專利名稱：白熾燈增效延壽技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及白熾燈燈絲構(gòu)造及白熾燈供電方式的綜合增效延壽技術(shù)。
本發(fā)明依據(jù)的技術(shù)原理是(1)熱輻射體的能量發(fā)光度與其絕對溫度的4次方成正比。對應(yīng)絕對黑體能量發(fā)光度最大光譜密度的波長反比于絕對溫度。絕對黑體能量發(fā)光度的光譜密度呈現(xiàn)單峰形分布狀態(tài)。因此，提高熱輻射體的溫度即可提高熱光轉(zhuǎn)換效率。
(2)熱輻射體在較高溫度下才可輻射可見光，在高溫狀態(tài)下熱輻射體蒸發(fā)量與其絕對溫度的高次方成正比。間斷加熱可以減少熱輻射體的蒸發(fā)時間，從而降低了每個間斷周期內(nèi)的平均蒸發(fā)量。
(3)由于人眼對光的暫留視覺特性，對于頻率等于和大于50周/秒的間斷光亮在視覺上是連續(xù)的。
本發(fā)明的目的是
提高白熾燈電_熱_光轉(zhuǎn)換效率，或延長白熾燈使用壽命，或兼顧效率和壽命使兩者均有一定程度的提高。
本發(fā)明的內(nèi)容是(1)對白熾燈實行間斷供電，由此造成的發(fā)光間斷頻率等于或大于50周/秒。綜合考慮通斷電周期、通斷電時間比、工作電壓和額定功率，適當(dāng)選擇燈絲長度、直徑等幾何尺寸及其電阻值，使燈絲在通斷周期內(nèi)的平均功率等于額定功率，并且在通電瞬間的溫度不低于規(guī)定的熱電轉(zhuǎn)換效率所要求的溫度值，使燈絲平均蒸發(fā)量不高于規(guī)定的使用壽命所要求的量值。
(2)此類白熾燈可分為單組燈絲和多組燈絲兩種形式。單組燈絲型白熾燈需在燈內(nèi)電極接線中或在供電電路中串入電子自動開關(guān)，按規(guī)定的頻率和通斷時間比工作。最簡單的實現(xiàn)辦法是，串入半導(dǎo)體二極管實行半波供電，根據(jù)半波供電情況確定燈絲阻值及幾何尺寸。多組燈絲型白熾燈需加電子開關(guān)對各組燈絲按順序分時供電，每組燈絲通斷電時間占通斷周期的最大比例是燈絲組數(shù)的倒數(shù)，通斷電頻率可低于50周/秒，但是各燈絲順序通電的轉(zhuǎn)換頻率必須等于或大于50周/秒，從而保證照明無閃爍感。在采用市電的情況下，多組燈絲型白熾燈最簡單的實現(xiàn)辦法是采用兩組燈絲，各串入半導(dǎo)體二極管，分別工作在交流電正負(fù)半周的時間。燈絲按半周工作情況，根據(jù)功耗、效率、壽命規(guī)定選擇燈絲幾何尺寸及阻值。
現(xiàn)在一些照明裝置也采用了接入半導(dǎo)體二極管實行市電半波供電，或以電子開關(guān)電路實行脈沖式間斷供電的方法。其作用是調(diào)光，而不是為了提高發(fā)光效率和在保持照明效果的前提下增長使用壽命。由于這種辦法沒有與白熾燈燈絲的改變結(jié)合起來，因而不僅不能真正起到節(jié)能的作用，反而降低了電能利用率。例如，對現(xiàn)有白熾燈實行半波供電，雖然減少了消耗的電功率，但照明度也下降了，不僅每單位照度所需要的電能并沒有下降，而且由于燈絲溫度的降低，降低了電_熱_光轉(zhuǎn)換效率，比起直接用低瓦數(shù)白熾燈來說，無疑是一種能源的浪費(fèi)。從壽命的角度說，現(xiàn)有簡單的半波或脈沖供電的辦法不能做到在保持原有功能(即保持原照明效果)的情況下延長使用壽命，而且同樣降低了電_熱_光轉(zhuǎn)換效率，因此意義不大。
本發(fā)明與上述單純的間斷供電方式表面相似而實質(zhì)不同。上述方式燈絲工作溫度低于連續(xù)供電要求的溫度，而本發(fā)明的燈絲工作溫度等于或高于連續(xù)供電要求的溫度，因此可以通過提高發(fā)光效率真正實現(xiàn)節(jié)能，在保證了照明效果的前提下延長了使用壽命，而且還具有其它一些優(yōu)點，如色溫高，比普通白熾燈亮度高，光譜更近日光，比一般日光燈照明的色還原性能好。多組燈絲型白熾燈的各組燈絲的使用壽命一般都有差別，某組燈絲燒壞后，不會立即停止全部照明。根據(jù)本技術(shù)制造的白熾燈在一定功率的情況下可以較明顯提高亮度和照度，可以成倍地增加使用壽命。
本發(fā)明的實現(xiàn)方法可以有許多種，一是燈絲組數(shù)可以是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12;二是對燈絲間斷供電方式可以采用交流電正負(fù)半周導(dǎo)通方式，亦可采用電子電路實行脈沖供電，也可兩種方式都采用，通斷電時間比可根據(jù)增效延壽的不同要求確定;三是間斷供電電路元件可安裝在白熾燈內(nèi)部，也可作為獨立部件安裝在白熾燈與電源之間。以下提供一種簡易有效的方案雙燈絲型高效節(jié)能白熾燈燈泡內(nèi)裝A、B兩組燈絲，每組燈絲各工作在市電正負(fù)半周，通電加熱時間約占電源周期的1/4左右，即5毫秒左右，而斷電時間為3/4周期，約15毫秒左右。燈絲幾何尺寸與電阻值要根據(jù)這種供電情況確定。

圖1中T時間是單組燈絲通斷電周期，t(A)是A燈絲導(dǎo)通時間，t(B)是B燈絲導(dǎo)通時間，燈絲幾何尺寸及電阻值按1/4左右導(dǎo)通時間、額定功率和規(guī)定的光_熱_電轉(zhuǎn)換效率及使用壽命設(shè)計。圖2是高效節(jié)能燈供電電路，A、B各表示A、B燈絲，D(A)、D(B)是A、B燈絲通路中串接的半導(dǎo)體二極管，Q是雙向可控硅(可控硅觸發(fā)電路略)，燈泡有三個引出線，電路元件安裝在燈頭內(nèi)，燈頭的接點要與燈泡引出線配套。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明是提高白熾燈發(fā)光效率和使用壽命的一種技術(shù)，其特征是在保證照明對視覺的連續(xù)性的前提下，以間斷供電方式使燈絲在通電瞬間的溫度等于或高于同額定功率的現(xiàn)有白熾燈的工作溫度，利用斷電期間降溫以減少燈絲蒸發(fā)量，使平均蒸發(fā)量等于或低于同額定功率的現(xiàn)有白熾燈。
2.根據(jù)專利1所述技術(shù)適用于用熱輻射發(fā)光原理的白熾燈電燈，包括真空鎢絲燈、充氣鎢絲燈、囟素鎢絲燈。
3.根據(jù)專利1、2所述技術(shù)制作的白熾燈可有1或2，或3，或4，或5，或6，或7，或8，或9，或10，或11，或12組燈絲。
4.根據(jù)專利1、2、3所述技術(shù)制作的白熾燈，其燈絲電阻值等于或小于同額定功率的現(xiàn)有白熾燈。燈絲直徑等于或大于同額定功率現(xiàn)有白熾燈。燈絲長度等于或小于同額定功率的現(xiàn)有白熾燈。
5.根據(jù)專利1、2所述技術(shù)，在白熾燈燈絲與電源之間接入可實現(xiàn)間斷供電的電子開關(guān)。電子開關(guān)可以是脈沖發(fā)生器，通斷時間比可以是固定的，也可做成可調(diào)式的。當(dāng)電源為交流電時，可在各燈絲回路中串接半導(dǎo)體二極管，使其工作在交流電正或負(fù)半周。上述兩種間斷供電實現(xiàn)辦法可同時采用。當(dāng)采用多燈絲方案時，電子開關(guān)還要具有使各燈絲分時導(dǎo)通的功能。電子開關(guān)要保證白熾燈總體發(fā)光間斷頻率在50周/秒以上。電子開關(guān)可部分或全部安裝在燈泡內(nèi)，或燈泡外。
全文摘要
本發(fā)明是一種提高白熾燈發(fā)光效率和使用壽命的技術(shù)。白熾燈可以是真空鎢絲燈、充氣鎢絲燈和鹵素鎢絲燈。白熾燈燈絲可以是單組或多組。在整個白熾燈發(fā)光間斷頻率不低于50周／秒的條件下，對白熾燈各燈絲實行間斷式供電。適當(dāng)選擇燈絲的電阻值及幾何尺寸，并適當(dāng)選擇通斷電周期及通斷電時間比，就可以達(dá)到在不減少使用壽命的情況下較明顯提高發(fā)光效率，在不降低發(fā)光效率的情況下成倍增加使用壽命，或兼顧發(fā)光效率和使用壽命，使兩者都有所提高。
文檔編號H01K1/02GK1065371SQ91101729
公開日1992年10月14日 申請日期1991年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月25日
發(fā)明者王飛欣 申請人:王飛欣