CN1754246A

CN1754246A - 高压放电灯

Info

Publication number: CN1754246A
Application number: CNA2004800049116A
Authority: CN
Inventors: L·G·J·E·马里恩; W·H·M·M·范德斯皮克; N·J·卡鲁索; J·F·拉沃德
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2004-02-24
Publication date: 2006-03-29
Also published as: US7973480B2; KR101044720B1; EP1611597A1; KR20050107457A; JP2006519466A; US7550924B2; WO2004077490A1; US20060076869A1; JP4637822B2; US20090243487A1

Abstract

一种高压放电灯，其具有其中设有放电容器(11)的外壳(1)。该放电容器封闭了带可电离填充物的放电空间(13)。该放电容器具有两个相对的颈状部分(2，3)，供电导体(4，5)通过该颈状部分延伸到放电空间内的一对电极(6，7)上。电绝缘材料的灯座(8)支撑了放电容器。该灯座还支撑着外壳(1)。外壳封闭了供电导体，并以气密方式与灯座相连。通过控制外壳内的气氛，可提供一种简化且紧凑的高压放电灯，其中放电容器相对于发光系统的光轴的精确地定位。这种高压放电灯可以适用于带反射器的组件。

Description

高压放电灯

本发明涉及高压放电灯。

本发明还涉及这种高压放电灯和反射器的组件。

35到150W范围内的高压放电灯在照明设备的零售应用中占主要地位。目前已经出现为了向低流明封装和/或较低功率范围延伸而创造积极条件的趋势。例如专卖店中正在使用低亮度水平的灯，其将光集中在商品上，而非覆盖整个区域。市场上的终端用户越来越对质量均匀的光感兴趣，并更喜欢使用高压放电灯代替卤素灯，来用于低流明封装和重点照明。

开头段落中所提及的那类高压放电灯通常具有带陶瓷壁的放电容器，或者具有石英玻璃的放电容器。这种高压放电灯广泛地应用于实践中，并将高的发光效能与合适的颜色属性结合起来。除了Hg和稀有气体的填充物之外，灯的放电容器还包含一种或几种金属卤化物。

应该理解，本说明书和权利要求中的放电容器的陶瓷壁是由以下其中一种材料制成的壁：单晶体金属氧化物(例如蓝宝石)，透明的致密烧结的多晶体金属氧化物(例如Al₂O₃、YAG)，和透明的致密烧结的多晶体金属氮化物(例如AIN)。

从JP-A04002035的英文摘要中可了解开头段落中所提及的那类灯。该已知的放电灯包括放电容器和供电导体，当将其凸出地安装在绝缘材料的灯座上时，供电导体支撑放电容器。一端保持打开状态的外壳或外灯泡固定在灯座上，从而封闭了放电容器和供电导体。

已知的高压放电灯的缺点是放电灯的使用寿命低于所需的水平。

本发明具有完全或部分消除上述缺点的目的。根据本发明，开头段落中所提及的那类用于此用途的高压放电灯包括：

外壳，其中绕纵轴设置了放电容器，

放电容器，其以气密方式封闭了设有可电离填充物的放电空间，

放电容器具有第一和第二相对的颈状部分，第一和第二供电导体各自通过颈状部分延伸到设在放电空间内的一对电极上，

电绝缘材料的灯座，其通过第一和第二供电导体来支撑放电容器，

灯座还支撑了外壳，

外壳封闭了第一和第二供电导体，

外壳以气密方式连接在灯座上。

因为外壳或外灯泡中的气氛是受控的，所以供电导体受到很好的抗氧化的保护。通过控制外壳中的气氛意味着抽空外壳或提供了尤其没有氧化剂如氧气的气密环境。或者，控制外壳中的气氛并不排除在外壳中设置用以控制外壳内气氛的装置。在本发明的实施例中，外壳用氮气填充，其包括例如小百分比的氧气。控制供电导体的氧化使得供电导体定位在比较靠近放电容器的位置。通常，冲压密封圈和/或倒置的(石英)装管用于减轻供电导体的氧化，从而导致大容量且长时间的高压放电灯。对于石英放电容器，最好将冲压密封圈和供电导体尺寸加工成使其获得在空气中工作的预期寿命。使用铌供电导体的陶瓷放电容器的铌在放电容器的工作温度下将非常迅速地氧化，导致高压放电灯具有非常有限的寿命。

控制外壳中的气氛具有制成简化且紧凑的高压放电灯的结果。尤其可显著减少高压放电灯的长度。为此，高压放电灯的一个优选实施例的特征在于，电极之间的距离d_e与高压放电灯沿纵轴的高度h_dl之比符合：

0.02 \leq \frac{d_{e}}{h_{dl}} \leq 0.2 .

根据本发明的这个实施例，对于范围大约为1毫米到10毫米的电极之间的距离d_e，高压放电灯沿纵轴的高度h_dl可小于大约50毫米。

根据本发明的高压放电灯的一个优选实施例，其特征在于，在灯座或外壳中设有用于抽空外壳的排气管。这具有优势在于，在将放电容器和外壳安装在高压放电灯的灯座上之后，可通过排气管抽空外壳。在另一优选实施例中，排气管还形成了与灯的放电容器的供电导体相连的直通元件。这具有更简单的灯构造的优势。

根据本发明的高压放电灯的一个优选实施例，其特征在于灯座由石英玻璃、硬玻璃、软玻璃或陶瓷材料制成。灯座优选为烧结体，最好是玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷体。灯座最好着上白色，使其将额外光反射到可用的射束角度，这有效地增加了灯的有用光输出。灯座最好采用板的形式。

灯座可以高的尺寸精度来制成。灯座在其背对放电容器的表面上为平面是有利的。这个表面可安装在(灯)固定器如载体上，因此它是适于用作放电容器的位置基准的表面。

根据本发明的高压放电灯的一个优选实施例的特征在于，外壳通过搪瓷件固定在灯座上。搪瓷件最好以预先成型的圆环形式来提供。使用预先成型的圆环极大地简化了高压放电灯的制造。

根据本发明的高压放电灯具有的优势在于，当灯处于工作中时，放电容器具有光学上非常紧凑的实际尺寸，这导致灯极其适用于在紧凑的照明器中。当前的灯系列都基于压密封的石英管，这样可将其结合在反射器中。另外，石英管不可能用作例如开放夹具中所使用的灯的构件。这是个缺点，因为管在其它的灯轮廓中的良好定位对于保证性能是非常关键的。由于根据本发明的高压放电灯的灯座的特别构造，所以这种放电灯是非常适合于在反射器中使用。因此，本发明还涉及高压放电灯和反射器的组件。通过这种方式，根据本发明的高压放电灯形成了适于在反射器中使用的构件。在组件的另一实施例中，反射器形成了外壳。在这个实施例中，高压放电灯的灯座支撑了反射器。高压放电灯最好以气密方式密封在灯座上。另外，反射器封闭了第一和第二供电导体，而且反射器以气密方式连接在灯座上。高压放电灯形成了组件的构件。弧管相对于底板的相对较高的定位精度以及底板尺寸的良好再现性允许其在带有不同卡嗒式配合连接的组件中使用。

现在将参照各个实施例和附图来更详细地解释本发明，其中：

图1A示意性地显示了根据本发明的高压放电灯；

图1B是图1A中所示的高压放电灯的剖面；

图2显示了根据本发明的高压放电灯的另一实施例；

图3显示了根据本发明的高压放电灯的另一备选的实施例；

图4显示了根据本发明的高压放电灯的又一备选的实施例；

图5显示了根据本发明的高压放电灯的另一备选的实施例；和

图6显示了位于反射器中的高压放电灯组件的实施例。

这些图纸只是示意性的，并没有按照真实的比例来绘制。为了清楚起见，特别大地放大了某些尺寸。图中尽量使用同样的标号来表示等效部件。

图1A显示了根据本发明的高压放电灯的艺术形象。图1B示意性地显示了图1A中所示的高压放电灯的剖面。高压放电灯包括绕纵轴22而设置的放电容器11。放电容器11以气密方式封闭了设有可电离填充物的放电空间13，填充物包括水银、金属卤化物和稀有气体。在图1A和1B的示例中，放电容器11具有第一颈状部分2和相对的第二颈状部分3，第一供电导体4和第二供电导体5经由这些部分各自延伸到一对电极6，7中，该电极6，7设在放电空间13中。高压放电灯还设有由电绝缘材料制成的灯座8。灯座8通过第一和第二供电导体4，5而支撑了放电容器11。灯座8还支撑了外灯泡或外壳1。在图1A和1B的示例中，灯座8设有连接在第一供电导体4上的第一接触部件14。另外，灯座8设有第二接触部件15，其通过沿着放电容器11延伸的连接导体16而与第二供电导体5相连。

在另一实施例中，至少一个接触部件由灯座中的直通管形成，从而允许其中一个供电导体可固定在所述直通管上。另外，两个直通管可设在灯座中。这些直通管的固定可通过电阻焊、激光焊或压接来完成。用直通管代替接触部件的一项优势在于将放电容器定位在高压放电灯的纵轴上的较大自由度。这可进一步改进放电容器在高压放电灯的外壳中的定位精度。

根据本发明，外壳1以气密方式连接在灯座8上。因为外壳中的气氛是受控的，所以供电导体4，5受到很好的抗氧化的保护。防止供电导体4，5的氧化作用会导致将供电导体4，5定位在相对靠近放电容器11。因为外壳中的气氛是受控的，所以可避免使用冲压密封圈和/或者倒置的(石英)装管，这导致了简化和紧凑的高压放电灯。在灯座8中最好设置用于抽空外壳1的排气管18。这样，在已经将放电容器11和外壳1安装在高压放电灯的灯座8上之后，可通过排气管18来抽空外壳1。在抽空以后，如果需要，在外壳中供应所需的气氛，并密封排气管18。在外壳内最好使用吸气剂如水/氢/氧的混合物，以吸收杂质。如果灯座8中的排气管18由金属或铁镍铬合金如vacovit制成，将是有利的。

灯座8最好由石英玻璃、硬玻璃、软玻璃、玻璃-陶瓷或陶瓷材料制成。另外，灯座8以烧结体、最好以烧结的陶瓷体来提供。灯座8最好采用板的形式。灯座8可制成高尺寸精度。灯座8具有另外的优势在于，它可制成浅色如白色或浅灰色。通过使用浅色的材料，可实现将放电容器11发射的光反射到可用的射束角度，从而提高发光体的效率或高压放电灯的总效率。因此可防止入射到灯座8上的光不再为通过反射器形成的光束所有。另外，当灯座8在其背离放电容器11的表面上具有(平的)平面时是有利的。在这个表面上可安装(灯)固定器，例如托架如反射器，因此该表面是适合于作为放电容器11的位置基准的表面。在另一优选实施例中，灯座8的面对放电容器的表面具有中心抬高部分，其用于在高压放电灯的制造过程中，使放电容器11和搪瓷圆环相对于灯座8进行对中。

外壳1最好由石英玻璃、硬玻璃或软玻璃制成。外壳1最好通过(玻璃)烧结的搪瓷件而固定在灯座8上。当以预先成型的圆环形式提供搪瓷件时是有利的。使用这种预先成型的圆环极大地提高了放电容器11在高压放电灯的制造过程中的定位精度。搪瓷件的选择依赖于外壳1的材料和灯座8的材料。

在图1A和1B的示例中，提供了大致圆柱形的外壳1。图2显示了根据本发明的高压放电灯的另一实施例。在图2的示例中，提供了大致球状的外壳1。图3显示了根据本发明的高压放电灯的另一备选的实施例。在图3的示例中，显示了高压放电灯的所谓双端的实施例。在大致圆柱形的外壳1之间设有两个灯座8，8′。排气管18最好只设在其中一个灯座8中。

在图1A，1B，2和3的示例中，放电容器11由陶瓷材料制成。在图2中，在外壳1中设有密封的排气管18′。在外壳中提供玻璃或石英装管意味着灯座中的排气管是可配置的。图4显示了根据本发明的高压放电灯的另一备选实施例，其中放电容器11由石英制成。在这个实施例中，放电空间中的可电离填充物包括水银、金属卤化物和稀有气体。在图4的示例中，一部分外壳设成大致球状的形式。在图5所示的备选实施例中，排气管18同时形成了供电导体14固定于其上的直通管。

对外壳中气氛的控制意味着可制成简化且紧凑的高压放电灯。特别是，可显著减小高压放电灯的长度。为此，高压放电灯的一个优选实施例的特征在于，电极之间的距离d_e与高压放电灯沿纵轴的高度h_dl之比符合：

0.02 \leq \frac{d_{e}}{h_{dl}} \leq 0.2 .

根据本发明，提供了一种简化的灯设计，其可用作基于模块化管灯的产品系列的构件。放电容器11支撑在与底板8固定连接的供电导体4，5上。放电容器11以及供电导体4，5定位在保持在受控气氛下的外壳1中。冲压密封圈和/或倒置的(石英)装管的消除可导致紧凑的高压放电灯。高压放电灯的高度h_dl优选等于或少于50毫米，最好小于40毫米。另外，由于高压放电灯的制造过程更受控制，所以消除了放电容器11相对于纵轴22的定位问题，另外，放电容器11可准确地定位在正交于纵轴22的平面上。

由于放电容器的紧凑尺寸和放电容器11相对灯座8的高定位精度，可轻易地将放电容器11安装在反射器中。为此，图6示意性地显示了绕纵轴22设置的反射器30中的高压放电灯的组件的实施例。反射器30包括位于(玻璃)支撑件上的反射表面34。反射器30设有透明的盖板33。另外，图6显示了适配器25。在带适配器25和反射器30的高压放电灯的这种构造中，其中反射器30设有保持在凹槽32中的橡皮圈31，橡皮圈31以气密方式密封了适配器25和反射器30之间的开孔26。适配器25设有标准化的接触端子27，28。其以气密方式穿过适配器25的底板29，并分别与灯帽10的另一接触部件14′，15′相连。这另一接触部件14′，15′各自与第一和第二接触部件14，15保持电接触。

在图6的示例中，反射器30形成了由灯座8如由(玻璃)烧结搪瓷件支撑的外壳。为此，在灯座8上提供了排气管18，其用于抽空包括高压放电灯的反射器30的内部。这样，当设在灯座8上的放电容器11安装在反射器30中之后，可通过排气管18抽空反射器30。在将高压放电灯和反射器30的组件抽空之后，如果需要，可为反射器30内部供应了所需的气氛，并且将排气管18密封起来。在反射器30的内部最好使用吸气剂如水/氢/氧的混合物，以吸收杂质。如果灯座8中的排气管18由金属或铁镍铬合金制成，将是很有利的。

在高压放电灯和反射器的组件的另一实施例中，包括外壳的放电容器安装在反射器内。放电容器具有其自身环境状态，这在设计反射器时提供了较大的自由度。

图6中可看出，灯座8大致整个地处于锥体36中，该锥体具有位于放电容器11中心的其顶点35。顶点角度最好是大约25度。源自高压放电灯的光可大致无阻碍地到达反射表面34，并至少大致轴向地反射到透明盖板33的方向上。在另一实施例中，盖板是圆顶形状的。

因为根据本发明的高压放电灯可具备非常小的构造高度，所以容纳放电灯的反射器可以是相对较平的。35W高压放电灯的放电容器例如从灯座8外侧至放电容器11顶部沿纵轴22可具有小于35毫米的尺寸。如果减少颈状部分2，3的长度或不存在颈状部分，那么可极大地缩小沿纵轴22的尺寸。在图6中所示的组件中，高压放电灯形成了组件的“构件”。弧管相对底板的定位精度可以极高，通常优于0.25毫米。底板8的非常高的尺寸再现性允许其用于带不同卡嗒式配合连接的组件中：

分色反射镜或所谓的PAR16/20反射器，其固定在金属环的颈部内；

高压放电灯，其带有位于较大反射器(例如所谓的PAR35型)的颈部内的一体式镇流器。在这后一实施例中，增加的优势在于使用了至电路板上的钎焊连接。

应该注意，上述实施例说明了而非限制了本发明，本领域的技术人员在不脱离所附权利要求的范围下，能够设计出许多备选的实施例。在权利要求中，括号内的任何标号不应该认为限制了权利要求。词语“包括”和其变化形式的使用并不排除除了权利要求中所述的元件或步骤之外，还有其它的元件或步骤的存在。部件的前缀冠词″一″或″一个″并不排除这种部件的复数。在列举了若干装置的器件权利要求中，这些装置中的一部分可由同一硬件来体现。在相互不同的从属权利要求中阐述某些方法的事实并不代表不能使用这些方法的组合。

Claims

1.一种高压放电灯，其包括：

外壳(1)，其中绕纵轴(22)设置了放电容器(11)，

所述放电容器(11)，其以气密方式封闭了设有可电离填充物的放电空间(13)，

所述放电容器(11)具有相对的第一颈状部分(2)和第二颈状部分(3)，第一供电导体(4)和第二供电导体(5)各自通过所述颈状部分延伸到设在所述放电空间(13)内的一对电极(6，7)中，

电绝缘材料的灯座(8)，其通过所述第一和第二供电导体(4，5)来支撑所述放电容器(11)，

所述灯座(8)还支撑了外壳(1)，

所述外壳(1)封闭了所述第一和第二供电导体(4，5)，和

所述外壳(1)以气密方式连接在所述灯座(8)上。

2.根据权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，在所述灯座(8)或外壳(1)中设有用于抽空所述外壳(1)的排气管(18，18′)。

3.根据权利要求2所述的高压放电灯，其特征在于，所述灯座(8)中的所述排气管(18)由金属或镍铁铬合金制成。

4.根据权利要求1或2所述的高压放电灯，其特征在于，所述灯座(8)由石英玻璃、硬玻璃、软玻璃、玻璃-陶瓷或陶瓷材料制成。

5.根据权利要求1或2所述的高压放电灯，其特征在于，所述外壳(1)通过搪瓷件而固定在所述灯座(8)上。

6.根据权利要求1或2所述的高压放电灯，其特征在于，所述外壳(1)由石英玻璃、硬玻璃或软玻璃制成。

7.根据权利要求1或2所述的高压放电灯，其特征在于，所述放电容器具有石英壁或陶瓷壁。

8.根据权利要求1或2所述的高压放电灯，其特征在于，所述灯座(8)设有各自连接在所述第一和第二供电导体(4，5)上的第一和第二接触部件(14，15)。

9.根据权利要求8所述的高压放电灯，其特征在于，通过所述灯座(8)中的直通管，来提供所述第一和第二接触部件(14，15)中的至少一个。

10.根据权利要求2和9中任一项所述的高压放电灯，其特征在于，所述直通管由所述灯座(8)中的排气管形成。

11.根据权利要求1或2所述的高压放电灯，其特征在于，所述电极(6，7)之间的距离d_e与所述高压放电灯沿纵轴(22)的高度h_dl之比符合：

0.02 \leq \frac{d_{e}}{h_{dl}} \leq 0.2 .

12.一种根据权利要求1或2所述的高压放电灯和反射器(30)的组件。

13.根据权利要求12所述的组件，其特征在于，所述反射器(30)形成了所述外壳。