JP4054305B2 - ランプハウス - Google Patents

Description

本発明は、ランプを冷却する場合に使用するための装置に関し、特に例えば投光器の中のランプを適当なファンによって最適に冷却することができるように設計されたランプハウスに関する。

今日、ますます静かでコンパクトな投光器への市場需要がある。投光器のサイズが小さくなってゆくにもかかわらず、光度を維持することが望ましいので、さらに光学技術における変化は差し迫っているようには見えないので、これは投光器の熱損失は変わらないままであることを意味する。ランプによって容認可能なレベルにまで発生する熱を低減するために、単位時間あたり、ある一定量の熱を投光器から除去しなければならない。投光器シャシーにおける開口部（出口グリル）を横切る体積流量と温度上昇との積分値は、下記の式で表される。

投光器から流出する空気は９５℃を超える温度を維持してはならない。それは、９５℃はプラスチック製の出口ノズル表面に対する最高許容温度であるからである。

現在の投光器による周知の問題点は、灯火反射鏡から流出する空気が非常に熱くなること（２００℃〜３００℃）である。この熱い空気が出口グリルを９５℃より高く熱することを防止するために、この熱い空気を、投光器内部の乱流において冷たい空気と混合しなければならない。投光器をできるだけ小さくすべきであるから、これは非常に短い距離にわたって行われることが必要である。本発明による装置は、この種類の効率的な冷却を可能にし、大きな空間も高い空気速度も必要としない。低い空気速度は、エネルギーの損失を少なくし、したがって騒音を小さくするので望ましい。空気の速度を最小限に抑えるために、出口グリルを出る空気はすべて許容される最高温度に近いものでなければならない。一方、熱い空気と混合されるべき冷たい空気は、出口グリルまで投光器シャシーの長手方向に沿ったままでなければならず、これによって、表面が触るには不快な熱さになることを防止する。

解決すべき別の冷却の問題は、ランプ先端（バーナー先端）の温度が過度に高くなってはならないことである。したがって、ランプ先端を通り過ぎてある一定量の空気流を搬送し、過剰の熱と破損を防止しなければならない。

本発明による装置は、ほとんど理想的な方式で上述の問題を解決する。

したがって本発明によれば、上述の形式であって添付の特許請求の範囲における前文に開示されているようなランプハウスが提供される。したがってこの装置は、複数のフィンがランプハウスの内部表面上に、本質的には室を画定する区域に配置されていることを特徴とする。本発明によればランプハウスはさらに、複数の排気開口部が反射鏡とバーナーの下流側に設けられ、排気開口部は熱せられた空気の流れ方向に実質的に直角に配置されていることを特徴とし、（投光器の外側の空気温度とほぼ同じ温度を有する）周囲からの空気流と熱せられた空気流とがランプハウスの直後の区域において混合されると、結果的に得られる空気流が、投光器の排出開口部に到達すると、実質的に均等の温度、好ましくは９５℃より低い温度を有するようになっている。ランプハウスの内部形状は、ランプと反射鏡との形状に相補的であるから、ランプのバーナーと反射鏡によって発生する熱は、その後に実質的に冷たい空気流と混合するために、本質的に排気開口部から空気流中に運ばれる。排気開口部は、熱せられた空気が、冷却空気流と混合される前に、また出口グリルに到達する前に投光器シャシーに当たらないように構成されている。排気開口部は、熱せられた空気が冷却空気と効率的に混合されて、ランプハウスの周り流れるままにならないように、構成されている。ランプハウスは、室からそれぞれの孔へおよびこれを通る事実上一定の速度を与える内部流れ断面を画定する。冷たい空気流におけるランプハウスの有効流れ抵抗は最小になる。

本発明の特徴は、添付の特許請求の範囲における請求項１から１４までに述べられている。

本発明による装置を、本発明の主な特色を示す添付の図面と、本発明の実施例とを参照して以下に説明する。図面は単に代替の例示的な実施例を示すこと、したがってこれらの実施例は本発明の限界を定義するものと理解してはならないことは理解されよう。図面において、関連する部分は以下の説明においても使用される参照番号によって示されている。

本発明による装置はランプハウス１００を含み、ランプハウス１００は、一代替実施例では、上半分１０１と下半分１０２とからなることもできる。ランプハウス１００は上流側に１つの空気供給開口部１１１を備え、下流側には複数の排気開口部１１０を備えている。「上流」および「下流」という用語は、ここでは従来の方法で、また空気の全体的な流れ方向に関連して使用されている。ランプハウス１００は、ランプ３００を受け入れて固定するための内部固定手段を含む。よく知られているように、ランプは反射鏡３１０とバーナー先端（すなわち、発光する部分）３２１付きのバーナー３２０とを含む。ランプ反射鏡とバーナーとの前方に、ランプハウスは内部室１３０を画定する。ランプハウスの内側表面には、本質的には室１３０を画定する区域に、複数のフィン１２０がバーナーの長手方向軸を横切って配置されている。

バーナーに関連するその遠位端において、室１３０は開口部１４０において終わっており、この開口部において、ランプからの光は、それ自体公知の方法で画像を生成するために放射される。

一実施例によれば、ランプ３００が取り付けられたランプハウス１００を、投光器シャシー４００（一部分だけを示す）に、例えば、より詳しくは投光器シャシー（一部分だけを示す）の底部４０１に、任意にブラケット４０２を使用して取り付けることができる。

投光器シャシーは、ランプハウスの上流側に１つまたは複数の取入れ開口部（入口グリル）４２０を含み、この取入れ開口部において、空気Ａ_１が一般に区域Ｆに配置されたファン（図示せず）によって周囲から引き入れられる。取入れ空気は、後でさらに詳しく説明する方法でランプハウスの中に入れられてこの中を通る。投光器シャシーはさらに、ランプハウスの下流側に１つまたは複数の排気開口部（出口グリル）４１０を含み、排気開口部において、熱せられ「混合された」空気Ａ_３は投光器から排出される。熱せられた空気Ａ_３は、ランプハウスの周りを通されて相当の度合いにまで熱せられていない空気と、ランプのバーナーによって直接または間接に熱せられた後のランプハウスから流出する空気Ａ_２との混合物である。

ランプハウス１００が正しい流れ条件を有すべき場合には、空気を片側の全体から吹き付けなければならない。これは例えば、ランプハウスの次の区域Ｆに取り付けられた２つの軸流ファン（図示せず）によって行うことができる。次に正圧が、ファンに面する入口開口部１１１を有するランプの前方における室１３０の内部に作り出される。次に空気はバーナー３２０と反射鏡３１０を通り過ぎて流れ、ここで空気は強烈な加熱にさらされる。次に空気はランプの隅部の周りを軽く移動して、多くのスリットまたは排気開口部１１０から出て、ランプまたはランプハウスの後部の外側をかすめる流れを横切って流出する。冷たい空気との混合は、熱い空気Ａ_２がスリット１１０から出発して乱流域Ｔに入るとすぐに開始する。ランプハウスと投光器シャシー４００との間の流れ断面Ｐはスリット１１０の直前でＰ_ｍｉｎの最小であり、次に流れ断面はスリットが始まるところで増加するので、スリット１１０から生ずる空気は正圧を受けないが、その代わりに自由に流れることができるようになる。ランプハウス室１３０の内部には薄いフィン１２０があり、この役目は輻射熱を熱い空気に変換することであり、次にこの熱い空気はスリットを通じて搬出される。

排気開口部の形状と寸法は注意深く決定される必要がある。最適性能を得るために、これを、投光器の開発段階が終了したときに、ファンと周囲の幾何形状とから入ってくる流れパターンがいったん決定されると行うべきである。スリットから生ずる熱い空気（約２００℃）が決して上方に突出せず、熱い囲い板のようにランプハウス１００の周りに決して残存せず、混合されていない状態で出口グリル４１０に当たらないように、スリットは画定された断面（例えばある実施例では細長い）を有し、かつ適切に離隔されていなければならない。混合の目的は、混合域から来る空気のすべてが、出口グリル４１０に到達するときに最高許容温度にできるだけ近くなければならないことである。熱い空気が強力に上向き移動するので、熱い空気の大部分は上部スリット１１０に入る。次に、上部および下部開口部１１０をそれぞれ通って放出される熱が確実にほぼ等しくなるように、上部開口部１１０の大きさと、結果としての上部開口部からの流れとを減らさなければならない。

本発明による装置の概略図である。 本発明のランプハウスの中に取り付けられたランプとバーナー、およびランプハウスの内側と投光器シャシーの断面を示し、ランプハウスにおける内部流が示されている部分切欠図である。 ランプハウスの外側表面と乱流区域を横切る外部流が概略表示されている、図１ａと同じ詳細を示す上面図である。 上流方向に向けた部分切欠図である。 上部排気開口部および下部排気開口部を特に示し、乱流ゾーンを指示する前面図である。 下流方向に向けた部分切欠図である。 全体的に下流方向に向けた、本発明による装置の一実施例の分解斜視図である。 やはり全体的に下流方向に向けた図２における装置であるが、投光器シャシーの一部分に組み立てられて取り付けられた斜視図である。 図２における装置であるが、全体的に上流方向に向けた分解斜視図である。 全体的に上流方向に向けた、図２における装置の側面図である。 全体的に下流方向に向けた、図２に示す装置の分解図である。 全体的に下流方向に向けた、図２による装置の側面図である。 図２における装置の上面図である。

Claims (13)

1. 反射鏡（３１０）及びバーナー（３２０）を有するランプ（３００）を保持するランプハウス（１００）であって、該ランプハウス（１００）は、ランプハウス内部室（１３０）、該ランプ（３００）によって照射される光のための開口部（１４０）、空気取入れ開口部（１１１）、及び上半分（１０１）に備えられた複数の排気開口部（１１０）と下半分（１０２）に備えられた複数の排気開口部（１１０）を含み、該ランプハウス（１００）の内部形状は前記ランプ（３２０）の形状に相補的であるものにおいて、
   前記ランプハウス内部室（１３０）の内面に配置されていて該内部室（１３０）内に延びている複数のフィン（１２０）が備えられ、該複数のフィン（１２０）は、前記光のための開口部（１４０）と前記バーナー（３２０）との間に、実質的にそれぞれ平行な関係で且つ前記バーナー（３２０）の長手方向の軸線方向に対して実質的に横断方向に延びて配置されており、
   前記排気開口部（１１０）の軸線は前記空気取入れ開口部（１１１）の軸線に対して実質的に垂直な関係に配置されており、
   前記排気開口部（１１０）は前記複数のフィン（１２０）の延びる方向に対してほぼ横断方向に配置されていることを特徴とするランプハウス。
2. 前記排気開口部の一部分は前記ランプハウスの上半分（１０）に配置され、前記排気開口部の一部分は前記ランプハウスの下半分（１０２）に配置され、頂部にある排気開口部の断面は底部にある排気開口部の断面よりも小さい請求項１に記載のランプハウス。
3. 前記複数の排気開口部が前記バーナーの長手方向の軸線に対して対称的に配置されている請求項１に記載のランプハウス。
4. 前記ランプハウスがシャシー（４００）に取り付けられており、該シャシー（４００）は、入口グリル（４２０）と、出口グリル（４１０）と、それらの間に配置されたファンとを含み、前記ランプハウスは、ランプハウスとシャシーとの間に空気の流れ断面（Ｐ）が形成されるようにシャシー内に位置決めされ、この空気の流れ断面（Ｐ）はランプハウスの後端部において最小値（Ｐ_ｍｉｎ）となるようになっている請求項１に記載のランプハウス。
5. 前記最小値（Ｐ_ｍｉｎ）の断面は前記排気開口部（１１０）のごく近くにある請求項４に記載のランプハウス。
6. 入口グリル（４２０）は、周囲からシャシー内に空気流（Ａ_１）を流し、この空気流（Ａ_１）の第１の流れをランプハウスのまわりに流し、この空気流（Ａ_１）の第２の流れ（Ａ_２）を空気取入れ開口部（１１１）を介してランプハウス内に流すようになっており、この第２の流れ（Ａ_２）はランプによって加熱され、排気開口部（１１０）を介してランプハウスの外方に出ていき、そこで第１の流れと混合され、これによって、結合された空気流（Ａ_３）が形成されて、これ（Ａ_３）が出口グリル（４１０）を通ってシャシーから排出されるようになっている請求項４に記載のランプハウス。
7. 作動中に、前記の結合された空気流（Ａ_３）はランプによって加熱される第２の流れよりも低温である請求項６に記載のランプハウス。
8. ランプハウス（１００）及びシャシー（４００）は、空気流（Ａ_１）の第１の流れと第２の流れとを混合して、出口グリルを通って排出される結合された空気流（Ａ_３）を形成するような構造に設計されている請求項４に記載のランプハウス。
9. 前記内部室（１３０）から排気開口部（１１０）まで及び該排気開口部（１１０）を通る空気の流れの断面が、空気の流れを実質的に一定の速度にするようになっている請求項１に記載のランプハウス。
10. ランプハウス（１００）内のランプ（３００）を冷却する方法であって、該ランプハウス（１００）はバーナー（３２０）と、ランプハウス内部室（１３０）と、ランプから照射される光のための開口部（１４０）と、空気取入れ開口部（１１１）と、複数の排気開口部（１１０）とを含み、前記方法は、
    周囲からの空気流（Ａ_１）の流れをランプハウス（１００）に向けて流す段階と、
    この空気流（Ａ_１）の第１の流れをランプハウス（１００）のまわりに流す段階と、
    この空気流（Ａ_１）の第２の流れ（Ａ_２）を空気取入れ開口部（１１１）を介してランプハウス（１００）内に流す段階と、
    この第２の流れ（Ａ_２）がランプ（３００）によって加熱されるようにする段階と、
    を含む方法において、
    ランプハウス内部室（１３０）及び内部室（１３０）の内面に配置された複数のフィン（１２０）からの熱を第２の流れ（Ａ_２）が吸収するようにする段階を含み、この複数のフィン（１２０）は前記内部室（１３０）内に延びていて、前記光のための開口部（１４０）と前記バーナー（３２０）との間に、実質的にそれぞれ平行な関係で且つ該バーナー（３２０）の長手方向の軸線方向に対して実質的に横断方向に延びて配置されており、
    また、前記排気開口部（１１０）を介してランプハウスから前記第２の流れ（Ａ_２）を流す段階と、
    前記第１の流れと前記第２の流れとを混合して、結合された空気流（Ａ_３）を形成する段階とを含むことを特徴とする方法。
11. ランプハウスはシャシー（４００）に装架され、周囲からの空気流（Ａ_１）がシャシーの取入れ開口部（４２０）を介してランプハウスに向って流される請求項１０に記載の方法。
12. 結合された空気流（Ａ _３ ）がランプで加熱された第２の流れよりも低温である請求項１０に記載の方法。
13. 結合された空気流（Ａ _３ ）の温度は９５℃より低い請求項１２に記載の方法。

Images