專利名稱：一種多螺旋燈絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鎢絲燈燈絲的結(jié)構(gòu)，尤其涉及多螺旋燈絲的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
多螺旋燈絲是指繞有多道螺旋的燈絲。這類燈絲的繞制過程是這樣的首先如圖 1所示，將直徑為d的燈絲按一定的螺距&繞制在一條直徑為&的芯線上，形成螺旋直徑 為D工的一道螺旋；接著如圖1所示將一道螺旋按一定的螺距C2繞制在直徑為d2的二道芯 線上，形成螺旋直徑為02的二道螺旋，至此就繞制成雙螺旋燈絲；如果在圖1的基礎(chǔ)上再繼 續(xù)繞制，如圖2所示將二道螺旋按一定的螺距繞制在直徑為d3的三道芯線上，則可形成螺 旋直徑為D3的三道螺旋，此時(shí)的燈絲就是三道螺旋燈絲。依此類推，可以繼續(xù)繞制成更多 道的燈絲。 由于燈絲的二道螺旋比一道螺旋更柔軟，二道螺旋在高溫工況下容易因重力作用 而下垂變形，所以在現(xiàn)有技術(shù)中，為了避免因二道螺旋變形導(dǎo)致燈絲局部靠近而產(chǎn)生局部 熱點(diǎn)，都有意使得燈絲的二道螺距系數(shù)KS2大于或等于一道螺距系數(shù)KS1 ( —道螺距系數(shù)KS1 = 一道螺距(V燈絲直徑，二道螺距系數(shù)KS2 =二道螺距C2/ —道螺旋直徑D》。然而，隨著 近年來對燈絲能效要求的提高，出于盡可能將燈絲熱能聚集以轉(zhuǎn)換為光能的理念，燈絲的 一道螺距&、二道螺距C2以及一道芯線直徑d"二道芯線直徑d2都被設(shè)計(jì)得越來越小，燈絲 的芯線系數(shù)也就隨之越來越小(一道芯線系數(shù)K^ 二一道芯線直徑d乂燈絲直徑d，二道芯 線系數(shù)Kd2 =—道螺旋直徑D乂 二道芯線直徑d2，依此類推)。在這種情況下，現(xiàn)有技術(shù)仍然 習(xí)慣性地采用二道螺距系數(shù)KS2大于或等于一道螺距系數(shù)KS1的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，結(jié)果導(dǎo)致以下問 題l.不僅難以繼續(xù)提高燈絲發(fā)光效率，反而會造成發(fā)光效率損失。因?yàn)槿鐖D3所示，二道 螺旋的彎曲導(dǎo)致一道螺旋的螺距發(fā)生變化，一道螺旋的螺距在內(nèi)圈處存在最小螺距C^n。 在出于對高能效的要求而將燈絲的一道螺距系數(shù)K^二道螺距系數(shù)&2、一道芯線系數(shù)Kdl、 二道芯線系數(shù)Kd2設(shè)計(jì)得越來越小的情況下， 一道螺旋的最小螺距Clmin也必然越來越小，如 果繼續(xù)沿用二道螺距系數(shù)KS2大于或等于一道螺距系數(shù)KS1的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)， 一道螺旋的最小螺 距C^n就會變得太小以至于燈絲內(nèi)圈發(fā)光被嚴(yán)重遮擋，由此抵消了減小螺距系數(shù)以提高熱 能聚集帶來的好處，造成發(fā)光效率不升反降；2. —道螺旋的最小螺距C^n變得太小，還會造 成燈絲局部熱聚集而形成熱點(diǎn)，熱點(diǎn)溫度遠(yuǎn)高于燈絲平均溫度，致使該熱點(diǎn)部位的燈絲蒸 發(fā)速度遠(yuǎn)大于其它部位，從而造成熱點(diǎn)部位的燈絲逐漸蒸發(fā)變細(xì)而加劇發(fā)熱蒸發(fā)的惡性循 環(huán)，最終導(dǎo)致燈絲的使用壽命大大縮短；3.為了克服前述第1點(diǎn)指出的問題，以求在減小一 道螺旋的螺距系數(shù)的同時(shí)仍能繼續(xù)提高發(fā)光效率，現(xiàn)有技術(shù)采取減小燈絲直徑d的措施， 結(jié)果導(dǎo)致燈絲的壽命更短，顯然這種以損失燈絲壽命來換取高能效的技術(shù)方案是得不償失 的，這也是目前高能效燈絲的壽命普遍較短的原因之一。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能進(jìn)一步提高發(fā)光效率并且延長使用壽命的多螺旋燈絲。 本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種多螺旋燈絲，至少具有兩道螺旋結(jié)構(gòu)，特別地，燈 絲的二道螺距系數(shù)小于一道螺距系數(shù)，而且一道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距與燈絲直徑之比 不小于1. 18，亦即一道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距系數(shù)^ 1. 18。 具有上述結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的高能效燈絲，由于其一道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距系數(shù) > 1. 18，因此即使一道螺距系數(shù)K^二道螺距系數(shù)K^一道芯線系數(shù)K『二道芯線系數(shù)I^ 都設(shè)計(jì)得比低能效燈絲小，也能避免一道螺旋的內(nèi)圈發(fā)光被嚴(yán)重遮擋的情況，并能有效減 小燈絲局部熱聚集而形成熱點(diǎn)。再者，由于二道螺距系數(shù)小于一道螺距系數(shù)，所以仍能獲得 熱能聚集帶來的益處。因此本實(shí)用新型不但提高了燈絲發(fā)光效率，而且延長了使用壽命。 需要補(bǔ)充說明的是，對于高能效燈絲而言，由于其一道芯線直徑、二道芯線直徑都 會設(shè)計(jì)得較小，因此二道螺旋不再象低能效燈絲那樣柔軟，在高溫工況下仍具有較高的強(qiáng) 度，因此即使燈絲的二道螺距系數(shù)小于一道螺距系數(shù)，二道螺旋在高位工況下也不會因重 力作用而下垂變形。退一步而言，即使二道螺旋的強(qiáng)度不夠，還可以通過增加支撐點(diǎn)等技術(shù) 措施來解決二道螺旋變形的問題。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是使得燈絲的結(jié)構(gòu)更能滿足高能效的要求，并能獲得較長的使 用壽命。在目前全世界都在關(guān)注節(jié)能問題的背景下，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)尤為突出。

圖1是雙螺旋燈絲的外形結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是三螺旋燈絲的橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是雙螺旋燈絲的橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式為了清楚說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，首先對本實(shí)用新型所述的某道螺旋的"螺 旋直徑"、某道螺旋的"螺距"，以及某道螺旋"在內(nèi)圈處的最小螺距"的含義作如下說明 本實(shí)用新型所述的某道螺旋的"螺旋直徑"，是指該道螺旋最外圍的直徑。例如一 道螺旋的螺旋直徑就等于燈絲直徑的兩倍加上一道芯線直徑之和，二道螺旋的螺旋直徑就 等于一道螺旋的螺旋直徑的兩倍加上二道芯線直徑之和，三道螺旋的螺旋直徑就等于二道 螺旋的螺旋直徑的兩倍加上三道芯線直徑之和，依此類推。 本實(shí)用新型所述的某道螺旋的"螺距"，是指將該道螺旋的上道螺旋看成是一條虛 擬燈絲，虛擬燈絲的直徑就等于上道螺旋的螺旋直徑，虛擬燈絲在該道螺旋的芯線上纏繞 一周后在芯線軸向上變化的距離就是該道螺旋的螺距；對于一道螺旋而言由于不存在上道 螺旋，所以一道螺旋的螺距就是指實(shí)際的燈絲在一道芯線上纏繞一周后在芯線軸向上變化 的距離；所有螺旋的螺距都是指在繞制下道螺旋之前，該道螺旋的中心線尚處于直線狀態(tài) 下的螺距。 本實(shí)用新型所述的某道螺旋"在內(nèi)圈處的最小螺距"，是指該道螺旋的中心線因繞 制下道螺旋而發(fā)生彎曲后，該道螺旋在內(nèi)圈螺距最密集部位的螺距。 下面以圖3為例說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。圖3是雙螺旋燈絲的橫斷面結(jié)構(gòu)示 意圖，這種雙螺旋燈絲具有兩道螺旋結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于燈絲的二道螺距系數(shù)&2小于一道螺距系數(shù)KS1，也就是說二道螺距C2與一道螺旋直徑D工的比值，小于一道螺距C2與 燈絲直徑d的比值，而且一道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距與燈絲直徑之比不小于1. 18，亦即 一道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距系數(shù)^ 1. 18。 如果高能效燈絲具有上述結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，那么即使燈絲的一道螺距系數(shù)K^二道螺距 系數(shù)&2、一道芯線系數(shù)K『二道芯線系數(shù)Kd2都設(shè)計(jì)得比低能效燈絲小，也能夠避免一道螺 旋的內(nèi)圈發(fā)光被嚴(yán)重遮擋，并能有效減小燈絲局部熱聚集而形成熱點(diǎn)，從而提高了發(fā)光效 率、延長了使用壽命。 雖然一道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距系數(shù)^ 1. 18，可以避免一道螺旋的內(nèi)圈發(fā)光被 嚴(yán)重遮擋，但是該值也不是越大越好，否則會影響一道螺旋的熱能聚集。作為最佳平衡點(diǎn)， 本實(shí)用新型認(rèn)為一道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距與燈絲直徑之比最好不小于1. 2，而且不大 于1. 4，亦即1. 2《一道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距系數(shù)《1. 4。這樣不但可以避免一道螺旋 的內(nèi)圈發(fā)光被嚴(yán)重遮擋，而且可以盡可能地讓一道螺旋的熱能聚集，從而取得更高的光效。 對于三螺旋燈絲以及具有更多螺旋的燈絲，至少應(yīng)使得其一道螺旋和二道螺旋滿 足上述結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。但是作為本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方案，應(yīng)該進(jìn)一步地具有以下結(jié)構(gòu)特 點(diǎn) 以一道螺旋之外的任一螺旋作為本道螺旋，本道螺旋滿足以下關(guān)系本道螺距 系數(shù)小于上道螺距系數(shù)，而且本道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距與上道螺旋直徑之比不小于 1. 18，亦即本道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距系數(shù)^ 1. 18。所述的"本道螺旋"是指除了一道螺 旋以外的所要研究的某一道螺旋，所述的"上道"是指在繞制本道螺旋之前剛剛繞制完成的 上一道螺旋。舉例而言，對于圖2所示的三道螺旋燈絲，如果以二道螺旋作為本道螺旋，則 本道螺距系數(shù)就是指二道螺距系數(shù)KS2，上道螺距系數(shù)就是指一道螺距系數(shù)KS1，上道螺旋直 徑就是指一道螺旋直徑D工；如果以三道螺旋作為本道螺旋，則本道螺距系數(shù)就是指三道螺 距系數(shù)KS3，也就是指三道螺距與二道螺旋直徑D2的比值，上道螺距系數(shù)就是指二道螺距系 數(shù)KS2，上道螺旋直徑就是指二道螺旋直徑D2。對于具有更多道螺旋結(jié)構(gòu)的燈絲依此類推。 采用上述的最佳實(shí)施方案后，可以避免各道螺旋的內(nèi)圈發(fā)光被嚴(yán)重遮擋，并能防 止各道螺旋發(fā)生局部熱聚集，從而更進(jìn)一步地提高燈絲發(fā)光效率，也更進(jìn)一步地延長使用 壽命。 再進(jìn)一步改進(jìn)，還應(yīng)使得上述的本道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距與上道螺旋直徑之 比不小于1. 2而且不大于1. 4，亦即1. 2《本道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距系數(shù)《1. 4。這樣 不但可以避免每一道螺旋的內(nèi)圈發(fā)光被嚴(yán)重遮擋，而且可以盡可能地讓每一道螺旋的熱能 聚集，從而取得最佳光效。
權(quán)利要求一種多螺旋燈絲，至少具有兩道螺旋結(jié)構(gòu)，其特征在于燈絲的二道螺距系數(shù)小于一道螺距系數(shù)，而且一道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距與燈絲直徑之比不小于1.18，亦即一道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距系數(shù)≥1.18。
2. 如權(quán)利要求l所述的多螺旋燈絲，其特征是1. 2《一道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距系 數(shù)《1.4。
3. 如權(quán)利要求1所述的多螺旋燈絲，其特征是以一道螺旋之外的任一螺旋作為本 道螺旋，本道螺旋滿足以下關(guān)系本道螺距系數(shù)小于上道螺距系數(shù)，而且本道螺旋在內(nèi)圈 處的最小螺距與上道螺旋直徑之比不小于1. 18，亦即本道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距系數(shù)> 1. 18。
4. 如權(quán)利要求3所述的多螺旋燈絲，其特征是1. 2《本道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距系 數(shù)《1.4。
專利摘要一種多螺旋燈絲，其主要特點(diǎn)在于燈絲的二道螺距系數(shù)小于一道螺距系數(shù)，而且一道螺旋在內(nèi)圈處的最小螺距與燈絲直徑之比不小于1.18。具有上述結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的燈絲，即使一道螺距系數(shù)KS1、二道螺距系數(shù)KS2、一道芯線系數(shù)Kd1、二道芯線系數(shù)Kd2都設(shè)計(jì)得較小，也能避免一道螺旋的內(nèi)圈發(fā)光被嚴(yán)重遮擋的情況，并能有效減小燈絲局部熱聚集而形成熱點(diǎn)，同時(shí)還能獲得熱能聚集帶來的益處。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是使得燈絲的結(jié)構(gòu)更能滿足高能效的要求，并能獲得較長的使用壽命。在目前全世界都在關(guān)注節(jié)能問題的背景下，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)尤為突出。
文檔編號H01K1/14GK201498498SQ20092019343
公開日2010年6月2日 申請日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者楊范文 申請人:楊范文