JPS601751A - 高効率管形加熱ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は暖房用輻射ヒータとしての加熱ランプ、工業用
加熱ランプ、昼光色を有するスタジオ用ランプとなるよ
うに赤外および可視光スペクトルの選ばれた部分を発光
するランプ、ならびに種々の用途用に実質的に赤外線の
みを発光するランプとして特に有用な高効率管形タング
ステンフィラメント・ランプに関する。

発　明　の　背　景 寒い季節でも家庭や事務所の暖房温度を低める傾向は、
燃料費および暖房費の高とうによりもたらされた傾向で
あるが、これが原因で輻射電気ヒータの人気が復活して
いる。輻射加熱では、赤外線の形態の熱が輻射源から加
熱対象、例えば人に直接伝搬し、中間に介在する空気に
ほとんど失なわれることがない。輻射ヒータから放射さ
れた熱輻射線が人の皮唐にあたると、衝突した熱輻射線
の一部が皮膚を透過し人体の神経末端および細い血管と
直接相互作用して、人に暖だかさの感覚を生起する。輻
射ランプや加熱ランプのような熱源の加熱効率は、皮豹
を透過する輻射線の量を、熱源またはランプから放出さ
れる全輻射線量で割った比によってめることができる。

輻射ヒータから放出される輻射線を選択的に輻射スペク
トルの所望部分に選んで、人体に入射した時に輻射線の
効果をほず完全に利用できるようにするのが望ましい。

輻射スペクトルのこのような所望部分は波長的１．２〜
１．７ミクロンである。

さらに、住宅用輻射ヒーターは代表的には室内、例えば
テレビのあるリビングルーム内に設置され、このような
場合、輻射ヒータから放出される輻射スペクトルの内の
可視部分が快適なテレビ観賞を妨だげろ。しかも、輻射
ヒータから放出される可視輻射線は人を暖ためる実用目
的には何ら役立たない。したがって輻射ヒータから放出
される輻射線スペクトルの内の可視部分を大幅に減らす
のが望ましい。

人を暖ためるために輻射熱を発生するほかに、加熱ラン
プは色々な工業目的にかなう種々の硬化作用を与える。

例えば、透明プラスチックを硬化もしくは乾燥して、透
明プラスチックを比較的短時間で固化させるための加熱
ヒータは、包装工業にとって非常に重要である。

工業目的での実施が望まれる硬化作用は、部分７− 的に、硬化すべき媒体、例えばプラスチックの特性に依
存する。例えば、ある種の媒体は輻射線スペクトルの特
定部分にさらされたとき一層迅速に硬化するが、別種の
媒体は輻射線スペクトルの仙の部分にさらされたとき一
層迅速に硬化する。加熱ランプの輻射線を選択的に種々
広範囲な工業プロセスに適合させる手段を有する加熱ラ
ンプを提供して、各工業プロセスを高効率で行うどとが
工業的に望ましい。

種々の工業プロセスおよび輻射ヒータに対する上記のよ
うな要求のほかに、輻射源を有するランプを、効率よい
加熱や硬化を必要としない他の種々の分野にも選択的に
適合させることが望ましい。

例えば、ステージやスタジオ照明の業界にとっては、相
関色温度５５００°にの範囲の昼光色を持つランプを得
ることが非常に重要である。さらにまた、エネルギーコ
ストの上昇により、このような昼光色を効率よく得るこ
とが重要である。ステージおよびスタジオ業界の要求に
適合する手段をもったランプを得ることが望ましい。

８− さらに、上述した暖房、工業的プロセスおよびステージ
・スタジオ業界での多数の要求に加えて、種々のタイプ
の輻射熱および光スペクトルの選ばれた部分を必要とす
る他の種々の事項が考えられる。例えば、はとんどすべ
ての赤外線を放出する一方、光源から放出される可視輻
射線を著しく減少させる赤外写真用輻射源を得るのも望
ましいことである。

従って、本発明の目的は、（１）スペクトルの選ばれた
部分について従来得られたのより効率の高い新規な改良
された電気式輻射熱源またはランプ、特に暖房用輻射ヒ
ータとして一層有効なランプを提供すること、（２）種
々の工業プロセスに望まれる種々の硬化作用に適合する
手段を有する輻射熱源を提供すること、そして（３）種
々のスタジオ、ステージその他の用途のために光源によ
って放出することが望まれる赤外および可視輻射スペク
トルの部分を選択する手段を有する光源を提供すること
にある。

本発明のこれらの目的および他の目的は、以下の本発明
の説明を考慮すれば明らかになるであろう。

発　明　の　概　要 本発明は高効率輻射源に関し、この輻射源はそれから放
出される輻射スペクトルの所望部分を選択する手段を有
し、これにより輻射源を種々のモードの人体加熱、工業
的処理、硬化および他の種々の商業的要求に選択的に適
合させる。

本発明の１実施例においては、ランプは輻射スペクトル
の所望部分を透過して選ばれた媒体に照射する一方、輻
射スペクトルの不要部分の透過を阻止する。このランプ
は、輻射線透過性外被と、輻射スペクトルの可視および
赤外部分両方に入る波長を有する輻射線を放出するタン
グステンフィラメントよりなる輻射源とを具える。輻射
源が輻射線透過性外被内に収容されている。ランプはさ
らに、輻射線透過性外被の外面に反射膜を有する。

反射膜は９５０℃以下の範囲の温度で作動可能である。

反射膜はランプを透過すべき輻射線をろ波する。反射膜
は高屈折率および低屈折率の耐火材料の複数層から形成
され、ランプを透過すべき輻射線の部分が得られるよう
に帯域通過特性および帯域阻止特性両方を確立するのに
有効である。帯域通過および帯域阻止特性は、ランプを
透過すべき輻射線を照射すべき媒体に合わせるように選
択される。

ｌ−訓Ｌ」±−λ−」［ 本発明を一層よく理解できるように、以下に本発明を図
面を参照しながら説明する。

第１図に、輻射スペクトルの赤外部分を選択的に放出す
る加熱ランプ１０を、本発明の１実施例として示す。こ
の加熱ランプは輻射線透過性外被１１を具える。外被１
１は細長い管形であってよく、透明な溶融石英、半透明
な溶融石英または石英状ガラス、例えばＣｏｒｎｉｎｏ
　Ｇｌａｓｓ　Ｗｏｒｋｓ　ｏｆ　Ｃｏｒｎｉｎｇ（米
国ニューヨーク州所在）から入手でき商品名ｙ　ｙｃｏ
ｒとして知られた石英含量的９６％の材料で作ることが
できる。石英材料を管形外被１１に用いたが、本発明は
実際上ガラスの管形外被にも等しく適用できる。さらに
、第１図では管形外被１１１１− をダブルエンド型のものとして示したが、本発明の実施
にあたってはシングルエンド型の管形外被にも適用でき
る。

第１図に示すダブルエンド型の外被１１は代表的には、
外径的７．９〜９．５ｍｍ　（０，３１２５〜０．３７
５インチ）および壁厚的１．０ｍｍ　（０，０４インチ
）を有する。外被１１の各端部は圧着部分１２を有し、
この部分に導入線導体１３が密封されている。導入線導
体１３は薄い中間箔部分１４により別の導入線導体１５
に接続されており、、箔部分１４も圧着部分１２に気密
封じされて埋設されている。箔部分１４をモリブデンの
別部品とし、導入線導体１３および１５それぞれの一端
に溶接する。あるいはまた、箔部分１４は、導入線導体
１３および１５も含む１本の長いモリブデン・ワイヤの
一体部分でもよい。一体の箔部分１４は、１本の長いモ
リブデン・ワイヤの中間部分を長さ方向に圧延し、プレ
スすることにより形成することができる。さらに、ガラ
スの管形外被１１の場合、導入線導体１３および１５を
箔部分１４をもたない１本の棒形部材として、管形外被
１１に真直ぐ直１２− 通させることができる。

外被１１内には、タングステン・ワイヤの多重ら族コイ
ル形フィラメント１７が軸線方向に延在する。

フィラメント１７を第２図にもつとわかりやすく例示し
ており、フィラメント１７は互いに平行に巻回された２
つ以上のワイヤ・コイル１７ａ　、　１７ｂよりなる多
重コイルとして示しである。コイル１７ａおよび１７ｂ
はそれぞれタングステンで形成され、同じワイヤ直径と
コイル寸法を有する。コイル１７ａおよび１７ｂを両端
で、導入線導体１５それぞれに任意適当な方法で、例え
ば当業界でよく知られたスパツデイング（５ｐｕｄｄ　
ｉ　ｎｇ）技術によって、電気的および機械的に接続す
る。フィラメント１７は複数の適当な支持部材１８によ
り外被内でその軸線上に支持される。支持部材１８は米
国特許第３１６８６７０号に開示されているようなタン
グステンら族ワイヤ支持体とするのが好ましい。

フィラメント１７を外被１１の両端に位置する導入線導
体１３間で十分な物理的張力がか）るように保持して、
フィラメント１７が熱；８服を受Ｃプたとき、例えば電
流通電によりフィラメント１７がその動作渇痕まで加熱
されたときに生じる熱膨張を受けたときに、フィラメン
トが垂れ下るのを防止する。

一般に、フィラメント１７は、（１）ワイヤ直径Ｄ（ミ
ル）、（２）有効発光ワイヤ長Ｌ（ｍｍ＞、（３）百分
率ピッチ（４）百分率マンドレルのような種々のパラメ
ータを有する。百分率ピッチは次式で与えられる。

百分率ピッチ＝Ｚ／Ｄ：１００　（１）ここでＺはフィ
ラメント１７の隣接ターン間の距離、Ｄはフィラメント
１７のワイヤの直径である。

百分率マンドレルは次式で与えられる。

百分率マンドレル−Ｍ／Ｄ：１００　（２＞ここでＭは
フィラメント１７をコイル巻きするためのマンドレル直
径、Ｄはフィラメント１７のワイヤの直径である。

フィラメント１７の直径りは約１．５〜１５ミルの範囲
にあるのがよい。フィラメント１７の有効長りは約１０
００〜５０００ｍｍの範囲にあるのがよい。フィラメン
ト１７の百分率ピッチが約１２０〜２５０％の範囲にあ
るのがよい。百分率アンドレルが約２５０〜６５０％の
範囲にあるのがよい。

フィラメント１７はＪｔｃおよびρＣのパラメータも有
する。ここでＪｔｃはフィラメント１７の単位ワイヤ表
面積当りの全入力電力であり、ρＣは所定の輻射効率で
のフィラメント１７のタングステンコイルの抵抗率で、
Ω−１で表わされる。

Ｊｔｃは次式で表わされる。

Ｊｔｃ−（３） πＤＬ ここで（１）Ｗはフィラメント１１に加えられた全入力
電力（ワット）、（２）ＤおよびＬは前述した通りであ
る。

式（３）の関係は次のように表わすことができる。

ＰｒＣ＋ＰＡ’Ｃ Ｊ　ｔ　ｃ　＝　−＜４　＞ πＤＬ ここでｐｒｅはフィラメント１７により放射される全１
５− 電力、ＰｐＣは全フィラメンＩ−電力損失である。

固有抵抗ρＣは次のように表わされる。

（Ｖ／Ｉ）πＤ２ ρｃ＝　□　（５） Ｌ ここで（１）■は印加電圧、（２）Ｉは供給電流である
。

ｆｆｙＪｔｃおよびρＣは、本発明の種々の実施例につ
いて、広い範囲のフィラメント動作温度にわたって実験
的にめた。パラメータＪｔｃおよびρＣを所定用途の特
定の膜２０の設計および所望の効率に対して選択して、
フィラメント設計を特定化し限定する。従って量Ｊｔｃ
およびρＣは（１）膜２Ｏ７ｉＱ計、（２）フィラメン
ト形状、（３）充填ガスの種類、（４）充填ガス圧力お
よび（５）ランプ・システムの電力損失の関数である。

フィラメント１７を第１図の外被１１内に収納する。

外被１１は適当な不活性ガス、例えばアルゴンを充填ガ
スとして、代表的には室温で測定して約１０〜約３００
．Ｏｌ−ルの範ｌｌｌ１の圧力で含有づる。ランプは少
１６− 量のハロゲン化物、例えば臭化物も含有し、その機能は
、外被の壁への黒化を起こすタングステンの堆積を除去
し、それをフィラメント上に再堆積する再生サイクルを
確立することである。充填ガスをアルゴンとし、ハロゲ
ン化物質群のうち臭化物添加剤、対えば組成ＣＨ３Ｂ　
ｒを０．０１〜０．５％の範囲で含有させるのが好まし
い。

第１図では、本発明の外被１１が、ランプの外縁に破線
で示される膜２０を有するものとして示しである。膜２
０は本発明にとって非常に重要なものであって、外被１
１の外面を被覆する。前に説明したように、加熱ランプ
１０のようなランプはランプを種々の業種の種々の要求
に適合させる手段をもつことが望ましく、例えば（１）
対人加熱のような住宅用の輻射ヒータ、（２）硬化のよ
うな工業的処理用の加熱ランプおよび（３）輻射スペク
トルの所望部分を透過し、そして所望に応じて輻射スペ
クトルの選ばれた部分の透過を減少させるランプとなる
ようにするのが望ましい。本発明による、ランプを適合
させる手段は、部分的には膜２０によって与えられる。

膜２０は種々の用途に適合可能となるように種々の組成
物で構成する。フィラメント１７の動作温度とともに膜
２０のパラメータを選択することにより、加熱ランプを
用いる多数の業種の要求を満たすように選択的に適合さ
せたランプ１０が得られる。

一般に、膜２０はランプ１０により放出される輻射性に
対するフィルタとして作用して、ランプ１０を透過する
輻射線を種々の業種の種々の要求に適合させる。さらに
、膜２０はランプ１０が使用するワット数を減少させる
手段として作用する。使用ワット数の減少を達成するに
は、輻射スペクトルのうちランプから外方へ透過させる
のが望ましくない部分をフィラメント１７に向けて逆に
反射して、フィラメント１７の動作温度を有利に上昇さ
せ、これにより今度は所望のフィラメント温度を得るの
に必要な供給電力の量を減少させる。

膜２０は高屈折率および低屈折率の耐火層で構成され、
これらの層は後述する通りにランプから放出される輻射
線に対して「帯域通過」および「帯域阻止」特性を調節
するように配置される。種々の用途に適した種々の組成
を有する膜２０は、所望に応じて、タングステンフィラ
メントにより放出される輻射スペクトルの選ばれた部分
を逆にフィラメントに向けて反射する機能と、ランプを
透過する可視スペクトルの選ばれた部分を増強する機能
の両方を行うことができる。

膜２０は約９５０℃以下の範囲の高い動作温度をもつ。

膜２０は、米国特許第４２２９０６６号に開示されたよ
うな反射型とすることができる。上記米国特許には五酸
化タンタルＴａ　２０ｓおよび溶融シリカＳｉ　ｏ２の
反射膜が記載されている。

膜２０は、五酸化タンタルＴａｚＯｓ材料の層と二酸化
珪素ＳＬ　０２材料の層とを交互に積層した構成とする
ことができる。米国特許第４２２９０６６号に記載され
ているように、五酸化タンタルＴａ２０５は屈折率が２
．０程度の高屈折率物質であり、二酸化珪素５ＬＯ２は
屈折率１．４５程度の低屈折率物質である。一般に、高
屈折率材料とは約１．７より大きい屈折率を有する材料
を意味し、他方低屈折率材１９− 料とは約１．７より小さい屈折率を有する材料を意味す
る。

膜２０は第１、第２および第３スタツク構成とすること
ができ、各スタックを高屈折率および低屈折率材料の種
々の厚さの囮で形成する。膜２０のスタック構成は、第
１、第２そして次に第３スタツクを設け、この積和順序
を９回繰返して合計２７層を形成することが出来る。膜
２０の順次の積層構成は本発明の種々の実施態様に従っ
て選択される。

輻射ヒータ、例えば暖房用ヒータに関する本発明の１実
施例においては、膜２０が複数材料、例えば五酸化タン
タルＴａ　２０ｓと二酸化珪素ＳＬ　０２で構成された
多層膜として形成される。この実施例では、膜２０は第
２図のタングステンフィラメント１７により放出される
輻射スペクトルの可視輻射線の大部分を反射する一方、
赤外線の大部分を透過する。輻射ヒータに関する本発明
の実施例を一層よく理解できるように、まず本発明の利
点をもたない第３図の特性を有する輻射ヒータに言及し
、次にこのような輻射ヒータを本発明による第４図２０
− の特性を有する輻射ヒータと比較する。

第３図に、本発明の膜をもたない輻射ヒータの分光パワ
ー分布を輻射スペクトルの特定波長に対して描いた曲線
２２を示す。第３図の縦軸は分光パワー分布をワット／
波長の単位で示し、他方第３図の横軸は輻射スペクトル
の波長をミクロン゛の単位で示す。第３図の曲線２２は
ランプの外側で測定した透過パワー分布を示す。第３図
の輻射ヒータはタングステンフィラメントの温度が約２
７００°にである。

第３図で注意すべきこととして、曲線２２は（１）滑ら
かにゆっくり上昇する初期部分、（２）波長的１．０ミ
クロンに対応するピーク部分および（３）滑らかにゆっ
くり下降する末期部分を有する比較的滑らかな形の曲線
である。第４図を参照することにより本発明の利点が一
層十分に理解できるはずである。

第４図はその横軸および縦軸に関しては第３図と同じで
ある。しかし、第４図に示す曲線２３は第３図の曲線２
２とはまったく相違している。第４図に示すフィラメン
ト動作温度が３０００°にである輻射ヒータの分光パワ
ー分布曲線２４は、（１）変動の激しいスパイク状の初
期部分、（２）波長的１．２ミクロンに対応するピーク
部分、および（３）急激に下降する末期部分を有する。

第４図の曲線２４は、本発明の輻射ヒータが（１）第４
図に示す（ａ）約０．３５〜約１．２ミクロンおよび（
ｂ）約１．７〜約２．６ミクロンの範囲に阻止帯域を有
し、そして（２）第４図に示す約１．２〜約１．７ミク
ロンの範囲に通過帯域を有する。第４図の曲線２４は、
本発明による膜が０．３５〜１．２ミクロンの阻止帯域
内の波長を有する可視輻射線の大部分をフィラメントに
向りて反射して戻し、一方約１．２〜１．７ミクロンの
範囲の波長を有する通過帯域内の赤外輻射線の大部分を
透過することを示している。阻止帯域は膜２０に特有な
高反射性領域である。膜２０で反射されない可視輻射線
の部分は膜２０を透過するかまたは膜２０に吸収される
。

第４図の特性を有する輻射ヒータと第３図の特性を有す
る輻射ヒータとを、コンピュータ・モデルリング技術で
シミュレーションした。第４図の輻射ヒータ用のコンピ
ュータ・モデルは前述した順次積層した三重のスタック
を持つ膜２０を特定した。即ち、（１）第１スタツクが
厚さ８３ナノメータの五酸化タンタル（Ｔａ　２０ｓ　
）層および厚さ１５５ナノメータの二酸化珪素（ＳＬＯ
ｌり層を有し、（２）第２スタツクが厚さ３７２ナノメ
ータの五酸化タンタル（Ｔａ　２０ｓ　）層および厚さ
１４２ナノメータの二酸化珪素（ＳＬ　ａｔ　）層を有
し、（３）第３スタツクが厚さ３６６ナノメータの五酸
化タンタル（Ｔａ２０ｓ）層および厚さ２４５ナノメー
タの二酸化珪素（ＳＬ　０２　）層を有した。膜２０を
もつ輻射ヒータとして実現した本発明の実施例の利点を
、膜２０をもたない輻射ヒータと比較して第１表に示す
。

２３− 第１表 第１表で注意すべきこととしては、本発明の実施によっ
て、フィラメントの動作温度が膜２０をもたない輻射ヒ
ータの２７００’　Ｋから、膜２０をもつ輻射ヒータの
３０００°Ｋに上昇する。フィラメントの温度２７００
’　Ｋは、膜のない場合のタングステンフィラメントの
最適動作温度であって、１．２〜１．７ミクロンの所望
波長帯域内に最大量の輻射線を生じる。他方、膜２０が
ある場合、タングステンフィラメントの温度３０００°
には、１．２〜１．７ミクロンの所望波長帯域に最大量
の輻射線を生じるのに最適な動作温度である。さらに、
第１表で注意すべきこととして、両輻射ヒータが実質的
に同じ全型２５− ２４− 力持性をもつ。本発明では、フィラメントの全電力特性
を維持しながらフィラメントの動作温度を高めることに
より、本発明の輻射ヒータの寿命が幾分か短くなると考
えられる。周知のように、ランプの寿命とフィラメント
温度とは、フィラメント温度が上昇するとランプ寿命が
短くなり、フィラメント温度が低下するとランプ寿命が
長くなるという意味で相関している。所望に応じて、フ
ィラメントの動作温度、従ってそれに基づくランプ寿命
を一定に維持することができる。こうすると、改良装置
の効率が、最適のフィラメント温度を選択したときに実
現される効率より若干小さくなる。

第１表に示した１、２〜１．７ミクロンの所望スペクト
ル内の輻射線の割合というパラメータは、第３図および
第４図の輻射線スペクトルに関係し、本発明にとって非
常に重要であり、膜２０なしの輻射ヒータについては暖
房用加熱に有効な電力２４７．３Ｗに対応する量２３．
０８％として示されており、他方膜２０を有する輻射ヒ
ータは暖房用加熱に有効な電力３２１．８Ｗに対応する
ｆｆ１３０．０２％を示している。

膜２０を有する輻射ヒータの量３０．０２％は、膜２０
をもたない輻射ヒータに対して約３０％の増加を意味す
る。輻射スペクトルの波長１．２〜１．７ミクロンの部
分での３０％の増加は、暖房用加熱のためにこの選ばれ
た部分を高めることが望ましいような輻射ヒータにとっ
て、非常に重要なことである。

さらに、この加熱の改良は、暖房用として望ましくない
か不要な可視輻射線を反射してフィラメントに向けて戻
すことによって達成される。反射された輻射線がフィラ
メントの動作温石を１胃させ、ランプの効率を改良する
。

本発明の別の実施例は、特に、紙を乾燥する工業用の要
求に適合している。紙の乾燥では、加熱または乾燥目的
で波長１．８６〜２．０ミクロンの範囲内の輻射線が望
ましい。

本発明の輻射ヒータについて使用したのと同様の方法で
、コンピュータ・モデル技術を用いて、紙乾燥に用いる
膜２０をもたない加熱ランプを膜２０を有する加熱ラン
プと比較した。膜を有する輻射ヒータのコンピュータ・
モデル技術について記載したのと同様の方法で、紙乾燥
機用のコンビコータ・モデルでは、第１、第２および第
３スタツクにそれぞれ厚さ　１０７ナノメータ、２６５
ナノメータおよび２０７ナノメータの五酸化タンタル（
ＴａｚＯ５）層を特定した。同様に、厚さ１８８ナノメ
ータ、１７０ナノメータおよび１５５ナノメータの二酸
化珪素（Ｓｉ［ｐ）層を第１、第２および第３スタツク
にそれぞれ特定した。紙乾燥用の膜２０は波長約０．４
〜約１．８ミクロンの範囲に阻止帯域を有すると特定し
、波長約１．８６〜約２．０ミクロシの範囲の通過帯域
を特定した。

膜２０を有する紙乾燥用として実現した本発明の実施例
の利点を、膜２０をもたない紙乾燥用のものと比較して
第２表に示す。

２７− 第２表 示す膜２０を有する紙乾燥用ランプは、紙乾燥に望まし
い１．８６〜２．０ミクロンの所望波長において、第２
表に示す膜２０をもたない紙乾燥用ランプに対して３１
．７％の増加を示している。

本発明のさらに他の実施例は、特に、赤外写真用および
酢酸セルロース（透明プラスチック）を乾燥またはシー
ルする工業用の要求に適合している。赤外写真および透
明プラスチック用としては、ランプ源により放出される
輻射線の波長が２．２〜３．０ミクロンの輻射スペクト
ル内にあるのが望ま２９− ２８− しい。

輻射ヒータおよび紙乾燥用ランプについて記載したのと
同様な方法で、コンピュータ・モデル技術を用いて、共
に赤外写真および透明プラスチック用として用いる膜２
０をもたない加熱ランプと膜２０を有する加熱ランプと
を比較した。赤外写真および透明プラスチック用の場合
、コンピュータ・モデルでは、厚さ１３７ナノメータ、
２９９ナノメータおよび２４２ナノメータの五酸化タン
タル（Ｔａ　２０ｓ　）層を第１、第２および第３スタ
ツクにそれぞれ特定した。同様に、厚さ２０７ナノメー
タ、２１９ナノメータおよび１９０ナノメータの二酸化
珪素（ＳシＯｅ）層を第１、第２および第３スタツクに
それぞれ特定した。赤外写真および透明プラスチック用
としての膜２０は、波長約０．４〜２．１５ミクロンに
阻止帯域を有するものと特定し、波長約２．２〜３．０
ミクロンの帯域通過を特定した。赤外（ＩＲ）写真およ
び透明プラスチック用の膜２０を有するランプとして実
現した本発明の実施例の利点を膜２０をもたない同様の
ランプと比較して第３表に示す。

第３表 第１表および第２表について説明したのと同様に、第３
表に示すＩＲ写真および透明プラスチック用の膜２０を
有するランプは、ＩＲ写真および透明プラスチック用と
して望まれる２、２〜３．０ミクロンの所望波長におい
て、第３表に示すＩＲ写真および透明プラスチック用の
膜２０をもたないランプに対して２４．１％の増加を示
している。

さらに、本発明の他の実施例においては、膜２０により
ランプ１０をステージおよびスタジオ業の要求に合わせ
る。膜２０をランプ１０が５５００°にの範囲のほず昼
光色を透過するように選択する。膜２０を赤外反射フィ
ルタとして機能するように選択して、可視スペクトルの
一部に阻止帯域を設定し、こうして得られるランプ出力
光が見かけの色温度的５５００°Ｋを有するようにする
。このような用途では、膜２０を、五酸化タンタルＴａ
２ｏ５および二酸化珪素５Ｌ０２の材料で、輻射ヒータ
、赤外写真および紙乾燥用に関して前述したのと同様の
方法で、構成するように選択する。

本発明の実施にあたっては、特に、（１）暖房用の改良
輻射ヒータ、（２）紙乾燥のような工業目的用の改良ラ
ンプ、（３）赤外写真および透明プラスチック用の改良
ランプ、および（４）種々のスタジオおよびステージ用
の改良ランプが提供されることが理解できるはずである
。さらに、本発明の実施例では、輻射スペクトルのうち
透過が望ましくない部分を反射してフィラメントに向っ
３１− て戻すことにより、この不所望部分を有効利用し、フィ
ラメントの動作温度を高めるとともにランプの効率を向
上させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例である細長い加熱ランプの側
面図、 第２図は第１図に示すフィラメントを構成する多重コイ
ルの概念を示す二重コイルの側面図、第３図は外面に本
発明の膜をもたない輻射ヒータの分光パワー分布曲線を
示すグラフ、そして第４図は外面に膜を有する本発明の
ランプによる輻射ヒータの分光パワー分布曲線を示すグ
ラフである。 １１・・・外被、 １３、１５・・・導入線導体、 １７・・・コイル状フィラメント、 １８・・・支持部材、 ２０・・・反射膜。 特許出願人ゼネラル・エレクトリック−カンパニイ′代
理人　（７６：ＴＯ）生沼徳ニ ３２−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、輻射線透過性外被と、 輻射スペクトルの可視および赤外画部分の波長を有する
   輻射線を放出するタングステンフィラメントよりなり、
   上記輻射線透過性外被内に収容された輻射源と、 上記輻射線透過性外被の外面に設けられ、約９５０℃以
   下の範囲の温度で作動可能であり、ランプを透過すべき
   輻射線をろ波する反射膜とを具え、上記膜が複数の高屈
   折率および低屈折率耐火材料の層から形成され、ランプ
   を透過すべき輻射線の部分に対して帯域通過特性および
   帯域阻止特性両方を設定するのに有効であり、これらの
   帯域通過および帯域阻止特性はランプを透過する輻射線
   が照射したい媒体に合うように予め選択されており、も
   って、輻射スペクトルの所望部分を選択された媒体に照
   射するように透過する一方、輻射スペクトルの不要部分
   の透過を阻止するランプ。 ２、上記輻射線透過性外被がガラス質材料の細長い管形
   外被よりなり、管形外被の各端部に導入線が貫通し密封
   されており、 上記輻射源が上記外被内を軸線方向に延在、両端で上記
   導入線に固着されたタングステン・ワイヤのコイル状フ
   ィラメントよりなり、このフィラメントが約１５００’
   　Ｋ〜３４００’　Ｋの範囲の温度で作動するように調
   整されており、 上記細長い管形外被には支持部材が上記フィラメントの
   長さに沿って間隔をあけて配置されて外被の壁に接触し
   てフィラメントを中心に維持し、上記フィラメントは作
   動温度に加熱されたときに支持部材間で過剰に垂れ下る
   のを避けるのに十分な張力が加えられており、 上記細長い管形外被には不活性ガスが仕較的少量のハロ
   ゲンと共に充填されており、 上記細長い管形外被の外面に設けられた反射膜が帯域通
   過特性と帯域阻止特性とを有していて、上記タングステ
   ンフィラメントにより放出される輻射スペクトルの可視
   部分の大部分を反射膜で反射してフィラメントに向って
   戻し、使方上記フィラメントが放出する輻射スペクトル
   の赤外部分の大部分をランプの外へ透過する特許請求の
   範囲第１項記載のランプ。 ３、上記コイル状フィラメントが上記細長い管形外被内
   を軸線方向に延在する多重ら族コイル状タングステン・
   ワイヤよりなる特許請求の範囲第２項記載のランプ。 ４、上記媒体が人であり、上記反射膜がそれぞれ高屈折
   率および低屈折率を有する五酸化タンタル（Ｔａ　２０
   ｓ　）および二酸化珪素（ｓｉ　ａｔ　＞材料の交互の
   層よりなり、 上記交互層が第１、第２そして次に第３スタツクよりな
   る順次積重ねた構成を有し、この順序が９回繰返されて
   合計２７の積重ねた層となっており、上記順次積重ねた
   層が（１）厚さ８３ナノメータの五酸化タンタル（Ｔａ
   　２０５　）層および厚さ１５５ナノメータの二酸化珪
   素（ＳＬ　Ｏ□）層を有する第１スタツク、（２）厚さ
   ３７２ナノメータの五酸化タンタル（Ｔａ　２０ｓ　）
   層および厚さ１４２ナノメータの二酸化珪素（ＳＬ　ａ
   ｔ　）層を有する第２スタツク、および（３）厚さ３６
   ６ナノメータの五酸化タンタル（Ｔａ　２０ｓ　）層お
   よび厚さ２４５ナノメータの二酸化珪素（ＳｉＯ２＞層
   を有する第３スタツクを有し、 上記反射膜が波長的１．２〜約１．７ミクロンの範囲の
   帯域通過特性を、そして波長的０．３５〜約１．２ミク
   ロンおよび約１．７〜２．６ミクロンの範囲の帯域阻止
   特性を有する特許請求の範囲第１項記載のランプ。 ５、上記選択媒体が紙であり、 上記反則膜がそれぞれ高屈折率および低屈折率を有する
   五酸化タンタル（Ｔａ　２０ｓ　）および二酸化珪素（
   ＳｉＯ２）材料の交互の層よりなり、上記交互層が第１
   、第２そして次に第３スタツクよりなる順次積重ねた構
   成を有し、この順序が９回繰返されて合計２７の積重ね
   た層となっており、上記順次積重ねた層が（１）厚さ１
   ０７ナノメータの五酸化タンタル（Ｔａ　２０ｓ　）層
   および厚さ３− １８８ナノメータの二酸化珪素（ｓｉｏ２）層を有する
   第１スタツク、（２）厚さ２６５ナノメータの五酸化タ
   ンタル（Ｔａ　２０５　）層および厚さ１７０ナノメー
   タの二酸化珪素（５ＬＯｅ　）層を有する第２スタツク
   、および（３）厚さ２０７ナノメータの五酸化タンタル
   （Ｔａ　２０ｓ　）層および厚さ１５５ナノメータの二
   酸化珪素（ＳｉＯ２＞層を有する第３スタツクを有し、 上記反射膜が波長的１．８６〜約２．０ミクロンの範囲
   の帯域通過特性を、そして波長的０．４〜約１．８ミク
   ロンの範囲の帯域阻止特性を有する特許請求の範囲第１
   項記載のランプ。 ６、上記媒体が酢酸セルロースであり、上記反射膜がそ
   れぞれ高屈折率および低屈折率を有する五酸化タンタル
   （Ｔａ　２０ｓ　）および二酸化珪素（ＳＬ　ａｔ　）
   材料の交互の層よりなり、上記交互層が第１、第２そし
   て次に第３スタツクよりなる順次積重ねた構成を有し、
   この順序が９回繰返されて合計２７の積重ねた層となっ
   ており、上記順次積重ねた層が（１）厚さ１３７ナノメ
   ータ４− の五酸化タンタル（Ｔａ　２０ｓ　）層および厚さ２０
   ７ナノメータの二酸化珪素（ＳｉＯ２）層を有する第１
   スタツク、（２）厚さ２９９ナノメータの五酸化タンタ
   ル〈Ｔａ２０３）層および厚さ２１９ナノメータの二酸
   化珪素（ＳＬＯＱ）層を有する第２スタツク、および（
   ３）厚さ２４２ナノメータの五酸化タンタル（Ｔａ　２
   ０５）層および厚さ１９０ナノメータの二酸化珪素（５
   Ｌ０２　）層を有する第３スタツクを有し、 上記反射膜が波長的２．２〜約３．０ミクロンの範囲の
   帯域通過特性を、そして波長的０．４〜約２．１５ミク
   ロンの範囲の帯域阻止特性を有する特許請求の範囲第１
   項記載のランプ。 ７、上記反射膜が、ランプ出力光が見かけの色温度的５
   ５００°にとなるような特性を有する特許請求の範囲第
   １項記載のランプ。