CN101138069A - 放电管 - Google Patents

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Abstract

一种灯的放电管，包括主体部分(61)，该主体部分具有第一端(61a)、第二端(61b)和定义内部区域(74)的管状构件(62)。管状构件沿着长轴(58)延伸在第一端和第二端之间。放电管还包括第一端部(64a)，提供在该主体部分的第一端。第一端部包括第一管状延伸(66)，其具有与内部区域相通的第一通透通道。第一端部还包括第一过渡部分(68)，连接在第一管状延伸和主体部分之间。第一端部(64a)构造成最小化过渡部分(68)内的温差。

Description

放电管
技术领域
本发明涉及照明元件，特别是灯的放电管。
背景技术
已知一些灯包括放电管以实现照明功能。例如，美国专利第6,137,229号揭示了带有陶瓷放电管的传统金属卤化物灯。如美国专利6,137,229号所示，已知传统的放电管的端部包括环形部分，其厚度取决于提供给灯的功率。
图1-3展示了传统陶瓷放电管160的其他实例。如图所示，放电管160包括端部164a、164b，它们设置在基本上圆柱管状构件162的相对的圆周端部上。放电管160关于延长轴158对称设置，并且包括9.35毫米的外半径“r”。每个端部164a、164b基本上相同，并且包括连接在管状延伸166和主体部分之间的过渡部分168。每个端部还包括连接在过渡部分和主体之间的环形部分173。如图3所示，过渡部分168包括2毫米的外半径“r1”和0.81毫米的外半径“r2”，其中r1/r2的比为2.46。环形部分包括1.5毫米的厚度“t1”，而端部包括8.55毫米的外半径“r3”，其中t1/r3的比为0.176。提供端部为2.46的r1/r2比和0.23的t1/r3比也是已知的。
如图2所示，过渡部分168跨越在长轴158方向上的最大延伸168a和在长轴158方向上的最小延伸168b之间。最小延伸168b相对于内表面172具有1.5毫米的第一尺寸“d1”。最大延伸168a相对于内表面172具有3.4毫米的第二尺寸“d2”。传统的端部可以具有在灯的寿命中由于热循环导致破裂的特征。继续需要提供具有抑制放电管的一个或多个端部破裂的特征。
发明内容
根据一个方面，提供一种灯的放电管。该放电管包括主体部分，其包括第一端、第二端和定义内部区域的管状构件，其中该管状构件沿着长轴在第一端和第二端之间延伸。放电管还包括提供在主体部分的第一端上的第一端部。第一端部包括第一管状延伸，该第一管状延伸具有与内部区域相通的通透通道。第一端部还包括连接在第一管状延伸和主体部分之间的第一过渡部分。第一端部构造成当放电管从约1100开氏温标的空气温度冷却到约300开氏温标的温度时过渡部分中的温差不超过20开氏温标。
根据另一方面，提供灯的放电管。该放电管包括主体部分，其具有第一端、第二端和定义内部区域的管状构件。管状构件沿着长轴在第一端和第二端之间延伸。放电管还包括第一端部，其提供在主体部分的第一端上。第一端部包括第一管状延伸，该第一管状延伸具有与内部区域相通的第一通透通道。第一端部还包括连接在第一管状延伸和主体部分之间的第一过渡部分。第一过渡部分包括外半径R1和内半径R2，其中R1/R2的比约为0.5至2.40。
附图说明
图1是传统放电管的截面图；
图2是取自图1的局部图2的传统放电管的局部放大图；
图3是取自图1的局部图3的传统放电管的局部放大图；
图4是根据本发明示范性实施例的示范性灯的局部截面图，其包括带有放电管的放电管组件；
图5是图4的放电管组件的局部截面图；
图6是图4和5所示放电管的截面图；
图7是取自图6的局部图7的放电管的部分放大图；
图8是根据本发明另一实施例的放电管的截面图；和
图9是取自图8的局部图9的放电管的部分放大图。
具体实施方式
本发明的放电管可以用作照明部件，用于具有各种结构、形状、尺寸、组成和/或构造的广泛种类的灯中。图4中只图示了结合本发明的构思的灯20的一个实例。图示的灯20结合了放电管组件50，其包括根据本发明的放电管60。灯20可以包括选择性保护特征，例如透明石英罩26，设计成抑制放电管50故障时可能发生的爆炸。灯20还可以包括支撑结构24，设计成在外灯泡22所定义的内部区域内悬挂放电管组件50。根据本发明的放电管可以用于功率级别为约150瓦或更大的灯。在其他实例中，根据本发明的放电管可以用于功率级别为约250瓦或更大的灯。在另外的实施例中，根据本发明的放电管可以用于低功率级别的灯。
根据本发明的放电管还可以用作照明部件，用于具有各种结构、形状、尺寸、成分和/或构造的广泛种类的放电管组件中。图5只图示了放电管组件50的一个实例，具有结合本发明的构思的示范性放电管60。放电管60定义了内部区域74，其可以用作灯的放电位置。内部区域74可以填充有可离子化填充物，例如已知的用于金属卤化物灯的各种金属卤化物。第一电极56a和第二电极56b可以定位在内部区域74内。第一电极56a和第二电极56b可以包括钨丝绕组，其缠绕在各自的引线52a、52b周围。引线可以由铌材料形成，并且可以包括钼材料的绕组53。每条引线52a、52b延伸通过放电管60的端部64a、64b的各自的通透通道67。一旦适当定位，便可以涂敷密封54a、54b以密封引线和通透通道之间的任何空隙空间。密封54a、54b在示范性实施例中可以包括陶瓷密封化合物(ceramic sealing compound)。
本发明的示范性放电管包括端部，其构造为在灯开启而加热放电管和灯关闭而冷却放电管期间抑制放电管的破裂。在示范性实施例中，第一端部可以构造来使得当放电管从空气温度为约1100开氏温标冷却到温度为约300开氏温标时过渡部分内的温差不超过约20开氏温标。在过渡部分中限制温差可以抑制端部在灯的加热和冷却周期中的破裂。
根据本发明的各种构造能够限制在过渡部分内的温差。端部的示范性构造展示在图6和7所示的第一示范性放电管60和图8和9所示的第二示范性放电管260中。在过渡部分中限制温差的端部的其他构造也在本发明的范围内。
图6和7图示了结合本发明的构思的示范性放电管60。如图所示，放电管60包括带有第一端61a和第二端61b的主体部分61。主体部分61还包括定义内部区域74的管状构件62。管状构件62沿着长轴58延伸在主体部分61的第一端61a和第二端61b之间。
根据本发明的示范性放电管可以包括具有广泛的形状、尺寸的管状构件，并且可以相对于放电管的其他部件在各种位置取向。在所图示的实施例中，管状构件62基本上关于长轴58对称地设置，尽管在本发明的其他实施例中，可预期管状构件也可以关于长轴58不对称或另外设置。在图示的实施例中，管状构件包括沿着基本上垂直于长轴58的截面的圆形周边。圆形周边可以具有恒定的半径或变化的半径。在图示的实施例中，朝着管状构件的中心部分半径变小，而朝着每个端变大(例如，参见图7中的标号63)。可以预期，管状构件可以沿着整个长度具有基本上相同的半径。管状构件也可以形成为球形部分，或者可以形成为没有圆形周边，并且因此不会包括自长轴的半径尺寸。例如，管状构件可以具有至少部分的线性周边，例如多边形周边(例如，三角形、矩形、正方形或其他多边形排列)。
根据本发明的放电管可以包括一个端部或者多个端部。例如，多个端部可以提供有类似的或者基本上相同的结构特征。作为选择，该多个端部可以包括不同的结构特征，其中至少一个端部结合本发明的构思。放电管也可以包括结合本发明的构思的单个端部。例如，管状构件可以包括密闭的端管，其中只有管的一个端包括根据本发明的构思的端部。
如图6所示，所图示的实例展示了提供在主体部分61的第一端61 a的第一端部64a和提供在主体部分61的第二端61b的第二端部64b。在所图示的实例中，第一端部64a和第二端部64b基本上彼此相同。如图7所示，第一端部64a包括从过渡部分延伸出来的管状延伸66。第一端部64a还可以包括一个或多个通透通道，以容纳一个或多条引线。在带有单个端部的实施例中，可以提供两个或多个通透通道，或者可以提供足以容纳两条引线的单个通透通道。在所图示的示范性实施例中，每个端部64a包括单个通透通道67，其沿着长轴58延伸通过管状延伸66和过渡部分。
如图7所示，过渡部分可以包括锥形部分68，其连接在管状延伸66和主体部分61之间。如果提供的锥形部分68在基本上垂直于长轴58延伸的方向59上是锥形的。锥形部分68包括面对内部区域74的内表面72。内表面72可以包括基本上平坦的表面，并且可以基本上垂直于长轴58延伸。在选择性实施例中，内表面72可以包括非平面的表面，并且/或者可以与长轴58成90度以外的角度延伸。
锥形部分68跨越于在轴58方向上的最大延伸68a和长轴58方向上的最小延伸68b之间。例如，如图所示的最大延伸68a和最小延伸68b可以基本上平行于长轴延伸。最小延伸68b包括相对于内表面72的第一尺寸D1，而最大延伸68a包括相对于内表面72的第二尺寸D2。例如，如图所示，第一尺寸D1和第二尺寸D2可以相对于内表面72沿其延伸的平面71进行测量。
根据本发明的构思的放电管根据锥形部分如何从最大延伸跨越到最小延伸而可以具有各种形状和尺寸。如图7所示，锥形部分在垂直于长轴的方向上形成锥形以形成表面70。在示范性实施例中，表面70在锥形部分并非在所有方向上都垂直于长轴延伸时可以包括平坦表面。在所图示的实施例中，锥形部分在垂直于长轴的所有方向上都形成锥形，以便形成圆锥表面70。该圆锥表面70可以具有各种表面特性，以提供线性、凸起、凹入、台阶或其他的圆锥表面布置。在所图示的实施例中，锥形部分68包括线性圆锥表面70，其背向管状构件的内部区域74。
根据放电管的尺寸，第一和第二尺寸可以具有范围很宽的值。不管放电管的大小如何，根据本发明的放电管的示范性实施例可以设置为可抑制端部破裂的D1和D2间的比。例如，D1/D2比约为0.07至0.43可以在加热和/或冷却期间抑制端部的破裂。在另一个实例中，D1/D2比约为0.15至0.3可以在加热和/或冷却期间抑制端部的破裂。在其他实例中，D1/D2比约为0.18至0.25可以在加热和/或冷却期间抑制端部的破裂。提供在上面的范围内的ID1/D2，可以降低由于在灯开启时放电管加热和/或由于在灯关闭时放电管冷却而引起温差所致的应力。
在示范性实施例中，第一尺寸D1的范围可以为约1毫米至约4毫米。在另外的实施例中，第一尺寸D1的范围可以为约1毫米至约2毫米。在其他实施例中，根据灯的大小，第一尺寸D1的范围可以低于1毫米或高于4毫米。放电管的一个实例可以具有第一尺寸D1为约1.5毫米，而第二尺寸D2为约8毫米，其中D1/D2的比为约0.19。还应该理解的是，第一尺寸D1可以根据灯的大小而选择，其中第二尺寸D2可以确定来提供在上面讨论的范围内的D1/D2的比，以抑制放电管的破裂。
本发明的示范性实施例还可以包括一种放电管，其具有各种周边形状，例如关于长轴以半径“R”设置的圆形周边。如果放电管具有圆形周边，则第二尺寸D2与半径“R”之间的比可以提供在灯关闭之后减小应力的范围内。因此，如果放电管具有圆形周边，则可以提供在这里所讨论的范围内的D2/R和/或D1/D2的比，以在灯开启和/或关闭时减小应力。例如，在所图示的实施例中，放电管60具有关于长轴58以半径“R”设置的圆形周边63。半径“R”可以具有取决于放电管大小的很宽的范围值。不管放电管的大小，根据本发明的放电管的示范性实施例可以具有可以抑制端部的破裂的D2与“R”之间的比。例如，D2/R的比为0.4至约2.2可以在加热和/或冷却期间抑制端部的破裂。在另一个实例中，D2/R的比为约0.5至约1可以在加热和/或冷却期间抑制端部的破裂。在其他实例中，D2/R的比为约0.8至约0.9可以在加热和/或冷却期间抑制端部的破裂。提供在上述范围内的D2/R的比，则可以减小由于在灯开启时放电管加热和/或由于在灯关闭时放电管冷却引起温差所致的应力。
在示范性实施例中，半径“R”的范围可以为约4毫米至约15毫米。在其他实施例中，根据灯的大小，半径“R”的范围可以低于4毫米或者高于约15毫米。放电管的一个实例可以具有为约9.35毫米的半径“R”和为约8毫米的第二尺寸D2，其中D2/R的比为约0.86。还应该理解的是，半径“R”可以根据灯希望的大小而选择，其中第二尺寸D2可以确定来提供在上面讨论的范围内的D2/R的比，以抑制放电管的破裂。
如果放电管具有圆形周边，则D2/R和/或D1/D2的比可以提供在上面所讨论的范围内。另外，具有圆形周边的放电管可以包括都落入在上面所讨论的范围内的D2/R和D1/D2的比，以在加热和/或冷却端部期间抑制破裂。例如，可以提供这样的放电管，其中D2/R的比为0.40至约2.2，而D1/D2的比为约0.07至0.43。在另一个实例中，D2/R的比为约0.5至约1，而D1/D2的比为约0.15至0.3。在其他的实例中，D2/R的比为约0.8至约0.9，而D1/D2的比为约0.18至0.25。
图8和9展示了结合本发明的构思的示范性放电管260的另外的实施例。放电管260可以具有广泛的应用，并且可以结合在图4所示灯的放电管组件中。放电管260可以形成有与所讨论的放电管60类似或相同的特征并且可以具有类似的选择性构思。例如，放电管260包括主体部分261，其包括第一端261a和第二端261b。主体部分261还包括管状构件262，其定义内部区域274，并且沿着长轴258在第一端261a和第二端261b之间延伸。
图8和9的实施例包括一个或多个端部，其具有其他结构，适合于在加热和冷却过程中抑制放电管的破裂。尽管不是必需的，但是第一端部264a和第二端部264b基本上彼此相同，如图8所示。每个端部可以包括管状延伸266，其具有与内部区域274相通的通透通道267。如图9所示，第一端部264a还包括连接在管状延伸266和主体部分261之间的过渡部分268。在示范性实施例中，过渡部分268包括外半径R1和内半径R2，其中R1/R2比约为0.5至2.40，以在加热和/或冷却端部期间抑制破裂。在其他实施例中，R1/R2比约为1.2至1.7，以在加热和/或冷却端部期间抑制破裂。
过渡部分268可以提供有可根据放电管的大小而变化的内半径和外半径。在一个示范性实施例中，外半径R1为约3毫米，而内半径R2为约1.96毫米，其中R1/R2为约1.53。
在其他实例中，第一端部264包括外半径R3，并且也可以包括连接在过渡部分268和主体部分261之间的环形部分273。如图所示，环形部分273延伸在虚线273a、273b之间，并且包括厚度T1。尽管不是必需的，但是除了R1/R2的比之外，也可以控制T1/R3的比，以在加热和/或冷却端部期间进一步抑制破裂。在示范性实施例中，T1/R3的比为0.20至约0.65，以在加热和/或冷却端部期间抑制破裂。在其他实施例中，T1/R3的比为0.28至约0.4，以在加热和/或冷却端部期间抑制破裂。
根据放电管的大小，端部可以具有不同的尺寸和构造。在一个示范性实施例中，环形部分的厚度T1为约2.6毫米，而端部的外半径R3为8.55毫米，其中T1/R3的比为约0.3。
因此，具有环形部分和过渡部分的实施例可以包括落入上面讨论的范围内的R1/R2比，以在加热和/或冷却端部期间抑制破裂。具有环形部分和过渡部分的其他实施例可以包括落入在上面讨论的R1/R2和T1/R3比，以在加热和/或冷却端部期间进一步抑制破裂。例如，可以提供这样的放电管，其中R1/R2的比约为0.5至2.40，而T1/R3的比约为0.20至0.65。在另一个实例中，R1/R2的比约为1.2至1.7，而T1/R3的比约为0.28至0.4。
根据本发明的放电管可以由广泛的材料和工艺形成，同时结合本发明的构思。例如，尽管可以采用其他材料，但是放电管可以由陶瓷材料形成，以易于适合灯的功能。如果由陶瓷制造，则陶瓷材料可以包括Al2O3、Y2O3或YAG陶瓷材料，尽管也可以预期其他的陶瓷材料。管状构件与端部也可以开始分别形成然后接下来组装。例如，管状构件可以形成并且切割成要求的长度。如图7所示，每个端部可以具有圆周唇缘69，设计成在对应管状构件62的端部内相配合。一旦端部就位，就可以将组件熔结在一起，其中端部在熔结位置65连接到管状构件。应该理解的是，其他工艺技术可以用来形成根据本发明的构思的放电管。
通过上面对本发明的描述，本领域的技术人员将想到改进、变化和修改。本领域技术内的这种改进、变化和修改旨在由所附权利要求所覆盖。

Claims (16)

1.一种灯的放电管，包括：
主体部分，包括第一端、第二端和定义内部区域的管状构件，其中该管状构件沿着长轴在该第一端和该第二端之间延伸；和
第一端部，提供在该主体部分的该第一端上，该第一端部包括第一管状延伸，该第一管状延伸具有与该内部区域相通的第一通透通道，该第一端部还包括连接在该第一管状延伸和该主体部分之间的第一过渡部分，其中该第一端部构造成当将该放电管从约1100开氏温标的空气温度冷却到约300开氏温标的温度时在该过渡部分内的温差不超过约20开氏温标。
2.如权利要求1所述的放电管，其中该第一过渡部分包括锥形部分，该锥形部分在基本上垂直于该长轴延伸的方向上形成锥形。
3.如权利要求2所述的放电管，其中该锥形部分包括面对该内部区域的内表面，并且该锥形部分跨越在该长轴方向上的最大延伸和该长轴方向上的最小延伸之间，该最小延伸包括相对于该内表面的第一尺寸D1，而该最大延伸包括相对于该内表面的第二尺寸D2，其中D1/D2的比约为0.07至0.43。
4.如权利要求2所述的放电管，其中该放电管具有关于该长轴以半径“R”设置的圆形周边，并且其中该锥形部分包括面对该内部区域的内表面，而该锥形部分跨越在该长轴方向上的最大延伸和在该长轴方向上的最小延伸之间，该最小延伸包括相对于该内表面的第一尺寸D1，而该最大延伸包括相对于该内表面的第二尺寸D2，其中D2/R比约为0.40至2.2。
5.如权利要求1所述的放电管，还包括提供在该主体部分的该第二端上的第二端部，该第二端部包括第二管状延伸，该第二管状延伸具有与该内部区域相通的第二通透通道，该第二端部还包括连接在该第二管状延伸和该主体部分之间的第二过渡部分。
6.如权利要求1所述的放电管，其中该放电管包括陶瓷材料。
7.如权利要求1所述的放电管，其中该第一过渡部分包括外半径R1和内半径R2，其中R1/R2的比约为0.5至2.40。
8.如权利要求7所述的放电管，其中该R1/R2的比约为1.2至1.7。
9.如权利要求1所述的放电管，其中该第一端部还包括连接在该第一过渡部分和该主体部分之间的第一环形部分，其中该第一环形部分包括厚度T1，而该第一端部包括外半径R3，其中T1/R3的比约为0.20至0.65。
10.如权利要求9所述的放电管，其中该T1/R3的比约为0.28至0.4。
11.一种灯的放电管，包括：
主体部分，包括第一端、第二端和定义内部区域的管状构件，其中该管状构件沿着长轴在该第一端和该第二端之间延伸；和
第一端部，提供在该主体部分的该第一端上，该第一端部包括第一管状延伸，该第一管状延伸具有与该内部区域相通的第一通透通道，该第一端部还包括连接在该第一管状延伸和该主体部分之间的第一过渡部分，其中该第一过渡部分包括外半径R1和内半径R2，其中R1/R2的比约为0.5至2.40。
12.如权利要求11所述的放电管，其中该R1/R2的比约为1.2至1.7。
13.如权利要求11所述的放电管，其中该第一端部还包括连接在该第一过渡部分和该主体部分之间的第一环形部分，其中该第一环形部分包括厚度T1，而该第一端部包括外半径R3，其中T1/R3的比为0.20至约0.65。
14.如权利要求13所述的放电管，其中该T1/R3的比约为0.28至0.4。
15.如权利要求11所述的放电管，还包括与该第一端部基本上相同的第二端部，其中该第二端部提供在该主体部分的该第二端上。
16.如权利要求11所述的放电管，其中该放电管包括陶瓷材料。
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