专利名称：利用电光源热能增强电光源亮度的方法
技术领域：
本发明涉及一种电光源节能技术，具体地说是利用电光源热能增强电光源亮度的方法。
电光源通电时一部分电能变成可见光，一部分电能变成热在目前的现有技术中，电光源发光效率比较低。例如钨丝灯通电时只有约10％的电能变成可见光，而约90％电能变成热。由电能变成的热大部分在灯外部空间散失掉，而一部分热维持灯内部空间有较高温度，使灯丝保持较高温度。如果能减小电光源的热能散失，就能提高电光源内部空间温度和灯丝温度，从而增强电光源亮度。但是目前还没有好的方法解决在现有基础上进一步减小电光源的热能散失以增强其亮度这一问题。
本发明的目的是提供一种电光源通电发光发热时，减小电光源热能散失，并利用电光源热能，使一部分热转变成可见光，以增强电光源亮度节省电能的方法。
本发明的利用电光源热能增强电光源亮度的方法是用特种材料减小电光源通电发光发热时的热能散失，利用电光源热能提高电光源内部空间温度和灯丝温度，使电光源一部分热能转变成可见光；以目前现有的电光源为参照物，制做比参照物电阻增大，电功率减小的电光源，然后利用电光源热能增强电光源亮度；减小电光源内部空间和散热面积，用特种材料减小电光源的热传导和热辐射，用特种材料制做成真空管减小电光源的热对流，以减小电光源的热能散失；所用特种材料是隔热玻璃，选择性热滤光片玻璃，稀土材料，含有稀土的材料，稀土与其他物质的复合材料，或者其他能利用电光源热能增强电光源亮度的适用的材料。
本发明的优点是减小电光源热能散失，利用电光源热能增强其亮度，用本发明的方法制成的电光源与目前现有的电光源相比较，在照明亮度相同的情况下，能大幅度减小电能消耗，并能延长电光源使用寿命。
目前现有的电光源发光效率比较低，电光源消耗的电能很大一部分变成了热能，如钨丝灯消耗的电能90～94％变成了热能，所以利用电光源热能增强电光源亮度从而节省电能的潜力是非常大的。以钨丝灯为例对本发明的原理予以说明。设灯1是目前现有的钨丝灯，灯2、灯3是以灯1为参照物增大电阻减小电功率的钨丝灯，灯1和灯2都未采用本发明的方法，灯3采用本发明的方法。设灯1、灯2、灯3的各参数分别依次排列，电压是V1、V2、V3，电功率是W1、W2、W3，使用寿命是A1、A2、A3，钨丝长度是L1、L2、L3。钨丝横截面积是S1、S2、S3，钨丝电阻是R1、R2、R3，通电时钨丝温度并表示灯的亮度是T1、T2、T3，并且V1＝V2＝V3，S1＝S2＝S3，[L1＝L2]＞L1，[R3＝R2]＞R1，[W3＝W2]＜W1。只要T3≤T1，必有A3≥A1，即灯3的使用寿命能大于或者等于目前现有的钨丝灯1。因为V3＝V2，S3＝S2，L3＝L2，R3＝R2，W3＝W2，灯2未采用本发明的方法，灯3采用本发明的方法能减小通电时的热辐射热传导热对流导致的热能散失，必能提高钨丝3周围较小空间的温度，提高钨丝3的温度和亮度，即T3＞T2是必然的结果。这实际上就是采用本发明的方法，减小电光源热能散失并利用电光源热能使一部分热转变成可见光从而增强了电光源亮度。概括地说，用本发明的方法能达到这样的目的在W3＝W2的情况下，必有T3＞T2的结果；在W3＜W1的情况下，能有T2＝T1的结果。即灯3和灯2在电功率相同的情况下，灯3亮度必定大于灯2亮度，在灯3电功率小于灯1电功率的情况下，灯3亮度能与灯1亮度相同。灯3采用了本发明的方法，灯1和灯2都未用本发明的方法。灯3的节能效果取决于减小其热能散失的程度，取决于所用的隔热材料和方式，应在L3＞L1，R3＞R1，T3≤T1的范围内综合考虑选用适当的L3、R3、T3。
本发明的实施。实施所用的材料是隔热玻璃；能强烈地吸收热辐射同时对可见光有很好透过率的无色的选择性热滤光片玻璃；能透过光线但反射紫外线和大部分热光线的铈玻璃，有的铈玻璃是无色的无色透明耐高温稀土陶瓷；耐高温玻璃；具有良好隔热性能同时又具有良好导电性能的稀土硫化物，如硫化钕NdS。实施所用的方式1．利用含有稀土硫化物的材料，或者利用稀土硫化物与其他物质的复合材料减小电光源灯丝两端的热传导。2.利用隔热玻璃，选择性热滤光片玻璃，铈玻璃减小电光源热辐射。3.用选择性热滤光片玻璃制做成真空管用以减小热对流。4.减小电光源内部空间和散热面积。5.以1，2，3，4各方式进行不同组合构成其他实施方式。
采用以上各实施方式目的都是减小电光源热能散失，并利用电光源热能增强其亮度。不同种类的电光源应采用相应的适宜的实施方式。
以钨丝灯为例。设目前现有的钨丝灯1的钨丝1长度，横截面积，电阻，通电时的温度分别依次是L1，S1，R1，T1。以灯1为参照物取钨丝3用本发明的方法制做比灯1电阻增大，电功率减小的灯3。钨丝3长度，横截面积，电阻，通电时的温度分别依次是L3，S3，R3，T3，并且S3＝S1，L3＞L1，将钨丝3以螺旋形状或S形状绕制在耐高温无色透明细玻璃管或细玻璃棒上，然后设置在用隔热、透光、无色的选择性热滤光片玻璃制成的内部空间和散热面积尽量小的真空管内。真空管对钨丝3有热屏蔽作用。把与钨丝3相联接的金属导体断开，中间联接上一段隔热导电的含有稀土硫化钕NdS的材料，然后制做成灯3。这样制做成的灯3比灯1电阻增大，电功率减小，因能减小通电时的热辐射热传导热对流，减小热能散失，所以能利用热能增强灯3的亮度。在L3＞L1，R3＞R1，T3≤T1的范围内，综合考虑选取L3，R3，T3的适宜的数值，这样制做的灯3节省电能并能延长使用寿命。
权利要求
1.利用电光源热能增强电光源亮度的方法，其特征是用特种材料减小电光源通电发光发热时的热能散失，利用电光源热能提高电光源内部空间温度和灯丝温度，使电光源一部分热能转变成可见光。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是以目前现有的电光源为参照物，制做比参照物电阻增大，电功率减小的电光源，然后利用电光源热能增强电光源亮度。
3.根据权利要求1，2所述的方法，其特征是减小电光源内部空间和散热面积，用特种材料减小电光源的热传导和热辐射，用特种材料制做成真空管减小电光源的热对流，以减小电光源热能散失。
4.根据权利要求1，3所述的方法，其特征是所用特种材料是隔热玻璃，选择性热滤光片玻璃，稀土材料，含有稀土的材料，稀土与其他物质的复合材料，或者其他能利用电光源热能增强电光源亮度的适用的材料。
全文摘要
本发明是一种利用电光源热能增强电光源亮度的方法。以目前现有的电光源为参照物制做电阻增大电功率减小的电光源。利用隔热且导电的稀土材料和能强烈吸收热辐射同时对可见光有很好透过率的无色选择性热滤光片玻璃等特种材料,减小电光源通电时的热辐射热传导热对流,减小电光源热能散失。利用电光源热能提高其内部空间温度和灯丝温度,使一部分热能转变成可见光以增强电光源亮度。这种新型电光源节省电能并能延长使用寿命。
文档编号H01J9/02GK1195181SQ98110140
公开日1998年10月7日 申请日期1998年4月7日 优先权日1998年4月7日
发明者王栋, 王新铮 申请人:王新铮