專利名稱：具有提高效率的紅外線鹵素燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的主題通常屬于紅外線(IR)鹵素燈，更特別是屬于用于增加頂鹵素燈的效率的方法和裝置。
背景技術：
雙端紅外線(IR)鹵素燈通常包括石英管、鎢絲和填充氣體，該填充氣體包括惰性氣體例如氙氣和至少一種鹵素氣體。這樣的燈需要良好限定形狀的燈泡和精確對齊的燈絲，以便獲得紅外線能量采集的最大效率。圖IA-B表示了已知的鹵素燈107。參考圖1A， 燈本體102由石英管104形成，該石英管104具有內(nèi)徑ID和外徑0D。光發(fā)射腔室106 (燈泡)利用本領域普通技術人員已知的技術而形成。腔室106具有外部涂層(未示出)。如圖IB中所示，燈絲110(該燈絲110可以是鎢絲)定位在燈本體102中，該燈絲具有位于腔室106內(nèi)的卷繞部分。柱腳(spud) llh-b在燈本體的縱向軸線上對齊燈絲110。圖IB表示了密封部分lHa-b，該密封部分lHa-b通過在將燈絲110定位在燈本體內(nèi)之后密封端部部分108a-b而形成。腔室106的外表面涂敷有多層薄膜(未示出)，該多層薄膜透射可見輻射(可見光)，并將頂輻射反射回燈絲110。這樣的薄膜在例如Cottaar的美國專利6476556中介紹。反射的頂能量由燈絲110重新吸收，以便在不降低可見輻射輸出的情況下降低使得燈107工作所需的功率，從而提高效率。重新吸收的頂能量的量非常依賴于燈絲110沿燈 107的縱向軸線的徑向?qū)R。錯過燈絲110和并不被重新吸收的反射能量最終通過端部部分lHa-b而泄露。這樣的端部損失對于將頂能量轉(zhuǎn)變成可見輻射不利。

發(fā)明內(nèi)容
使得電燈本體中的燈絲對齊的方法包括提供光透射材料的燈本體。燈本體包括在第一和第二管形端部部分中間的光發(fā)射腔室。提供具有耐熱金屬絲的燈絲組件。將燈絲組件定位在燈本體中，以使得金屬絲從光發(fā)射腔室延伸至各管形端部部分內(nèi)。使得燈本體繞它的縱向軸線旋轉(zhuǎn)。加熱和頸縮第一管形端部部分的一部分，從而根據(jù)需要使得第一管形端部部分的內(nèi)徑和外徑減小。端部部分的直徑可以充分減小，以便幫助保持燈絲沿燈本體的縱向軸線的位置。加熱和頸縮第二管形端部部分的一部分，從而根據(jù)需要使得第二管形端部部分的內(nèi)徑和外徑減小。端部部分的直徑可以充分減小，以便幫助保持燈絲沿燈本體的縱向軸線的位置?！N制造紅外線(IR)鹵素燈的方法包括提供光透射材料制成的燈本體。燈本體包括在第一和第二管形端部部分中間的光發(fā)射腔室。使得光發(fā)射腔室由頂反射涂層來涂覆。提供具有耐熱金屬絲的燈絲組件。將燈絲組件定位在燈本體中，使得金屬絲從光發(fā)射腔室延伸至各管形端部部分內(nèi)。使得燈本體繞它的縱向軸線旋轉(zhuǎn)。加熱和頸縮第一管形端部部分的一部分，從而根據(jù)需要使得第一管形端部部分的內(nèi)徑和外徑減小。端部部分的直徑可以充分減小，以便幫助保持燈絲沿燈本體的縱向軸線的位置。加熱和頸縮第二管形端部部分的一部分，從而根據(jù)需要使得第二管形端部部分的內(nèi)徑和外徑減小。端部部分的直徑可以充分減小，以便幫助保持燈絲沿燈本體的縱向軸線的位置。密封該端部部分并修整至特定長度。光發(fā)射腔室可以在端部部分密封和/或修整之前或之后進行涂覆。一種雙端紅外線(IR)鹵素燈包括燈本體和燈絲組件。該燈本體包括在密封的端部部分中間的光發(fā)射腔室。燈絲組件包括位于腔室中的中間部分，該中間部分軸向穿過各所述端部部分延伸?？拷皇业母鬏S向端部的燈本體被頸縮，以便在頸縮部分中減小燈本體的內(nèi)徑和外徑。一種雙端紅外線(IR)鹵素燈包括燈本體和定位在燈本體中的燈絲組件。燈本體包括在密封的管形端部部分中間的光發(fā)射腔室，該管形端部部分具有4mm或更小的外徑以及2mm或更小的內(nèi)徑。一種雙端紅外線(IR)鹵素燈包括燈本體和燈絲組件。該燈本體具有在密封的管形端部部分中間的光發(fā)射腔室。燈絲組件包括中間部分和一對墊圈(bead)。該中間部分定位在腔室中和軸向穿過各所述端部部分延伸。各墊圈套住在燈本體的端部部分中的相應的軸向延伸部分。


下述內(nèi)容通過附圖變得清楚，該附圖用于示例說明目的，而不需要按比例。圖IA-B表示了已知的鹵素燈。圖2A-F表示了根據(jù)一些實施例在各個處理階段中的雙端紅外線(IR)鹵素燈的部件。圖3A-E表示了根據(jù)利用柱腳的一些實施例在各個處理階段中的雙端頂鹵素燈的部件。圖4A-E表示了根據(jù)利用墊圈的一些實施例在各個處理階段中的雙端頂鹵素燈的部件。圖5是根據(jù)利用頸縮的一些實施例制造的燈的視圖。
具體實施例方式各個實施例通過降低端部損失和/或增加鹵素燈的頂反射表面積而對現(xiàn)有技術進行改進，從而增加總體燈效率。圖2A-2F表示了根據(jù)一些實施例在各個處理階段中的雙端紅外線(IR)鹵素燈的部件。圖2A表示了燈本體103，該燈本體103具有在管形端部部分109a-b(統(tǒng)稱為109) 中間(之間)的光發(fā)射腔室106。腔室106可以為球狀，且在一些實施例中，腔室106為橢圓體形或者球形。腔室106的外表面可以涂敷有涂層151，該涂層151反射頂輻射和透射可見光。涂層151可以為多層薄膜，該多層薄膜透射可見輻射(可見光)和反射頂輻射。這樣的薄膜在例如Cottaar的美國專利6476556中所述。反射的頂能量通過在腔室內(nèi)的金屬絲(后面將介紹)來重新吸收，以便在并不減少可見輻射輸出的情況下降低燈工作所需的功率。在一些實施例中，涂層151施加在腔室106的外表面上，并延伸超過頸縮部分 13^-b。涂層151可以在形成燈泡之前施加在燈本體103上。也可選擇，涂層151可以在形成燈泡之后施加在燈本體上。圖2B是具有耐熱金屬絲(燈絲)112的燈絲組件110的視圖，該耐熱金屬絲112可以是鎢制造的燈絲。金屬絲112可以在卷繞部分中卷繞成例如雙卷繞結構，并在引入線部分lHa-b(統(tǒng)稱為114)處展開，如圖2中所示。卷繞部分是燈絲組件110的中間(中心) 部分。展開的引入線部分112的各遠端附接在箔116a-b(統(tǒng)稱為116)上，該箔116a_b可以是鉬箔。燈絲組件110可以具有彎曲部分118a-b(統(tǒng)稱為118)，該彎曲部分118a_b附接在箔116的各遠端上，并形成組件的相應遠端。彎曲部分118的尺寸設置成當燈絲組件 110位于燈本體內(nèi)時與燈本體103的端部部分109的內(nèi)壁120摩擦接合，如下面在圖2C的說明中所述。各彎曲部分118的尺寸設置成在兩個或更多點處與相應端部部分109的內(nèi)壁接觸。例如，彎曲部分118a的尺寸設置成至少在點A和B處與內(nèi)壁120接觸。在一些實施例中，各彎曲部分118處于單個平面中。例如，各彎曲部分118可以是反向彎曲部分，它具有發(fā)夾形狀，如圖2B中所示，朝著中間部分112而往回彎曲。在其它實施例(未示出)中， 各彎曲部分并不處于單個平面中。燈絲組件110位于燈本體103內(nèi)，使得金屬絲112從腔室106延伸到各管形端部部分109中。因此，中間部分112(在圖2A-F的示例中，該中間部分112是卷繞部分)定位在腔室106中，并沿軸向延伸穿過各端部部分109。彎曲部分118與端部部分109的內(nèi)壁 120摩擦接合，以便在燈本體103內(nèi)沿縱向固定燈絲組件110的位置。在一些實施例中，燈本體103(具有定位在其中的燈絲組件110，如圖2C所示)“收縮成頸狀”(頸縮)，以便產(chǎn)生環(huán)狀組件130，如圖2D中所示。在一些實施例中，燈本體103通過使它繞縱向軸線132 旋轉(zhuǎn)而在所需部分處頸縮。在腔室106的軸向端部(即腔室沿縱向軸線的端部)處，一個端部部分109(例如端部部分109a)的一部分13 被加熱。被加熱部分13 使用盤(未示出)來頸縮，該盤具有與燈本體103的縱向軸線132平行的旋轉(zhuǎn)軸線，它可沿燈本體的半徑運動。盤的周邊邊緣與端部部分109a的外表面接觸，并沿端部部分的半徑朝著縱向軸線 132向內(nèi)運動，從而在所需位置處減小端部部分109a的內(nèi)徑和外徑。盤可以通過步進馬達來控制，如本領域普通技術人員已知。被加熱部分13 可以充分頸縮，以便幫助保持燈絲沿燈本體縱向軸線I32的位置。另一端部部分109b的一部分134b被加熱，且該被加熱部分134b頸縮，如上面對于頸縮部分13 所述。被加熱部分134b可以充分頸縮，以便幫助保持燈絲沿燈本體的縱向軸線132的位置。在一些實施例中，當環(huán)狀組件130仍然自旋時，一個端部部分(例如端部部分 109a)例如通過在車床(lathe)上收縮密封該端部部分而氣密密封，如本領域普通技術人員已知。另一端部部分109b可以以類似方式密封。因此，制成具有密封端部部分
的環(huán)狀燈(burner) 140，如圖2E中所示。如圖2F中所示，環(huán)狀燈140在兩端進行修整，以便產(chǎn)生被修整的燈150。被修整的燈150準備進行最后的處理(finishing)，例如用于安裝在殼體內(nèi)，如圖5中所示。
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根據(jù)一些實施例，使得端部部分頸縮將燈絲組件110定心在腔室106中，即保證金屬絲的中間部分112沿縱向軸線132定位。使得燈本體頸縮還通過使得比現(xiàn)有技術頂鹵素燈多的頂輻射反射回燈絲112而有利地增加效率。能夠具有這樣的效率增益是因為如圖2D中所示，使得燈本體頸縮將減小燈本體103在頸縮部分13^-b處的直徑，從而增加腔室106可用于頂反射的表面積。而且，使得燈本體頸縮降低了端部損失，以便進一步增加效率，因為從腔室106內(nèi)部進入管形端部部分109相應內(nèi)部的相應導管在該頸縮部分13^-b 處變窄。在一些實施例中，各端部部分109包括小于4mm的內(nèi)徑。各端部部分109的外徑可以小于5mm。在一些實施例中，端部部分109的內(nèi)徑和外徑可以分別是2mm或更小和4mm 或更小。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過由具有減小直徑(內(nèi)徑和外徑)的管形成燈本體(相對于在現(xiàn)有技術中使用的普通5mm0D管)，將通過降低端部損失和增加腔室106上的頂涂層151的表面積而增加效率。圖3A-E表示了根據(jù)一些實施例的雙端頂鹵素燈的部件在各個處理階段中的情況，這些實施例利用柱腳來幫助定位燈絲。圖3A表示了燈本體103，該燈本體103具有腔室 106和端部部分109。如圖;3B中所示，燈絲組件160包括燈絲的中間部分112，該中間部分 112可以是卷繞部分；以及柱腳15h-b(統(tǒng)稱為152)。中間部分112位于腔室106中，如圖 3C中所示，并軸向穿過各端部部分109延伸。各柱腳152具有環(huán)形形狀，它的外徑等于燈本體103的相應端部部分109的內(nèi)徑，以使得柱腳152與端部部分的內(nèi)壁120接觸。這樣，當燈絲組件160位于燈本體103內(nèi)時，柱腳152支承各端部部分109。因此，柱腳152幫助沿燈本體103的縱向軸線在腔室106中定位燈絲。根據(jù)一個實施例，柱腳152比現(xiàn)有技術的柱腳小(具有更小的環(huán)直徑)，這通過增加腔室106的頂涂層151的表面積而導致增加效率。圖4A-E表示了根據(jù)一些實施例雙端頂鹵素燈的部件在各個處理階段中的情況， 這些實施例利用墊圈(bead)來幫助定位燈絲。圖4A表示了燈本體103，該燈本體103具有腔室106和端部部分109。如圖4B中所示，燈絲組件170包括燈絲的中間部分112，該中間部分112可以是卷繞部分；以及墊圈17h-b(統(tǒng)稱為172)。中間部分112位于腔室106 中，如圖4C中所示，并軸向穿過各端部部分109延伸。墊圈可以具有任意合適形狀，例如球形或圓柱形。根據(jù)所示實施例，各墊圈172可以是玻璃狀光透射材料(例如玻璃或石英) 制成的圓柱形墊圈。各墊圈172限定了中心開口，燈絲組件的相應展開引入線部分穿過該中心開口。墊圈172的尺寸設置成與相應端部部分109的內(nèi)壁120接觸，以便幫助沿燈本體109的縱向軸線在腔室106中定位燈絲。圖5是表示根據(jù)利用頸縮的一些實施例(例如圖2F中)制造的燈的視圖。該燈 180包括在拋物線鍍鋁反射器(PA 殼體182中的修整的燈150。這樣的殼體為本領域普通技術人員已知。燈180可以為具有PAR30尺寸(即3. 75英寸直徑)的12V燈；也可以使用其它的尺寸和電壓。盡管這里表示和介紹了實施例，但是本發(fā)明并不局限于所示細節(jié)，因為本領域普通技術人員能夠在權利要求的等效物的范圍內(nèi)進行多種變化和結構改變。
權利要求
1.一種對齊電燈本體中的燈絲的方法，所述方法包括提供光透射材料制成的燈本體，所述燈本體包括位于第一管形端部部分和第二管形端部部分中間的光發(fā)射腔室；提供包括耐熱金屬絲的燈絲組件；將燈絲組件定位在燈本體中，使得耐熱金屬絲從光發(fā)射腔室延伸至各管形端部部分內(nèi)；使得燈本體繞燈本體的縱向軸線旋轉(zhuǎn)；加熱第一管形端部部分的一部分；使得第一管形端部部分的被加熱部分頸縮；加熱第二管形端部部分的一部分；以及使得第二管形端部部分的被加熱部分頸縮。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中使得第一管形端部部分的被加熱部分或第二管形端部部分的被加熱部分頸縮的步驟包括使得其旋轉(zhuǎn)軸線與燈本體的旋轉(zhuǎn)軸線平行的盤與第一管形端部部分的外表面或第二管形端部部分的外表面接觸，并使得所述盤沿第一管形端部部分的半徑或第二管形端部部分的半徑朝著燈本體的縱向軸線運動，從而在所需位置處減小第一管形端部部分的直徑或第二管形端部部分的直徑。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中光發(fā)射腔室為球狀，第一管形端部部分和第二管形端部部分在所述光發(fā)射腔室附近頸縮。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中光發(fā)射腔室為橢圓形。
5.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中光發(fā)射腔室為球形。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中燈絲組件包括耐熱金屬絲，所述耐熱金屬絲具有中心的卷繞部分和展開的引入線部分，所述引入線部分從卷繞部分的各端沿軸向延伸，其中，卷繞部分定位在燈本體的光發(fā)射腔室內(nèi)，各展開的引入線部分延伸到燈本體的第一管形端部部分和第二管形端部部分的其中一個管形端部部分中。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中第一管形端部部分和第二管形端部部分充分頸縮，以便保持沿燈本體的縱向軸線定位在第一管形端部部分和第二管形端部部分中的燈絲組件的各展開的引入線部分的位置。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中燈絲組件包括形成燈絲組件的各遠端的彎曲部分，彎曲部分的尺寸設置成與燈本體的第一管形端部部分的內(nèi)壁和第二管形端部部分的內(nèi)壁摩擦接合，從而沿縱向固定燈絲組件在燈本體內(nèi)的位置。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中彎曲部分是朝著燈絲組件的中間部分彎曲的反向彎曲部分。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中第一管形端部部分和第二管形端部部分具有 5mm或更小的外徑。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中第一管形端部部分和第二管形端部部分具有 4mm或更小的外徑。
12.一種制造紅外線(IR)鹵素燈的方法，所述方法包括提供光透射材料制成的燈本體，所述燈本體包括位于第一管形端部部分和第二管形端部部分中間的光發(fā)射腔室；將光發(fā)射腔室涂覆頂反射涂層； 提供包括耐熱金屬絲的燈絲組件；將燈絲組件定位在燈本體中，使得耐熱金屬絲從光發(fā)射腔室延伸至第一管形端部部分和第二管形端部部分的每一個內(nèi)；使得燈本體繞燈本體的縱向軸線旋轉(zhuǎn)；加熱第一管形端部部分的一部分；使得第一管形端部部分的被加熱部分頸縮；加熱第二管形端部部分的一部分；使得第二管形端部部分的被加熱部分頸縮；密封所述第一管形端部部分和第二管形端部部分；以及修整所述第一管形端部部分和第二管形端部部分至規(guī)定長度。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中密封第一管形端部部分和第二管形端部部分的步驟包括收縮密封所述第一管形端部部分和第二管形端部部分。
14.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中第一管形端部部分和第二管形端部部分具有 5mm或更小的外徑。
15.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中第一管形端部部分和第二管形端部部分具有 4mm或更小的外徑。
16.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中將光發(fā)射腔室涂覆頂反射涂層的步驟在密封第一管形端部部分和第二管形端部部分的步驟之前進行。
17.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中將光發(fā)射腔室涂覆頂反射涂層的步驟在密封第一管形端部部分和第二管形端部部分的步驟之后進行。
18.一種雙端紅外線(IR)鹵素燈，包括燈本體，所述燈本體具有位于密封的端部部分中間的光發(fā)射腔室；以及燈絲組件，所述燈絲組件具有位于所述光發(fā)射腔室中的中間部分，所述中間部分沿軸向延伸穿過所述端部部分中的每一個；其中，所述燈本體包括在所述光發(fā)射腔室的各軸向端部附近的頸縮部分。
19.根據(jù)權利要求18所述的燈，還包括位于形成所述光發(fā)射腔室的燈本體的外表面上的頂反射涂層。
20.根據(jù)權利要求19所述的燈，其中所述頂反射涂層在從所述燈本體的縱向中心延伸超過燈本體的各頸縮部分的區(qū)域中覆蓋燈本體的外表面。
21.根據(jù)權利要求18所述的燈，其中所述光發(fā)射腔室為橢圓形或者球形。
22.根據(jù)權利要求18所述的燈，其中所述端部部分包括具有5mm或更小外徑的管形部分。
23.根據(jù)權利要求22所述的燈，其中所述端部部分包括具有4mm或更小外徑的管形部分。
24.—種雙端紅外線(IR)鹵素燈，包括燈本體，所述燈本體具有位于密封的管形端部部分中間的光發(fā)射腔室，所述管形端部部分具有4mm或更小的外徑以及2mm或更小的內(nèi)徑；以及燈絲組件，所述燈絲組件定位在燈本體中。
25.根據(jù)權利要求M所述的燈，其中所述燈絲組件包括一對柱腳，所述一對柱腳具有 2mm或更小的直徑。
26.—種雙端紅外線(IR)鹵素燈，包括燈本體，所述燈本體具有位于密封的管形端部部分中間的光發(fā)射腔室；以及燈絲組件，所述燈絲組件包括耐熱金屬絲，所述耐熱金屬絲位于所述光發(fā)射腔室中并沿軸向延伸穿過各所述管形端部部分；以及一對墊圈，所述一對墊圈中的每一個都套住在所述燈本體的管形端部部分中延伸的所述耐熱金屬絲的一部分。
27.根據(jù)權利要求沈所述的燈，其中所述墊圈為圓柱形或球形。
28.根據(jù)權利要求27所述的燈，其中所述墊圈具有2mm或更小的直徑。
29.根據(jù)權利要求沈所述的燈，其中所述墊圈由玻璃或石英形成。
全文摘要
本申請公開了用于提高紅外線(IR)鹵素燈的效率的方法以及具有提高效率的IR鹵素燈。在對齊燈本體中的燈絲的方法中，使得其中具有燈絲的燈本體旋轉(zhuǎn)，且管形端部部分被加熱和頸縮，這可以幫助將燈絲定位在燈內(nèi)和減少端部損失。還公開了由玻璃管形成的IR鹵素燈，該玻璃管具有小于5mm的OD。玻璃管的減小直徑增加了用于IR能量反射的表面積，并降低了端部損失。柱腳或墊圈可以用于將燈絲定位在燈內(nèi)。
文檔編號H01K3/12GK102484039SQ201080036434
公開日2012年5月30日 申請日期2010年6月28日 優(yōu)先權日2009年6月26日
發(fā)明者A·拉穆里, F·阿爾格倫, J·舒爾茨斯 申請人:現(xiàn)代照明技術有限公司