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Patent Searching and Data


Title:
LIGHT SOURCE COMPRISING CLEANING MEANS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/075244
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a light source comprising a heatable filament (1) or electrode, which is located in a bulb (2) or a tube, said bulb (2) or tube having an inner surface (3) and an outer surface (4). The aim of the invention is to increase the service life of the light source. To achieve this, an agent (7) for removing contaminants and/or deposits (8) from the inner surface (3) is present in the bulb (2) or tube.

Inventors:
ARNOLD JOERG (CH)
Application Number:
PCT/DE2003/000538
Publication Date:
September 02, 2004
Filing Date:
February 20, 2003
Export Citation:
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Assignee:
IP2H AG (CH)
ARNOLD JOERG (CH)
International Classes:
H01J9/38; H01J61/24; H01J61/35; H01K1/00; H01K1/32; H01K1/52; H01K1/54; H01K3/22; H01K3/30; H01K3/32; (IPC1-7): H01K1/00
Foreign References:
FR941611A1949-01-17
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN Bd. 0051, Nr. 41 (E-073), 5. September 1981 (1981-09-05) & JP 56 076540 A (FUJITSU LTD), 24. Juni 1981 (1981-06-24)
Attorney, Agent or Firm:
ULLRICH & NAUMANN (Heidelberg, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Lichtquelle mit einem beheizbaren Filament (1) oder einer Elektrode, wobei das Filament (1) oder die Elektrode in einem Kolben (2) oder in einer Röhre ange ordnet ist und wobei der Kolben (2) oder die Röhre eine Innenfläche (3) und eine Außenfläche (4) aufweist, <BR> <BR> dadurch gekennzeichnet, dassindemKolben (2) oderinderRöhreein Mittel (7) zur Entfernung von Verunreinigungen und/oder Ablagerungen (8) von der Innenfläche (3) angeordnet ist.
2. Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (7) über die Innenfläche (3) führbar ist.
3. Lichtquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (7) einen Feststoff aufweist.
4. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (7) ein Abrasivmittel ist.
5. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (7) ein Pulver oder ein Granulat aufweist.
6. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (7) Schrot oder Späne oder Wolle aufweist.
7. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (7) ein Lösungsmittel aufweist.
8. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (7) paramagnetisch ist.
9. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenfläche (4) des Kolbens (2) oder der Röhre ein Magnet (9) zugeordnet ist.
10. Lichtquelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kolben (2) oder der Röhre eine Führung für den Magneten (9) zugeordnet ist.
11. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (7) zur zumindest teilweisen chemischen und/oder physikalischen Bindung der Verunreinigungen und/oder Ablagerungen (8) ausgebildet ist.
12. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (7) eine Beschichtung aufweist.
13. Lichtquelle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschich tung chemisch weitgehend inert ist.
14. Lichtquelle nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung temperaturfest, insbesondere hochtemperaturfest, ist.
15. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung einen niedrigen Dampfdruck aufweist.
16. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Keramik, insbesondere eine Oxidkeramik, aufweist.
17. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung ein Metall, insbesondere Tantal, aufweist.
18. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (7) und/oder die Verunreinigungen und/oder die Ablagerungen (8) in einem Lagerbereich (10) des Kolbens (2) oder der Röhre anordenbar sind oder ist.
19. Lichtquelle nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbe reich (10) ein während des Betriebs der Lichtquelle relativ kalter Bereich ist.
20. Lichtquelle nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass dem Lagerbereich (10) eine Fixiereinrichtung für das Mittel (7) und/oder die Verunreini gungen und/oder die Ablagerungen (8) zugeordnet ist.
21. Lichtquelle nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung einen Magneten oder einen Klebstoff aufweist.
Description:
"Lichtquelle" Die Erfindung betrifft eine Lichtquelle mit einem beheizbaren Filament oder einer Elektrode, wobei das Filament oder die Elektrode in einem Kolben oder in einer Röhre angeordnet ist und wobei der Kolben oder die Röhre eine Innenfläche und eine Außenfläche aufweist.

Lichtquellen der in Rede stehenden Art sind seit langem aus der Praxis bekannt und existieren in den unterschiedlichsten Ausführungsformen. Dabei sind insbesondere elektrische Glühlampen, elektrische Halogenglühlampen und elektrische Entla- dungslampen in Niederdruck-oder Hochdruckausführungen sowie elektronische Leuchtdioden bekannt. Die Lichtquellen basieren auf der Glühemission, der Stoßan- regung von Gasen oder einer Lumineszenzwirkung, beispielsweise bei Lumines- zenzröhren.

Bei beispielsweise einer als Glühlampe ausgebildeten Lichtquelle ist in einem Kol- ben ein beheizbares Filament angeordnet, das zur Lichtemission auf eine hohe Temperatur geheizt wird. Bei dieser hohen Temperatur treten häufig chemische Re- aktionsprozesse zwischen der im Kolben befindlichen Gasatmosphäre und dem Fi- lament auf. Des Weiteren ist ein Abdampfen von Filamentmaterial je nach Heiztem- peratur möglich. Diese Prozesse können plötzlich, kurzzeitig und stark auftreten, wobei im Ergebnis eine Materialablagerung an der Innenfläche des Kolbens entste- hen kann, die die Transmission des vom Filament ausgestrahlten Lichts durch den Kolben behindert oder sogar ganz verhindert. Beispielsweise können bei der Ver- wendung von Tantalkarbidfilamenten Kohlenstoffablagerungen auf der Innenfläche des Kolbens entstehen.

Die oben erwähnten Ablagerungen und Verunreinigungen an der Innenfläche des Kolbens begrenzen die gesamte Lebensdauer einer Lichtquelle, da bei entspre- chend großen Ablagerungsmengen die Transmission des erzeugten Lichts durch den Kolben so stark reduziert werden kann, dass die mittels der Lichtquelle er- zeugte Lichtmenge nicht mehr für die gewünschte Anwendung ausreicht. Letztend- lich muss die Lichtquelle dann durch eine neue Lichtquelle ersetzt werden, die die erforderliche Lichtleistung gewährleistet. Ein derartiger Austausch der Lichtquelle bringt Kosten mit sich und führt zu einer Umweltbelastung.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lichtquelle der eingangs genannten Art anzugeben, wonach die Lebensdauer der Lichtquelle mit konstruktiv einfachen Mitteln verlängerbar ist.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch eine Lichtquelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist die Lichtquelle der eingangs genannten Art derart ausgestaltet und weitergebildet, dass in dem Kolben oder in der Röhre ein Mittel zur Entfernung von Verunreinigungen und/oder Ablagerungen von der Innenfläche angeordnet ist.

In erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass es nicht zwangsläufig erfor- derlich ist, eine Lichtquelle auszutauschen und wegzuwerfen, wenn die Lichttrans- mission durch den Kolben durch Verunreinigungen und/oder Ablagerungen an der Innenfläche des Kolbens reduziert ist. Zur überraschend einfachen Lösung der vor- anstehenden Aufgabe ist in dem Kolben oder in der Röhre ein Mittel zur Entfernung von Verunreinigungen und/oder Ablagerungen von der Innenfläche angeordnet. Mit einem derartigen Mittel ist die Entfernung von Verunreinigungen und/oder Ablage- rungen von der Innenfläche von der Innenseite des Kolbens oder der Röhre aus möglich, was zur Folge hat, dass die Lichtquelle dann wieder mit verbesserter Transmission betrieben werden kann. Ein Austausch der Lichtquelle ist damit ver- mieden.

Folglich ist mit der erfindungsgemäßen Lichtquelle eine Lichtquelle angegeben, bei der die Lebensdauer mit konstruktiv einfachen Mitteln verlängert ist.

Zur Gewährleistung einer besonders sicheren Entfernung von Verunreinigungen und/oder Ablagerungen von der Innenfläche des Kolbens könnte das Mittel über die Innenfläche führbar sein. Hierdurch ist eine sichere Wechselwirkung des Mittels mit den Verunreinigungen und/oder Ablagerungen an der Innenfläche des Kolbens oder der Röhre gewährleistet.

Im Hinblick auf einen sicheren Eingriff zwischen dem Mittel und den Verunreinigun- gen und/oder Ablagerungen könnte das Mittel einen Feststoff aufweisen. Im Kon- kreten könnte das Mittel zur sicheren Entfernung der Verunreinigungen und/oder Ablagerungen ein Abrasivmittel sein.

In einer konkreten Ausgestaltung könnte das Mittel ein Pulver oder ein Granulat aufweisen. Hierdurch wäre ein besonders einfaches Mittel bereitgestellt.

Alternativ oder zusätzlich hierzu könnte das Mittel Schrot oder Späne oder Wolle aufweisen. Hierbei ist auf den jeweiligen Anwendungsfall und auf die jeweiligen durch den Kolben oder die Röhre bedingten Gegebenheiten abzustellen.

Weiterhin im Hinblick auf eine sichere Entfernung von Verunreinigungen und/oder Ablagerungen könnte das Mittel ein Lösungsmittel aufweisen. Hierbei könnte alter- nativ oder zusätzlich zu einem mechanischen Reinigungseffekt eine chemische Lö- sung der Verunreinigungen und/oder Ablagerungen erfolgen.

In besonders praktischer Weise könnte das Mittel paramagnetisch sein. Hierbei könnte das Mittel mittels eines Magneten von außerhalb des Kolbens oder der Röhre an der Innenfläche des Kolbens oder der Röhre geführt werden. Im Konkre- ten könnte hierzu der Außenfläche des Kolbens oder der Röhre ein Magnet zuge- ordnet sein.

Hinsichtlich der Bewegung des Magneten außerhalb des Kolbens oder der Röhre könnte eine quasi beliebige Bewegung des Magneten per Hand vorgenommen wer- den. Bei einer besonders komfortablen Ausgestaltung der Lichtquelle könnte dem Kolben oder der Röhre eine Führung, beispielsweise in Form von Schienen, für den Magneten zugeordnet sein. Hierbei könnte der Magnet per Hand entlang der Füh- rung geführt werden, die dann indirekt den Bereich der Innenfläche vorgibt, der ge- reinigt werden kann. Die Führung des Magneten entlang der Führung könnte auch mittels einer zusätzlichen Bewegungseinrichtung erfolgen, die den Magneten me- chanisch entlang der Führung bewegt. Im Konkreten könnte der Magnet mittels ei- nes Seils oder einer Kette geführt werden. Hierdurch ist eine zeitlich vorgebbare und quasi automatische Entfernung von Verunreinigungen und/oder Ablagerungen ermöglicht.

Bei einer weiteren Ausgestaltung könnte das Mittel zur zumindest teilweisen chemi- schen und/oder physikalischen Bindung der Verunreinigungen und/oder Ablagerun- gen ausgebildet sein. Hinsichtlich einer physikalischen Bindung der Verunreinigun- gen und/oder Ablagerungen könnte eine magnetische Wechselwirkung zwischen dem Mittel und den Verunreinigungen und/oder Ablagerungen vorgesehen sein.

Durch die Bindung der Verunreinigungen und/oder Ablagerungen ist vermieden, dass diese Verunreinigungen und/oder Ablagerungen den Lichtquellenbetrieb nach ihrer Entfernung von der Innenfläche des Kolbens oder der Röhre behindern.

Zur Vermeidung von störenden Reaktionen mit einem vorhandenen Prozessgas könnte das Mittel eine Beschichtung aufweisen. Eine derartige Beschichtung könnte in vorteilhafter Weise chemisch weitgehend inert sein, so dass Reaktionen mit ei- nem Prozessgas besonders sicher vermieden sind.

Im Hinblick auf eine dauerhafte Stabilität der Beschichtung könnte die Beschichtung temperaturfest, insbesondere hochtemperaturfest, sein. Damit ist eine Beeinträchti- gung der Beschichtung und der Funktion des Mittels auch bei hoher Betriebstempe- ratur des Filaments und entsprechend hoher Wärmeabstrahlung auf das Mittel weit- gehend vermieden.

Zur Verhinderung des Austretens von störenden Gasen aus dem Mittel könnte die Beschichtung einen niedrigen Dampfdruck aufweisen. Hierdurch ist eine dauerhafte Beschichtung gewährleistet.

Im Konkreten könnte die Beschichtung eine Keramik, insbesondere eine Oxidkera- mils, aufweisen. Hierdurch ist eine besonders sichere und einfache Beschichtung realisiert.

Alternativ oder zusätzlich könnte die Beschichtung ein Metall, insbesondere Tantal, aufweisen. Tantal weist einen niedrigen Dampfdruck auf.

Im Hinblick auf eine sichere Verwahrung des Mittels und/oder der Verunreinigungen und/oder Ablagerungen im Kolben oder in der Röhre könnte das Mittel und/oder könnten die Verunreinigungen und/oder Ablagerungen nach ihrer Entfernung in ei- nem Lagerbereich des Kolbens oder der Röhre anordenbar sein. Hierdurch ist eine Störung des Lichtquellenbetriebs durch das Mittel und/oder die Verunreinigungen und/oder die Ablagerungen vermieden. Ein derartiger Lagerbereich könnte ein wäh- rend des Betriebs der Lichtquelle relativ kalter Bereich sein. Hierdurch sind ein Ver- dampfen und/oder störende Reaktionen zwischen dem Mittel und/oder den Verun- reinigungen und/oder den Ablagerungen und einem vorhandenen Prozessgas und/oder dem Filament oder einer Elektrode weitgehend vermieden.

Im Hinblick auf eine besonders sichere Lagerung des Mittels und/oder der Verunrei- nigungen und/oder Ablagerungen könnte dem Lagerbereich eine Fixiereinrichtung für das Mittel und/oder die Verunreinigungen und/oder die Ablagerungen zugeord- net sein. Eine derartige Fixiereinrichtung könnte in besonders einfacher Weise ei- nen Magneten oder einen Klebstoff aufweisen. Hierdurch ist eine besonders sichere Lagerung des Mittels und/oder der Verunreinigungen und/oder der Ablagerungen realisiert.

Als Ablagerung könnte beispielsweise bei der Verwendung eines Tantalkarbidfila- ments Kohlenstoff in Frage kommen, der zu einer Berußung der Innenfläche des Kolbens oder der Röhre führt. Als paramagnetisches Mittel oder als paramagneti- scher Feststoff könnte Eisen dienen.

Nach dem Auftreten einer Ablagerung könnte mittels eines losen, abrasiven Fest- stoffs im Kolben oder in der Röhre eine mögliche Berußung und/oder Verunreini- gung und/oder Ablagerung entfernt werden, indem z. B. das Pulver, das Granulat, der Schrot, die Späne oder die Wolle über die berußte, verunreinigte oder mit Abla- gerungen versehene lnnenfläche des Kolbens oder der Röhre beispielsweise mittels eines außen am Kolben oder an der Röhre geführten Magneten gezogen wird. Der Feststoff reibt hierbei den Ruß und/oder die Verunreinigung und/oder die Ablage- rung ab und könnte diesen oder diese auch teilweise binden. Nach diesem Reini- gungsprozess oder Regenerationsprozess könnte der benutzte abrasive Feststoff ebenfalls mittels eines Magneten oder durch Klebstoffe im Kolben oder in der Röhre, beispielsweise in einem kalten Bereich des Kolbens oder der Röhre, fixiert werden, so dass der Feststoff den Lampenbetrieb nicht durch die Berührung mit dem Filament oder der Elektrode oder den Filamentstöcken oder elektrischen Kon- takten stört.

Sollte ein als Mittel dienendes elementares Eisen oder ein zur Anwendung kom- mender paramagnetischer Stoff störende Reaktionen mit vorhandenen Prozessga- sen verursachen, so könnte das verwendete Mittel oder die verwendeten Feststoff- teilchen beispielsweise mit einem chemisch weitgehend inerten Feststoff wie bei- spielsweise mit hochtemperaturfesten Keramikmaterialien oder Oxidkeramiken oder Metallen wie beispielsweise Tantal mit niedrigem Dampfdruck beschichtet werden.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfol- gende Erläuterung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allge- meinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtquelle und Fig. 2 in einer schematischen Seitenansicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtquelle.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtquelle. Die Lichtquelle weist ein beheizbares Fila- ment 1 auf, wobei das Filament 1 in einem Kolben 2 angeordnet ist. Der Kolben 2 weist eine Innenfläche 3 und eine Außenfläche 4 auf. Das Filament 1 ist über elekt- rische Kontakte 5 und 6 beheizbar.

Im Hinblick auf eine Verlängerung der Lebensdauer der Lichtquelle ist die Licht- quelle derart ausgestaltet, dass in dem Kolben 2 ein Mittel 7 zur Entfernung von Verunreinigungen und/oder Ablagerungen 8 von der Innenfläche 2 angeordnet ist.

Das Mittel 7 ist dabei über die Innenfläche 3 führbar. Hierzu könnte der Lampenkol- ben 2 per Hand bewegt werden, so dass das Mittel 7 mit den Ablagerungen 8 in Kontakt gelangt und diese Ablagerungen 8 von der Innenfläche 3 abreibt. Hierzu ist das Mittel 7 als Abrasivmittel ausgebildet. Das Mittel 7 weist im Konkreten ein Pul- ver oder ein Granulat auf.

Eine zweite Möglichkeit zur Entfernung der Ablagerungen 8 und/oder Verunreini- gungen besteht darin, dass das Mittel 7 paramagnetisch ist und mittels eines in Fig.

2 gezeigten Magneten 9 entlang der Innenfläche 3 führbar ist. Dabei ist es zur Ent- fernung der Verunreinigungen und/oder Ablagerungen 8 nicht erforderlich, den Kol- ben 2 zu bewegen.

Sowohl das in Fig. 1 gezeigte erste Ausführungsbeispiel als auch das in Fig. 2 ge- zeigte zweite Ausführungsbeispiel einer Lichtquelle weisen einen Lagerbereich 10 des Kolbens 2 auf, in dem das Mittel 7 und/oder die Verunreinigungen und/oder die Ablagerungen 8 anordenbar sind. Hierdurch ist eine Störung des Lichtquellebetriebs durch das in dem Kolben 2 angeordnete Mittel 7 und/oder durch die Verunreinigun- gen und/oder Ablagerungen 8 vermieden. Der Lagerbereich 10 ist dabei ein wäh- rend des Betriebs der Lichtquelle relativ kalter Bereich.

Dem Lagerbereich 10 könnte des Weiteren eine Fixiereinrichtung für das Mittel 7 und/oder die Verunreinigungen und/oder die Ablagerungen 8 zugeordnet sein. Eine derartige Fixiereinrichtung könnte einen Magneten oder einen Klebstoff aufweisen, die beide dazu dienen können, das Mittel 7 und/oder die Verunreinigungen und/oder die Ablagerungen 8 im Lagerbereich 10 zu halten.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfin- dungsgemäßen Lehre wird zur Vermeidung von Wiederholungen einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits auf die beigefügten Patentan- sprüche verwiesen.

Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, dass die zuvor rein willkürlich gewählten Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dienen, diese jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele einschränken.