der Anordnung des Fadens relativ zum IR-FiIm in Betracht gezogen werden. Beispielsweise kann während des Herstellungsverfahrens die Plazierung des Fadens innerhalb der Glühlampe unbeabsichtigt etwas relativ zur gewünschten Plazierung des IR-FiIm variieren. Diese geringe Schwankung kann das Zurückwerfen der IR-Strahlung durch den IR-FiIm zum Faden verhindern, so daß die reflektierte Strahlung den Faden völlig verfehlen oder nicht kreuzen und auf ihn auftreffen kann. Der Einfluß der Schwankung zwischen der gewünschten und der

tatsächlichen Plazierung des Fadens relativ zum IR-FiIm steigt mit zunehmendem Abstand zwischen dem Faden und dem IR-FiIm. Es wird daher als wünschenswert angesehen, eine Form zu schaffen, die auf ihrer Oberfläche einen IR-FiIm hat, der relativ nahe der Fadenplazierung ist.

Weiter, wenn ein IR-FiIm auf einer gewünschten Oberfläche in einer Glühlampe in Verbindung mit einer Halogen-dotierten Gasatmosphäre verwendet wird, sollte die Form der gewünschten Oberfläche den Betrieb dieser Gasatmosphäre berücksichtigen. Beispielsweise ist die Leistung einer Halogen-dotierten Gasatmosphäre bei der Entfaltung ihrer Reinigungswirkung im Zusammenhang mit einem auf der Glaswand abgeschiedenen Wolfram-Film von der Wandtemperatur abhängig. Eine praktisch gleichförmige Temperaturverteilung auf der Innenwand des geformten Kolbens, der das Halogen-dotierte Gas enthält, ist von Vorteil für die Leistung des Halogengases. Es wird als wünschenswert angesehen, eine vorbestimmte Formoberfläche für die Anordnung des IR-Films vorzusehen, so daß die Form dazu beiträgt, einen Kolben zu schaffen, der das Halogen-dotierte Gas mit im wesentlichen gleichförmiger Temperaturverteilung auf seiner inneren Oberfläche enthält.

Wenngleich alle vorstehenden Überlegungen von primärer Bedeutung für die vorliegende Erfindung sind, ist eine weitere Überlegung die praktische Überlegung, einen gewünschten IR-FiIm preiswert zu erzeugen. Wenn z.B. der IR-FiIm auf eine relativ kleine Vorrichtung aufgebracht wird, können die Kosten des IR-Films gesenkt werden, um dazu beizutragen, eine relativ billige Glühlampe herzustellen, ihre Lichtausbeute aber noch zu verbessern.

Daher liegen Ziele der vorliegenden Erfindung darin, eine relativ billige Allzweck-Glühlampe zu schaffen, die (1) ein Füllgas, wie Xenon, Krypton oder Argon, jeweils mit einem erheblich über atmosphärischem liegenden Druck, wobei sowohl

das Füllgas als auch der hohe Druck zur Betriebsverbesserung des Fadens beitragen, (2) ein unter relativ hohem Druck stehendes Füllgas mit einem Zusatz an Stickstoff zur Verbesserung des Entladungsbogen -Durchbrennwiderstandes des Fadens, (3) ein unter relativ hohem Druck stehendes Füllgas mit einem Zusatz an Halogengas für einen Transportzyklus für verdampftes Wolfram, (4) einen speziell angepaßten, bei niederer Spannung arbeitenden Faden zur Verlängerung der Lebensdauer der Glühlampe unter Beibehaltung der Wattzahl der Lampe und sogar zur Erhöhung der Lichtausbeute der Lampe, (5) einen Niederspannungs-Faden, der mechanisch robust ist und eine stabile Konfiguration hat, (6) einen auf einer gewünschten Form aufgebrachten IR-FiIm, worin (a) die vom IR-FiIm reflektierte IR-Strahlung zum Faden zurückgeworfen wird, um die Lichtausbeute der Lampe erheblich zu erhöhen, (b) die Plazierung des IR-Films auf der gewünschten Oberfläche den Einfluß von Schwankungen zwischen gewünschten und tatsächlichen Plazierungen des Fadens relativ zum IR-FiIm herabsetzt, (c) die gewünschte Form mit dem IR-FiIm eine praktisch gleichförmige Temperaturverteilung für das Gehäuse des Halogengases schafft, um den Betrieb der Halogengasatmosphäre zu verstärken, und (d) der IR-FiIm für die Glühlampe in verhältnismäßig billiger Weise geschaffen wird, aufweist und (7) alle sechs vorstehenden Merkmale der Erfindung so kombiniert sind, daß deren Gesamtwirkungen die Lebensdauer der Glühlampe verlängern und eine verbesserte Lichtausbeute geschaffen wird, wobei beide Effekte größer sind als die erwarteten Zugewinne, die gewöhnlich aus den sechs Einzelmerkmalen der Erfindung heraus verwirklicht werden.

Diese und weitere Aufgaben, Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Figuren.

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Allzweck-Glühlampe mit verbesserter Lichtausbeute gerichtet. Sie umfaßt einen

äußeren Kolben und einen inneren Kolben mit im wesentlichen ellipsoider Konfiguration, eine Halogenatmosphäre zusammen mit einem Hochdruck-Füllgas enthaltend. Der innere Kolben hat ferner einen IR-reflektierenden Film, der seine Außenoberfläche bedeckt.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die hinsichtlich Lichtausbeute verbesserte Allzweck-Glühlampe auf: (a) ein Gehäuse mit einem elektrisch leitfähigen Sockel; (b) einen an dem Gehäuse angebrachten äußeren Kolben; (c) einen inneren Kolben mit einer Rotationsoberfläche, die mit zugehörigen Brennpunkten praktisch ellipsoid ist. Der Innenkolben ist im räumlichen Abstand innerhalb des äußeren Kolbens angeordnet und enthält Halogengas zusammen mit einem Füllgas unter einem beträchtlich über Atmosphärendruck liegenden Druck. Der Innenkolben hat ferner einenIR-FiIm, der seine ellipsoid geformte äußere Oberfläche bedeckt, und ein speziell angepaßter Glühfaden, betreibbar bei normaler Wattleistung bei den üblichen 120 V Wechselspannung sowie bei reduzierter Spannung bezüglich einer typischen Haushalts-Energiequelle und innerhalb des Innenkolbens im Abstand so angeordnet, daß er längs der Hauptachse des ellipsoid geformten Innenkolbens liegt. Der Glühfaden liegt innerhalb des inneren Kolbens auf dessen Hauptachse und so, daß sein erhellter Teil den Abstand zwischen den Brennpunkten des ellipsoid geformten Innenkolbens vollständig ausfüllt. Beim Betrieb der Lampe läßt der IR-FiIm sichtbare Strahlung im wesentlichen durch und reflektiert vom Glühfaden emittierte IR-Strahlung praktisch zum Glühfaden zurück. Der Film ist in der Lage, für Temperaturen, die sich dem Erweichungspunkt des Materials des inneren Kolbens nähern, die Transmission und die Reflexion wirksam aufrecht zu erhalten.

Fig. 1 zeigt eine verbesserte Allzweck-Glühlampe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

40 3Λ28125

Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung des inneren Kolbens der Fig. 1;

Fig. 3 zeigt die ellipsoide Gestalt oder Form des- inneren Kolbens und die Anordnung des Glühfadens entlang der Hauptachse des Ellipsoids.

Fig. 1 zeigt eine verbesserte Allzweck-Glühlampe 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Lampe 10 weist einen äußeren Kolben 11 auf, der an einem Gehäuse 15 mit einem elektrisch leitfähigen Sockel 12 befestigt ist. Der äußere Kolben 11 kann mit einem Inertgas, wie Stickstoff, unter einem Druck von 400 Torr gefüllt oder er kann evakuiert sein. Der äußere Kolben 11 ist aus einem lichtdurchlässigen Material und kann eine typischerweise als Α-Linie bekannte Form haben.

Fig. 1 zeigt ferner die Lampe 10 mit einem Innenkolben 28, der ein Halogengas und Füllgas eines beträchtlich über Atmosphärendruck liegenden Drucks enthält. Das Füllgas kann unter Xenon, Krypton, Argon und Gemischen dieser Gase mit Stickstoff ausgewählt sein. Das Halogengas, zusammen mit Xenon, Krypton, Argon und Stickstoff und zugehörigen Gemischen können die in der zuvor erwähnten Anmeldung mit dem internen Aktenzeichen LD 8976 beschriebenen Gase sein, worauf zu näheren Einzelheiten dieser im Innenkolben 28 enthaltenen Gase Bezug genommen werden kann.

Der Innenkolben 28 enthält im Abstand angeordnet in Längsrichtung, entlang seiner Hauptachse, einen Wolfram-Glühfaden 32. Der Glühfaden 32 kann gewendelt sein und eine Länge im Bereich von etwa 2,5 bis etwa 25,4 nm (etwa 0,1 bis etwa 1,0") haben und den Abstand zwischen den Brennpunkten des Ellipsoids völlig einnehmen. Der Glühfaden 32 ist bevorzugt ein Niederspannungs-Glühfaden, aber die erfindungsgemaße Praxis zieht auch einen bei den üblichen 120 V betriebenen Glühfaden in Be-

tracht. Der bevorzugte Glühfaden 32 ist ein Niederspannungs-Glühfaden, der für normale Betriebswattzahl bei reduzierter Spannung relativ zu einer typischen Haushaltsenergiequelle betreibbar und von der in der Anmeldung der US-Serial Nr. 519,165 entsprechenden beschriebenen Art sein kann, worauf zu näheren Einzelheiten verwiesen sei.

Die reduzierte Spannung ist entweder Wechsel- oder Gleichspannung und wird an den Glühfaden 32 angelegt. Die reduzierte Spannung wird von einer (nicht dargestellten) externen Einrichtung geliefert, die im Gehäuse 15 der Lampe 10 der Fig. 1 liegen kann. Die Einzelheiten der externen Einrichtung werden nicht als Teil der Erfindung angesehen. Eine externe Einrichtung, wie ein Spannungsumsetzer, muß nur eine reduzierte Wechsel- oder Gleichspannung relativ zu der Wechselstromquelle, z.B. einer typischen Haushaltenergiequelle, zu Werten, wie in der der US-Serial Nr. 519,165 entsprechenden Anmeldung angegegeben, liefern. Zu Einzelheiten einer geeigneten Spannung senkenden Einrichtung kann auf die erwähnte der US-Serial Nr 519,162 entsprechenden Anmeldung Bezug genommen werden.

Die verbesserte Allzweck-Glühlampe 10 der Fig. 1 hat zwei elektrisch leitfähige Träger 16 und 18, die innerhalb des äußeren Kolbens 11 durch einen Quetschfuß 14 starr angeordnet sind. Ein Ende eines jeden der Träger 16 und 18 ragt durch den Quetschfuß 14 und stellt eine elektrische Verbindung mit geeigneten elektrischen Kontaktteilen des Gehäuses 15 her, die mit dem Metallsockel 12 verbunden sind. Die anderen Enden der Träger 16 und 18 sind mit Zuleitungen 24 und 26 des Innenkolbens 28 durch elektrisch leitfähige Querträger 20 bzw. 22 verbunden.

Der Innenkolben 28 der Fig. 1 ist "ein-endig", kann aber auch "zwei-endig" sein. Der Innenkolben 28 kann mit Ausnahme der nachfolgend weiter zu beschreibenden gewünschten Form einer der in der der US-Serial Nr. 519,165 entsprechenden Anmeldung beschrieben sein. Ähnlich kann der Innenkolben 28 aus einem

Quarz- oder Glasrohr mit etwa den gewünschten Abmessungen, der US-Serial Nr. 519,165 entsprechenden Anmeldung beschrieben, sein, auf die Bezug genommen werden kann.

Der Innenkolben 28 der Lampe 10 der Fig. 1 ist klarer und vergrößert in Fig. 2 gezeigt. Der Innenkolben 28 ist in Fig. 2 als an seinem unteren Ende eine Quetschung 38 aufweisend, dargestellt. Fig. 2 zeigt den Glühfaden 32 verbunden mit Zuleitungen 24 und 26 durch Klemmung an Stellen 3 4 bzw. 36. Fig. 2 zeigt ferner den Faden 32, der vorzugsweise einen doppelt gewendelten Teil 32a aufweist. Der Innenkolben 28 hat eine im wesentlichen ellipsoidale Form, ausgenommen, daß seine Form in Bezug auf seine gewünschten optischen Eigenschaften nahe dem als Kammer 35 dargestellten Zuschmelzpunkt und auch entlang dem Umfang des Innenkolbens 28 nahe der Quetschung 38 teilweise gestört oder verdrillt ist. Die gewünschte ellipsoidale Form des Innenkolbens 28 ist nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 zu beschreiben. Der Innenkolben 28 trägt einen IR-reflektierenden Film 30 auf der äußeren Oberfläche, wie in Fig. 2 gezeigt.

Im allgemeinen übt der IR-FiIm 30 hauptsächlich im Zusammenwirken mit der gewünschten ellipsoiden Form des Innenkolbens 28 und im Zusammenwirken mit der gewünschten Anordnung des Glühfadens im Innenkolben 28 vier erwünschte Funktionen aus, (1) der Film 30 reflektiert die vom Glühfaden emittierte IR-Strahlung zum Glühfaden 32 zurück, was die dem Glühfaden über die elektrischen Anschlüsse zugeführte Leistung herabsetzt und die Lichtausbeute des Glühfadens 32 und der Lampe 10 der Fig. 1 verbessert; (2) der Film 30 läjBt die vom Glühfaden 32 emittierte sichtbare Strahlung durch den Innenkolben 28 als sichtbare Strahlung durch; (3) die gewünschte ellipsoidale Form des Innenkolbens 28 mit dem Film 30 auf seiner Außenoberfläche wirkt so, daß praktisch die gesamte vom IR-FiIm reflektierte Strahlung des Glühfadens zu diesem zurückgelenkt wird; und (4) die gewünschte ellipsoidale Form

des Innenkolbens 28 mit dem Film 30 auf seiner Außenoberfläche liefert eine erwünschte Temperaturverteilung über die Innenwände des Innenkolbens 28, was eine gewünschte Umgebung für das Halogengas schafft.

Erwünscht ist/ daß der IR-FiIm 30 optische und Temperatureigenschaften ähnlich einem reflektierenden Filter hat, wie in der US-PS 4 229 066 offenbart, in der ein Tantalpentoxid-, Ta₃O₅-, und Quarz-, SiO₂-, Filter beschrieben ist. Der IR-FiIm 30 ist ein Verbund oder besteht aus einer Vielzahl übereinanderliegender Schichten, z.B. 29, sowohl ein Material mit hohem Brechungsindex, wie Tantalpentoxid, als auch ein Material mit niedrigem Brechungsindex, wie Siliciumdioxid, SiO₃, umfassend. Erwünscht ist, daß der Film 30 mit erwünschten Durchlässigkeits- und Reflexionseigenschaften einer Temperatur von 600°C für längere Zeit, z.B. 2000 h, widersteht und wirksam arbeitet. Die Betriebstemperatur von 600 C steht im Zusammenhang mit dem Erweichungspunkt des Materials des Innenkolbens 28.

Die ellipsoidale Form des Innenkolbens 28 ist von beträchtlicher Bedeutung für die verbesserte Allzweck-Glühlampe 10 gemäß der Erfindung, und nachfolgend wird auf Fig. 3 im Hinblick auf eine nähere Beschreibung der erwünschten Form des Innenkolbens 28 Bezug genommen.

Fig. 3 ist ähnlich der zuvor erörterten Fig. 2, mit der Ausnahme, daß Fig. 3 nicht den Quetschfuß 38, die Zuleitungen 24 und 26 und auch nicht die Klemmen 34 und 36 zeigt. Fig. 3 zeigt den Innenkolben 28 mit einer nahezu oder im wesentlichen elliptischen Form. Fig. 3 zeigt ferner den entlang der Hauptachse 50 axial und zentral angeordneten Glühfaden 32, der den Abstand zwischen den Brennpunkten des praktisch ellipsoidalen Kolbens vollständig einnimmt. Der Glühfaden 32 liefert als Niederspannungstyp eine relativ kompakte Lichtquelle. Es ist von erheblicher Bedeutung für die praktische Durchführung der Erfindung, daß beim Betrieb der Lampe 10 der er-

hellte Teil des Glühfadens 32 die Länge zwischen den Brennpunkten einnimmt. Die Brennpunkte sind in Fig. 3 als 40 (F) und 42 (F') gezeigt. Fig. 3 sollte zu entnehmen sein, daß die Brennpunkte 40 (F) und 42 (F¹) nahe den Enden des doppeltgewendelten Teils 32a (in Fig. 2 dargestellt) des Glühfadens 32 liegen. Ferner sollte aus Fig. 3 entnommen werden, daß die Grenzen des Glühfadens durch einen gestrichelt dargestellten Zylinder 52 dargestellt sind. Auch sollte bemerkt werden, daß die Punkte 44 (P), 46 (P¹) und 48 (P") in Fig. 3 im Zusammenhang mit der ellipsoiden Form oder Kurve des Innenkolbens 28 stehende Punkte darstellen. Die Punkte 44 (P), 46 (P¹) und 48 (P") sind in Fig. 3 als Strahlen 44a und 44b, 46a und 46b bzw. 48a und 48b zugehörig dargestellt, die gestrichelt und gepfeilt wiedergegeben sind. Die Wege der Strahlen 44a, 44b 46a, 46b, 48a und 48b der Fig. 3 sind angegeben, um zu zeigen, daß die vom strahlenden Glühfaden 32 zwischen den Brennpunkten 40 (F) und 42 (F¹) emittierte Strahlung, die vom Film 30 reflektiert wird, erwünschtermaßen auf den Glühfaden-Zylinder 52 gerichtet ist und auf diesen auftrifft. Ferner ist es, wenngleich in Fig. 3 nicht gezeigt, erwünscht, daß jede Änderung von der festgelegten Plazierung des Glühfadens 32 relativ zur Plazierung des IR-Films30 nicht über einen Abstand von etwa 1 cm hinausgeht. Dies ist im Hinblick auf optische Überlegungen, gewöhnlich bekannt als optischer Spiegel, des IR-Films 30 von Bedeutung, der die IR-Strahlung zum Glühfaden 32 zurücklenkt. Die Plazierung des IR-Films 30 auf einem relativ kleinen Innenkolben 28 in geringer Nähe zum strahlenden Glühfaden 32 ist vorteilhaft für die Rücklenkung der vom strahlenden Glühfaden 32 emittierten IR-Strahlung, im Vergleich zur Plazierung des Films 30 auf einem relativ großen Kolben, wie dem Außenkolben 11, relativ entfernt vom strahlenden Glühfaden 32.

Die nahezu ellipsoidale Form des Innenkolbens 28 zusammen mit der vorbestimmten Plazierung des strahlenden Glühfadens 32 relativ zum IR-FiIm 30 ist so wirksam, daß nahezu die gesamte

vom strahlenden Glühfaden 32 emittierte IR-Strahlung, die vom Film auf die Wandungen des Innenkolbens 28 reflektiert wird, den Glühfaden-Zylinder 52 der Fig. 3 erreicht. Die den Glühfaden-Zylinder 52 erreichende IR-Strahlungsmenge wird teilweise vom Reflexionsvermögen des Films 30 bestimmt. Wenn die Form des Innenkolbens 28 wirklich oder genau eine ellipsoidale ist und wenn der IR-FiIm 30 das gesamte auf seine Oberfläche auftreffende Infrarot reflektiert, dann würden 100 % der reflektierten IR-Strahlung den Glühfaden-Zylinder 52 erreichen. Da jedoch, wie zuvor erörtert, die Form des Innenkolbens 28 aufgrund der Verteilung der Quetschung 38 und der Kammer 35, im Zusammenhang mit Fig. 2 erörtert, keine wahre Ellipse ist und auch der IR-FiIm keine 100%ige IR-Strahlung reflektierende Eigenschaft hat, trägt beides dazu bei, daß die IR-Strahlung nicht zu 100 % den Glühfaden-Zylinder 52 erreicht. Die vom Glühfaden tatsächlich absorbierte Strahlungsmenge wird ferner reduziert, da viel der zurückkommenden Strahlung nicht vom Wolframdraht absorbiert wird.

Erfindungsgemäß wurden verbesserte Glühlampen hergestellt. Die Lampen, die hergestellt wurden, hatten zwölfschichtige IR-Filme auf dem Innenkolben 28. Der Film 30 bestand aus zwölf abwechselnden Schichten aus Materialien, deren Brechungsindices 2,0 und 1,45 waren. Die Innenkolben 28 hatten ellipsoidale Form, deren Hauptachsen 17,6 mm lang und deren Nebenachsen 14,5 mm lang waren. Die Glühfaden 32 in diesen Lampen waren nur 5 mm lang, statt der gewünschten 10 mm Länge, bestimmt durch die gewünschte Brennpunkt-Trennung der Innenkolben 28. Ein Leistungsvergleich von Lampen mit den erfindungsgemäß erwünschten Merkmalen gegenüber ähnlichen Lampen ohne die erfindungsgemäßen Vorteile wurde vorgenommen. Der mit der erfindungsgemäßen Lampe erzielte Lichtausbeute-Zugewinn war 15 %.

Ferner wurde unter Zuhilfenahme eines Computermodells für die praktische Durchführung der Erfindung abgeschätzt, daß,

wenn die erwünschten 10 mm Glühfaden-Länge in die gleichen, für die hergestellte Lampe erwünschten Kolben eingearbeitet würden und wenn ein IR-FiIm mit Reflexions- und Transmissionseigenschaften ähnlich denen der vorerwähnten US-PS 4 229 066 verwendet würde , dann der Lichtausbeute-Zugewinn zwischen 25 und 35 % läge.

Ferner liefert die erfindungsgemäße Praxis eine Temperaturverteilung entlang den Innenwandungen des Innenkolbens 28, die die Leistung des Halogengases, wie eingangs erörtert, beim Reinhalten der Kolbenwandungen des Innenkolbens 28 verstärkt. Wenn möglich, würde eine theoretisch gleichförmige Temperaturverteilung entlang den Innenwandungen des Innenkolbens 28 eine Umgebung schaffen, in der das Halogengas in der erwünschtesten Weise wirken würde. Während eine wirklich gleichförmige Temperaturverteilung entlang den Innenwandungen des Innenkolbens 28 praktisch nicht erzielbar ist, erkennt die erfindungsgemäße Praxis die Notwendigkeit einer wünschenswerten Temperaturverteilung für das Halogengas an und schafft eine solche zur Steigerung der Leistung des Halogengases.

Es sollte nun anerkannt sein, daß die erfindungsgemäße Praxis das Glühlampengebiet mit einer verbesserten Allzweck-Glühlampe mit einem Innenkolben mit (1) einem Hochdruck-Füllgas, einem Stickstoffgas-Zusatz für die Verbesserung der Entladungsbogen-Widerstandsfähigkeit, beides die Glühfadenleistung verbessernd, (2) einem als relativ kompakte Lichtquelle dienenden Niederspannungsglühfaden, der im Betrieb als Länge zwischen den Brennpunkten der ellipsoidalen Form des Innenkolbens dient, (3) einem ellipsoidal geformten Innenkolben mit einem IR-FiIm auf seinen Außenoberflächen, wobei die ellipsoidale Form hauptsächlich vom IR-FiIm reflektierte IR-Strahlung liefert, um vorteilhafterweise eine Umgebung entlang den Innenwandungen des Innenkolbens zu erzeugen, die die Leistung des Halogengases im Innenkolben im Hinblick auf die Schaffung einer gewünschten Reinigungsfunktion der Wandungen des Innenkolbens verstärkt, (4) einem ellipsoidal geformten In-

nenkolben mit einem IR-FiIm auf seiner Außenoberfläche, relativ zu dem kompakten, strahlenden Glühfaden so angeordnet, daß ein Hauptteil der vom strahlenden Glühfaden emittierten IR-Strahlung reflektiert und zum Glühfaden zurückgelenkt wird, so daß die auf die Länge des Glühfadens auftreffende IR-Strahlung die Lichtausbeute der Lampe verbessert, und (5) einem nahezu ellipsoidal geformten Innenkolben mit einem IR-FiIm auf seiner Außenoberfläche, ein Halogengas, ein unter relativ hohem Druck stehendes Füllgas und ein Stickstoffgas enthaltend, die alle vorteilhafterweise zu einer verbessernden Lichtausbeute beitragen, wobei der erwartete Gesamtzuwachs an Lichtausbeute größer ist als der erwartete Zugewinn, der gewöhnlich aus den Einzelfaktoren heraus zu verwirklichen ist, versorgt.

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Claims (4)

1. Ansprüche

   Ί/ Allzweck-Glühlampe mit verbesserter Lichtausbeute, gekennzeichnet durch

   a) ein Gehäuse (15) mit einem elektrisch leitfähigen Sockel (12),

   b) einen am Gehäuse befestigten Außenkolben (11),

   c) einen Innenkolben (28) mit einer äußeren Rotationsoberfläche, die im wesentlichen ellipsoidal ist, mit zugehörigen Brennpunkten, wobei der Innenkolben innerhalb des Außenkolbens im Abstand von diesem angeordnet getragen ist, enthaltend ein Halogengas zusammen mit einem Füllgas unter einem beträchtlich über Atmosphärendruck liege'nden Druck und einen IR-reflektierenden Film (30) aufweisend, der die praktisch ellipsoidale äußere Oberfläche bedeckt,

   d) einen Glühfaden (32), mit gutem Wirkungsgrad für normale Betriebsnennwattzahl an einer relativ zu einer typischen Haushaltsspannung reduzierten Spannung speisbar, wobei der Glühfaden innerhalb des Innenkolbens im Abstand vorbestimmt in Längsrichtung entlang der Hauptachse des Innenkolbens angeordnet ist und seine strahlende Länge den Abstand

   zwischen den Brennpunkten (40 F; 42 F¹) des Innenkolbens voll ausfüllt,

   wodurch während des Betriebs der Lampe der Film sichtbare Strahlung im wesentlichen durchläßt und vom Glühfaden emittierte IR-Strahlung zu dem Glühfaden reflektiert, wobei der Film zu solcher Transmission und Reflexion für Temperaturen, die sich dem Erweichungspunkt des Materials des Innenkolbens nähern, fähig ist.
2. 2. Allzweck-Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühfaden (32) durch eine typische Haushaltsspannungsquelle speisbar ist.
3. 3. Allzweck-Glühlampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkolben (28) eine Hauptachse (50) mit einer Länge von 17,6 mm und eine Nebenachse mit einer Länge von etwa 14,5 mm hat und der Glühfaden eine strahlende Länge von etwa 5 mm hat.
4. 4. Allzweck-Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkolben (28) eine Hauptachse (50) mit einer Länge von 17,6 mm und eine Nebenachse mit einer Länge von etwa 14,5 mm hat und der Glühfaden eine strahlende Länge von etwa 10 mm hat.