專利名稱：用于供熱的燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于供熱的燈。
本發(fā)明特別涉及一種用于對人體供熱的燈。
背景技術(shù)：
美國專利4588923描述了一種用于不同需求、例如用于對人體供熱的燈。用于輻射供熱的燈基本上只發(fā)射紅外輻射。當(dāng)紅外輻射射到人體皮膚上時，紅外輻射與神經(jīng)末梢相互作用，并且使人體產(chǎn)生一種溫暖的感覺。該專利所描述的燈包括輻射源如鎢絲，其安裝在包含有例如氬氣的氣體以及少量鹵化物的燈管中。輻射源發(fā)出處于輻射光譜中的可見光部分和紅外部分內(nèi)的輻射。為了傳輸大部分的紅外輻射并阻止大部分的可見光輻射，燈管包括位于其外表面上的反射膜，該反射膜基本上只傳輸紅外輻射。
在這種燈中，燈管會達(dá)到相當(dāng)高的溫度，這取決于燈的線性功率密度。線性功率密度越大，燈管的溫度就越高。然而，當(dāng)燈管達(dá)到相當(dāng)高的溫度時，沉積在燈管上的反射膜可能會退化，在燈已經(jīng)使用了比較長的時間后尤其如此。因此，這種燈的線性功率密度是有限的。
發(fā)明概要本發(fā)明的目的是提供一種用于供熱且具有較高的線性功率密度的燈。
為此，本發(fā)明提出了一種燈，該燈包括燈管、安裝在燈管內(nèi)的白熾體以及與該白熾體相連的供電導(dǎo)體，所述白熾體可發(fā)射包含可見光部分和紅外部分的輻射光譜，該燈包括環(huán)繞著所述燈管的外罩，所述外罩包括適于傳輸?shù)谝徊糠值目梢姽獠糠趾偷诙糠值募t外部分的反射膜，所述第二部分大于所述第一部分。
根據(jù)本發(fā)明，該燈包括環(huán)繞著燈管的外罩，所述外罩包括適于基本上只傳輸紅外輻射的反射膜。因此，反射膜沒有沉積在燈管上，從而在相同的線性功率密度下可承受比現(xiàn)有技術(shù)的燈更低的溫度。因此，在根據(jù)本發(fā)明的燈中可以使用更高的線性功率密度而不會使反射膜退化。
在本發(fā)明的一個有利實施例中，燈管包括沉積在所述燈管的一部分上的反射層。該實施例是特別有利的，因為這種燈不需要任何外部反射器。實際上，為了導(dǎo)向和聚焦輻射，經(jīng)常與基本上在輻射光譜的紅外范圍內(nèi)進(jìn)行發(fā)射的燈相結(jié)合地使用外部反射器。在根據(jù)本發(fā)明的該有利實施例的燈中，反射器通過沉積在部分燈管上的反射層而嵌入在燈中，這樣便形成了一個更緊湊的燈系統(tǒng)。反射層例如是金層或陶瓷層。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，該燈是雙頭燈，其包括安裝在燈管兩端處的燈帽，外罩由兩個殼體支撐成與燈管同軸，每個殼體均具有伸入到燈帽中的一部分，以及設(shè)計成用于支撐外罩端部的一部分。
這種雙頭燈特別容易制造。實際上，外罩可以從沉積有反射膜的管子中獲得，該管子可以被切割以得到多個外罩?？梢院苋菀椎刂瞥霰容^長的管子，在該管子上沉積了反射膜后再進(jìn)行切割。這樣，外罩可以通過殼體而方便地設(shè)置在傳統(tǒng)燈管的周圍。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例中，該燈是雙頭燈，其包括安裝在燈管兩端處的燈帽，所述燈帽包括用于容納燈管一端的第一部分和用于支撐外罩的第二部分。與其中燈包括燈帽和殼體的優(yōu)選實施例相比，燈帽安裝在燈的兩端并充當(dāng)燈帽和殼體的功能。這便簡化了燈的制造工藝。
本發(fā)明的這些和其它方面可通過參考下述實施例清楚并進(jìn)行闡述。
附圖簡介下面將通過示例并參考附圖來詳細(xì)地描述本發(fā)明

圖1a和1b顯示了根據(jù)本發(fā)明的雙頭燈；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的單頭燈；圖3a和3b顯示了本發(fā)明的一個有利實施例的雙頭燈；圖4顯示了一種光譜，其表示作為波長的函數(shù)的安裝了或未安裝反射膜的根據(jù)本發(fā)明的燈的輻照度。
發(fā)明的詳細(xì)描述圖1a和1b描述了本發(fā)明的雙頭燈。圖1b是沿著圖1a中的平面BB的放大剖視圖。該燈包括燈管101、白熾體102、供電導(dǎo)體103和外罩104。該燈還包括燈帽105、殼體106、箔片107、支撐108、電源線109和排氣管110。在外罩104上沉積有反射膜111。
白熾體102如鎢絲具有與箔片107如鉬片相連的末端，白熾體102的末端焊接在箔片107上。供電導(dǎo)體103也焊接在箔片107上。供電導(dǎo)體與電源線109相連。這可通過經(jīng)由燈帽105中的孔將供電導(dǎo)體103焊接到電源線109上來完成。歐洲專利0345890中描述了這種燈帽105。或者，白熾體102的末端用作供電導(dǎo)體，并且與電源線109直接相連。白熾體102通過支撐108保持在燈管101中的適當(dāng)位置，這些支撐保證了白熾體102在燈管101中的正確定位。
燈管101中充滿了例如氬氣的高壓排放氣，并包括少量鹵化物以防止燈管101因氣態(tài)鎢的沉積而變暗。燈管101的直徑應(yīng)保持為盡可能的小。實際上，對于給定線性功率密度的白熾體102而言，燈管101的太大直徑將擾亂燈管內(nèi)部的鹵素循環(huán)，這會導(dǎo)致燈管101變暗。
燈管101內(nèi)的白熾體102發(fā)出包含可見光部分和紅外部分的輻射光譜。當(dāng)這種燈用于供熱時，希望大部分紅外輻射傳輸?shù)綗舻耐獠?，而大部分可見光輻射不被傳輸。實際上，特別是在類似為人體供熱的應(yīng)用中，由于可見光輻射會引起眩光且使人體感到不適，因此可見光輻射是不合需要的。因此在燈上使用了反射膜111，其適于傳輸?shù)谝徊糠值目梢姽獠糠趾偷诙糠值募t外部分，其中第二部分大于第一部分。換句話說，反射膜111適于傳輸白熾體102所發(fā)射的大部分紅外輻射，以及白熾體102所發(fā)射的小部分可見光輻射。這種反射膜111對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是眾所周知的。例如，美國專利4588923描述了這種反射膜。所述反射膜包括設(shè)置成多層膜的五氧化鉭Ta2O5和二氧化硅SiO2。這種反射膜111的另一個例子是申請人以型號15009Z銷售的燈上所使用的膜。這種膜包括高折射率和低折射率的交錯層，其中低折射率的層包括SiO2，高折射率的層包括Fe2O3。
當(dāng)圖1a和1b所示的燈用于供熱時，它會耗費通常大于1000瓦的較高瓦特數(shù)，使得燈的一部分如燈管101承受到通常處于1000℃左右的較高溫度。如果反射膜沉積在燈管101上，那么反射膜會很快變脆并很快退化，這樣會大大降低燈的使用壽命。由于其制造工藝使用了溶凝膠技術(shù)，因此這種情況尤其會出現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明的較脆的反射膜上。此外，燈管101的直徑越小，燈管的溫度就越高，反射膜的退化就越快。所以，如果需要小直徑的燈管101，那么沉積在燈管101上的反射膜就與這種燈管不兼容。
因此，根據(jù)本發(fā)明的燈管上的反射膜111沉積在外罩104上。比燈管101更遠(yuǎn)離白熾體102的外罩104可以達(dá)到較低的溫度，使得反射膜111不會退化。由于反射膜的退化不依賴于所述直徑，因此燈管101的直徑可以保持為如所需的那樣小。該燈的瓦特數(shù)也可以提高，不存在反射膜111退化的風(fēng)險。因此，這種燈可以在不降低使用壽命的前提下具有提高的燈的線性功率密度。
應(yīng)當(dāng)指出，反射膜111可以沉積在外罩104的外表面上，或沉積在外罩104的內(nèi)表面上，或者反射膜111是沉積在外罩104的外表面上的反射膜和沉積在外罩104的內(nèi)表面上的反射膜的組合。
此外，外罩104是特別有益的。當(dāng)燈損壞或甚至燈管爆炸時，由于外罩104的保護(hù)，任何可能掉落的玻璃碎片將安全地留在外罩104的內(nèi)部，使得使用該燈的人不會受傷。
這種燈特別容易制造。實際上，制造現(xiàn)有技術(shù)的燈需要在包括白熾體、供電導(dǎo)體、燈管以及燈帽的傳統(tǒng)燈上沉積反射膜。因此，每個燈的制造工藝都需要沉積反射膜的步驟，而該步驟是精密且耗時較長的步驟。在圖1a和1b所示的燈中，外罩104是其上沉積有反射膜的例如石英或玻璃的管。因此，外罩104可以從其上已沉積了反射膜的長管中獲得，該管的長度可以達(dá)到外罩104的十倍長度。然后切割該長管，從而獲得外罩104。在這種情況下，制造10個根據(jù)本發(fā)明的燈只需要一道沉積步驟。
圖1a和1b中的燈如下所述地制造。將第一外殼106的一部分插入到第一燈帽105中。將包括白熾體102、支撐108、燈管101、箔片107以及供電導(dǎo)體103的傳統(tǒng)燈的第一末端插入到第一殼體106中。經(jīng)由第一燈帽105中的孔來將第一供電導(dǎo)體103焊接到第一電源線109上。然后將外罩104的第一末端插入到第二殼體106中。之后，將外罩104的第二末端插入到第二殼體106中，傳統(tǒng)燈的第二末端也是如此。將該第二殼體106的一部分插入到第二燈帽105中。經(jīng)由第一燈帽105中的孔來將第二供電導(dǎo)體103焊接到第二電源線109上。
圖1a中的燈帽105和殼體106可以用單件式燈帽來替代，該燈帽的形狀是燈帽105和殼體106的形狀的組合。因此，燈各端處的這種單件式燈帽包括用于容納燈管端部的第一部分和用于支撐外罩的第二部分。
圖1a所示的燈包括排氣管110。排氣管110的存在是燈管101的制造工藝的需要。實際上，在制造工藝期間，常常在燈管101上開設(shè)孔以便對燈管充氣。排氣管110的存在歸因于在制造過程中所制出的孔。在現(xiàn)有技術(shù)的燈中，當(dāng)反射膜沉積在燈管上時，排氣管的存在就是一種缺陷。實際上，沉積在排氣管上的反射膜的效率降低，燈所發(fā)射的可見光沒有被均勻地發(fā)射，這是因為排氣管導(dǎo)致了通過反射膜傳輸?shù)妮椛涔馐恼凵?。這經(jīng)常會導(dǎo)致眩光，對于使用該燈的人來說是一個缺陷。這些問題在根據(jù)本發(fā)明的燈中已經(jīng)得到了解決，因為反射膜111沉積在不包括任何排氣管的外罩104上。這樣既提高了反射膜的效率，又提高了可見光的發(fā)射。
如果燈管101包括有凹口，也可能會發(fā)生同樣的問題。這在圖2中進(jìn)行了詳細(xì)解釋。
應(yīng)該注意到，圖1a和1b中的燈可包括附加膜，該膜可以沉積在燈管101的內(nèi)表面或外表面上。為了防止退化，該附加膜應(yīng)該可以耐受比反射膜111更高的溫度。這使得可以在同一個燈上使用不同濾光片。
圖2描述了根據(jù)本發(fā)明的單頭燈。該燈包括燈管201、白熾體202、第一供電導(dǎo)體203和第二供電導(dǎo)體204、外罩205、燈帽206、導(dǎo)電棒207、支撐208、凹口209和排氣管210。白熾體202的第一末端與第一供電導(dǎo)體203通過導(dǎo)電棒207相連，白熾體202的第二末端與第二電源供給線204也通過導(dǎo)電棒207相連。
外罩205與燈管201之間的空間填充了壓力氣體，或者可包含有空氣。這種燈制造成傳統(tǒng)的單頭燈，不同之處在于，傳統(tǒng)單頭燈中的電線被包括白熾體202、支撐208和充滿高壓惰性氣體的燈管201的雙頭燈所替代。反射膜沉積在如圖1a和1b所述的外罩205上。
圖2所示的燈包括形成在燈管201上的凹口209。制造在燈管201上且位于各支撐208處的凹口209在燈豎直使用時是必要的，用于保持白熾體202處于正確的位置，以防止燈絲因重力而損壞。在包括這種凹口和反射膜的現(xiàn)有技術(shù)的燈中，這種凹口的存在是一種缺陷，因為凹口會成為反射膜沉積中的缺點，改變了凹口區(qū)域中的反射膜效率，并可能成為眩光的來源。這些問題在根據(jù)本發(fā)明的燈中已經(jīng)得到了解決，因為反射膜沉積在不包括任何凹口的外罩205上。
圖3a和3b中描述了根據(jù)本發(fā)明的一個有利實施例的雙頭燈。圖3b是沿圖3a中的平面BB的放大剖視圖。圖3a和3b所示的燈包括與圖1a和1b中相同的元件。圖3a和3b所示的燈還包括沉積在一部分燈管101上的反射層300。這種反射層300對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是已知的。例如，可以通過例如氣相沉積的傳統(tǒng)工藝而在燈管101上沉積金反射層。反射層300優(yōu)選為陶瓷反射層。例如在申請人以型號13195Z/98銷售的鹵素?zé)羯鲜褂昧诉@種陶瓷反射層。
這種陶瓷反射層300具有可耐受較高溫度如2000℃的優(yōu)點。這對于工作溫度取決于線性功率密度而達(dá)到1000℃以上的根據(jù)本發(fā)明的燈而言是特別有利的。實際上，包含適于傳輸大部分紅外輻射和小部分可見光輻射的反射膜的燈用于供熱，這意味著它們的工作溫度會比較高。
這種反射層300提供了對白熾體102所發(fā)出的輻射光束進(jìn)行聚焦的功能，這對于把輻射光束對準(zhǔn)人體或物體來進(jìn)行供熱來說是必需的。因此，外部反射器就不需要了，這是一個優(yōu)點，因為這種外部發(fā)射器的體積龐大，并且限制了燈系統(tǒng)的緊湊性。
在現(xiàn)有技術(shù)的燈中，在燈管上使用這種反射層是不可能的，因為燈管已經(jīng)包含了反射膜。因此，為了聚集熱量，現(xiàn)有技術(shù)的燈不得不協(xié)同使用外部反射器，這對于整個供熱系統(tǒng)的緊湊性來說是一個缺陷。
應(yīng)該注意到，反射層300可以沉積在燈管101的內(nèi)表面上而非沉積在外表面上，如圖3a和3b所示。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的燈的光譜。這些曲線表示了離該燈1米的距離處測量并校正的燈的輻照度。輻照度可以用例如輻射測量術(shù)或分光光度測量法的傳統(tǒng)方法來測量。虛曲線對應(yīng)于外罩上沒有反射膜的燈，而實曲線對應(yīng)于外罩上有反射膜的燈。本例中的反射膜是申請人以型號15009Z銷售的燈上所使用的膜。
通常定義380到780毫微米之間為可見光輻射。大于780毫微米定義為紅外輻射(按照國際電工委員會(IEC)第845-01章“輻射、數(shù)量和單位”(1987)中的定義)。從虛曲線中可以看出，白熾體發(fā)射了包括可見光部分和紅外部分的輻射光譜。通過外罩上的反射膜，只有小部分可見光部分被傳輸。這部分傳輸依賴于反射膜的特性。在本例中，反射膜所傳輸?shù)目梢姽獾牟糠譃榧s25％。希望這一部分盡可能少以便不會引起眩光。實際上，反射膜所傳輸?shù)倪@部分可見光優(yōu)選低于30％。
通過反射膜傳輸?shù)募t外輻射的部分就大得多，這可以從兩條曲線中推斷出來。實際上，反射膜傳輸了幾乎所有大于780毫微米波長的輻射。在本例中，所傳輸?shù)募t外部分為約95％。為了提高燈的供熱效率，這部分應(yīng)當(dāng)盡可能高。這部分優(yōu)選大于80％。
當(dāng)然，一旦所傳輸?shù)募t外輻射的部分大于所傳輸?shù)目梢姽廨椛涞牟糠?，燈便用作供熱燈，同時不會導(dǎo)致過多眩光。然而優(yōu)選的是，所傳輸?shù)募t外輻射的部分盡可能大，而所傳輸?shù)目梢姽廨椛涞牟糠直M可能小。
下列權(quán)利要求中的任何標(biāo)號不應(yīng)該構(gòu)成對權(quán)利要求的限制。顯然，動詞“包括”及其變形不排除那些在權(quán)利要求中所限定的以外的任何組成部分的存在。在組成部分之前的單詞“一個”并不排除復(fù)數(shù)形式的這些組成部分的存在。
權(quán)利要求
1.一種燈，包括燈管(101)、安裝在所述燈管上的白熾體(102)以及與所述白熾體相連的供電導(dǎo)體(103)，所述白熾體可發(fā)射包含可見光部分和紅外部分的輻射光譜，所述燈包括環(huán)繞著所述燈管的外罩(104)，所述外罩包括適于傳輸?shù)谝徊糠值目梢姽獠糠趾偷诙糠值募t外部分的反射膜(111)，所述第二部分大于所述第一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其特征在于，所述第一部分小于30％，所述第二部分超過80％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其特征在于，所述燈管包括沉積在所述燈管的一部分上的反射層(300)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頭燈，其特征在于，所述燈包括位于所述燈管各端處的燈帽(105)，所述外罩被兩個殼體(106)支撐成與所述燈管同軸，各所述殼體具有伸入到所述燈帽中的一部分以及設(shè)計成用于支撐所述外罩的端部的一部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頭燈，其特征在于，所述燈包括位于燈管各端處的燈帽(105)，所述燈帽包括用于容納所述燈管的一端的第一部分和用于支撐所述外罩的第二部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燈，該燈包括燈管(101)、安裝在燈管內(nèi)的白熾體(102)以及與白熾體相連的供電導(dǎo)體(103)。白熾體可發(fā)射包含可見光部分和紅外部分的輻射光譜。該燈還包括環(huán)繞著燈管的外罩(104)。外罩包括用于傳輸?shù)谝徊糠值目梢姽獠糠趾偷诙糠值募t外部分的反射膜(111)，其中第二部分大于第一部分。
文檔編號H01K1/34GK101044591SQ200480010796
公開日2007年9月26日 申請日期2004年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月23日
發(fā)明者M·博寧, S·謝于, J·－J·弗雷, J·馬蒂納什, P·普瓦爾松 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司