專利名稱：高密度放電燈的啟動(dòng)輔助裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及啟動(dòng)輔助裝置，本發(fā)明尤其涉及高密度放電燈的啟動(dòng)輔助裝置。該啟動(dòng)輔助裝置對(duì)于使用陶瓷電弧管的高密度放電燈具有特別用途。
背景技術(shù)：
電弧放電燈需要用于操作的鎮(zhèn)流器。該鎮(zhèn)流器供應(yīng)所需斷路電壓以便啟動(dòng)和保持放電管內(nèi)的電弧并限制通過該放電管的電流。一種類型的鎮(zhèn)流器使用高電壓脈沖以便開始在該放電管內(nèi)擊穿。電弧管擊穿是燈啟動(dòng)的第一階段并因此對(duì)于燈的操作很重要。用于這種類型鎮(zhèn)流器的典型高電壓脈沖具有三千瓦和四千瓦之間的幅值，其中在2.7KV下脈沖寬度是1.0μs。有兩種將典型電壓施加到燈上的商業(yè)鎮(zhèn)流方法。第一方法施加該脈沖電壓到燈頭的中央接點(diǎn)上；并且第二方法將脈沖在該燈頭的中央接點(diǎn)和殼體之間分配。稱為分開引入結(jié)構(gòu)的第二方法具有不同尋常的特性，浮動(dòng)燈導(dǎo)線，使得燈導(dǎo)線兩者載有相對(duì)于地的脈沖電壓。當(dāng)該脈沖電壓施加在燈上時(shí)，1.7KV施加在燈的中央接點(diǎn)上并且幅值大致相同的相反電位施加在燈頭的殼體上。
現(xiàn)在可得到一種相對(duì)新型的陶瓷電弧管，該電弧管采用一種含有大致三個(gè)不同部分的結(jié)構(gòu)。例如參考美國專利No.4,795,943、5,424,609、6,004,503、5,993,725。三個(gè)部分是其中產(chǎn)生放電的主要中央主體或電弧室和兩個(gè)位于該主體兩側(cè)并含有電極結(jié)構(gòu)和引入端的腿部。該電極結(jié)構(gòu)包括外導(dǎo)線、內(nèi)導(dǎo)線和電極。該內(nèi)導(dǎo)線將外導(dǎo)線連接在位于電弧室內(nèi)的電極上。當(dāng)然，該電弧室還容納產(chǎn)生并保持電弧的介質(zhì)。該電弧室以及介質(zhì)部分連接到每個(gè)含有該電極結(jié)構(gòu)的相對(duì)的腿部上。
優(yōu)于石英現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)成形和預(yù)先確定尺寸的陶瓷電弧管的一個(gè)特征優(yōu)點(diǎn)是燈與燈之間的一致的幾何尺寸。此幾何尺寸的一致性導(dǎo)致電弧管的熱傳遞的一致和輻射的一致。此一致性很大地提高了燈的性能。觀察到這種燈的色溫、光強(qiáng)和色彩再現(xiàn)指數(shù)在燈與燈之間很少變化。
除了鎮(zhèn)流器之外經(jīng)常需要使用發(fā)光管來供應(yīng)高電壓以便啟動(dòng)放電燈。這些發(fā)光管包括通常由石英制成的氣密密封的腔室，該腔室含有分壓的(小于1大氣壓)氬、氮或其他氣體混合物。它們可另外含有分壓的汞。這些發(fā)光管包括另外的引入端，在足夠的電位施加在發(fā)光管引入端時(shí)有助于所含氣體的“發(fā)光”或離子化。發(fā)光管的玻璃管必須靠近相反電位的引入端以便封閉氣體產(chǎn)生離子化。在對(duì)發(fā)光管施加能量時(shí)，產(chǎn)生UV，UV在燈中啟動(dòng)電弧放電。這種發(fā)光管表示在美國專利No.4,818,915中。
使用發(fā)光管雖然有效但增加燈的成本，另外通常不可以與陶瓷電弧管一起使用。這種陶瓷電弧管通常封裝在鋁硅酸鹽罩中，該罩緊密地圍繞該電弧管，因此留下不充分的空間來適當(dāng)放置該發(fā)光管。同樣，由于鋁硅酸鹽罩有效地吸收UV輻射，不能有效地將發(fā)光管放置在該罩之外。
另外，由于采用陶瓷電弧管時(shí)外殼內(nèi)部和電弧管之間環(huán)境是真空的，不可以使用該環(huán)境作為UV輻射源來輔助啟動(dòng)。
用來輔助燈啟動(dòng)的其他方法使用例如放射性氪85的有害材料，在本領(lǐng)域避免使用這種材料是一種顯著的進(jìn)步。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于消除現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的在于提高啟動(dòng)的輔助能力。
本發(fā)明的又一目的在于降低啟動(dòng)輔助裝置的成本以及采用該啟動(dòng)輔助裝置的燈的成本。
在本發(fā)明的一方面中通過一種燈組件實(shí)現(xiàn)這些目的，該組件包括中空電弧放電光源，該光源具有含有產(chǎn)生并保持電弧的介質(zhì)的中央電弧室、第一和第二端部，其中容納電極的細(xì)管從每個(gè)端部延伸并沿縱向軸線排列。該端部截面上是圓柱形。電極結(jié)構(gòu)定位在每個(gè)細(xì)管中，每個(gè)電極結(jié)構(gòu)包括伸入中央電弧室內(nèi)部的近電極端部、伸出細(xì)管外部的遠(yuǎn)端部以及近端和遠(yuǎn)端之間的中間部分。中間部分的第一區(qū)域以氣密方式密封在細(xì)管上，中間部分的第二區(qū)域暴露于介質(zhì)中。
管狀罩圍繞該光源并與該縱向軸線同軸。該罩具有兩個(gè)端部。一對(duì)位于所述罩的每個(gè)端部上的彈簧夾將該光源安裝在該罩內(nèi)。每個(gè)彈簧夾包括位于第一平面內(nèi)的底部并具有位于其中央的開口，彈簧夾之一的每個(gè)開口在靠近該中央部分的第二區(qū)域的位置上與該光源的圓柱形端部之一接合。


圖1是用于本發(fā)明的彈簧夾的透視圖；以及圖2是該燈組件的截面圖。
具體實(shí)施例方式
為了更好理解本發(fā)明以及其他和另外的目的、優(yōu)點(diǎn)和能力，結(jié)合以上附圖對(duì)于以下披露和所附權(quán)利要求進(jìn)行參考。
現(xiàn)在特別參考附圖，圖1所示的彈簧夾10包括在第一平面內(nèi)延伸的底部12并在其中央具有開口14。開口14大致是圓形的并設(shè)置切口14a以便提供柔性。在底部12的每個(gè)端部設(shè)置直立壁16、18。
第一夾20在第二平面內(nèi)垂直延伸離開壁16，第二夾22同樣在第二平面內(nèi)垂直延伸離開壁18。第二平面大致平行于第一平面，但與其隔開給定距離24，其重要性將在以下說明。凸起26形成有凸緣22并在與該第一和第二平面橫向的平面內(nèi)延伸離開該凸緣。
現(xiàn)在參考圖2，所示的燈組件30包括光源32，該光源具有中央部分34和沿縱向軸線40排列的伸出并相對(duì)的電極容納細(xì)管端部36、38。該端部在截面上是圓柱形。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，光源32是由例如藍(lán)寶石或多晶氧化鋁(Al2O3)的金屬氧化物形成。另外，可以采用例如氮化鋁(AlN)的金屬氮化物或氮氧化鋁(AlON)的金屬氮氧化物。
管狀罩42圍繞光源32并與縱向軸線40同軸。該罩具有兩個(gè)端部44、46。
在罩40的每個(gè)端部44、46各自設(shè)置一對(duì)彈簧夾10以便在該罩內(nèi)支承光源32。
光源32表示為圓柱形；但是可以采用其他構(gòu)形，包括例如未審查美國專利申請(qǐng)序列號(hào)10/128,866所示的凸起形狀。
電極結(jié)構(gòu)48定位在細(xì)管之一內(nèi)，并且電極結(jié)構(gòu)48’定位在細(xì)管的另一個(gè)中。每個(gè)電極結(jié)構(gòu)包括伸入中央電弧室內(nèi)部的近電極端部50、50’、伸出細(xì)管之外的遠(yuǎn)端部52、52’以及近端和遠(yuǎn)端之間的中間部分54、54’。該中間部分的第一區(qū)域56、56’以氣密方式密封在細(xì)管上，中間部分54、54’的第二區(qū)域58、58’暴露于介質(zhì)中。
為了在該罩中組裝該光源，通過將端部36、38通過開口14固定并將夾沿該端部的長度定位在適當(dāng)距離上使得夾10定位在該光源的圓柱形端部36和38上，從而該夾接觸或緊密鄰近第二區(qū)域58、58’內(nèi)的端部。由于夾10接觸或緊密鄰近第二區(qū)域，長度24很重要。此長度必須使得夾到達(dá)第二區(qū)域的附近，并最好與第二區(qū)域接觸，從而該夾用作啟動(dòng)輔助裝置。
然后通過將凸緣20和22相互向內(nèi)彎曲直到它們之間的距離小于所采用罩的內(nèi)直徑為止來手動(dòng)壓縮夾10之一。然后該夾及其相關(guān)光源推入該罩，此處當(dāng)?shù)竭_(dá)所需插入距離時(shí)該夾彈性展開；即當(dāng)夾20和22露出該罩的開口端(例如端部44)。同時(shí)，第二或底部夾同樣位于該罩端部46處的最終位置。
作為選擇，夾可在所需距離處定位在細(xì)管的一個(gè)端部上，并且罩定位在該光源之上。然后第二夾可定位在該光源的另一端部上。最好是，使用緊固輔助裝置或夾具保持適當(dāng)?shù)膶?duì)準(zhǔn)和定位。
此動(dòng)作完成了組件30，該組件現(xiàn)在連接在適當(dāng)框架60上，如圖2所示?？蚣?0包括第一電引入端，該引入端提供與電極結(jié)構(gòu)48的遠(yuǎn)端52的電連接。第二電引入端62提供與電極結(jié)構(gòu)48’的另一遠(yuǎn)端52’的電連接。
由于夾10之一定位在電板結(jié)構(gòu)48’的第二區(qū)域58’并由于該夾連接在與電極結(jié)構(gòu)48連接的框架60上，當(dāng)電力施加在燈組件上時(shí)在電弧的腿部實(shí)現(xiàn)電容耦合的離子化。
使用電弧管安裝構(gòu)件作為啟動(dòng)輔助裝置很大地簡化了燈的組裝并大幅降低成本。所需實(shí)現(xiàn)安裝的焊接數(shù)量同樣大幅降低，從而進(jìn)一步降低成本。
在對(duì)于認(rèn)為是本發(fā)明當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述和說明的同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解到可以進(jìn)行多種變型和改型而不超出由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種燈，包括中空電弧放電光源，該光源具有含有產(chǎn)生并保持電弧的介質(zhì)的中央電弧室、第一和第二端部，從每個(gè)端部延伸并沿縱向軸線排列的容納電極的細(xì)管，所述端部截面上是圓柱形；定位在每個(gè)所述細(xì)管中的電極結(jié)構(gòu)，每個(gè)所述電極結(jié)構(gòu)包括伸入所述中央電弧室內(nèi)部的近電極端部、伸出所述細(xì)管外部的遠(yuǎn)端部以及近端和遠(yuǎn)端之間的中間部分，所述中間部分的第一區(qū)域以氣密方式密封在所述細(xì)管上，所述中間部分的第二區(qū)域暴露于所述介質(zhì)中；圍繞所述光源并與所述縱向軸線同軸的管狀罩，所述罩具有兩個(gè)端部，所作改進(jìn)包括一對(duì)位于所述罩的每個(gè)端部上的彈簧夾將該光源安裝在所述罩內(nèi)，其中至少一所述彈簧夾包括位于第一平面內(nèi)的底部并具有位于其中央的開口，所述彈簧夾之一的所述開口在靠近所述中央部分的所述第二區(qū)域的位置上與所述光源的所述圓柱形端部之一接合。
2.如權(quán)利要求1所述的燈，其特征在于，所述彈簧夾還包括位于所述底部的每個(gè)端部上的直立壁，所述壁靠近所述罩的內(nèi)表面，并且每個(gè)所述壁的至少一部分摩擦接觸所述內(nèi)表面；在第二平面內(nèi)大致垂直延伸離開第一壁的第一凸緣；在所述第二平面內(nèi)大致垂直延伸離開第二壁的第二凸緣，所述第二平面大致平行于所述第一平面，所述凸緣接觸所述罩的前端；以及各自形成有所述凸緣之一的凸起，所述凸起在與所述第二平面橫向的平面內(nèi)延伸離開所述凸緣。
3.如權(quán)利要求2所述的燈，其特征在于，所述燈設(shè)置第一電引入端(60)和第二電引入端(62)，所述第一電引入端連接在所述電極結(jié)構(gòu)的第一個(gè)上，所述第二電引入端連接在所述電極結(jié)構(gòu)的另一個(gè)上，所述彈簧夾對(duì)兩者最好通過其凸起在機(jī)械上和電氣上與所述第一電引入端連接。
4.如權(quán)利要求2所述的燈，其特征在于，摩擦接觸所述內(nèi)表面的所述壁的所述部分是靠近相關(guān)凸緣的端部。
5.如權(quán)利要求2所述的燈，其特征在于，該凸緣以與垂直方向最多呈15°的角度延伸離開該相關(guān)壁。
全文摘要
一種燈，包括中空電弧放電光源，光源具有含有產(chǎn)生并保持電弧的介質(zhì)的中央電弧室、第一和第二端部，從每個(gè)端部延伸并沿縱向軸線排列的容納電極的細(xì)管，端部截面上是圓柱形；定位在每個(gè)細(xì)管中的電極結(jié)構(gòu)，每個(gè)電極結(jié)構(gòu)包括伸入中央電弧室內(nèi)部的近電極端部、伸出細(xì)管外部的遠(yuǎn)端部及其中間的中間部分，中間部分的第一區(qū)域以氣密方式密封在細(xì)管上，中間部分的第二區(qū)域暴露于介質(zhì)中；圍繞光源并與縱向軸線同軸的管狀罩，罩具有兩個(gè)端部，所作改進(jìn)包括一對(duì)位于罩的每個(gè)端部上的彈簧夾將光源安裝在罩內(nèi)，至少一彈簧夾包括位于第一平面內(nèi)的底部并具有位于其中央的開口，彈簧夾之一的開口在靠近中央部分的第二區(qū)域的位置上與光源的圓柱形端部之一接合。
文檔編號(hào)F21Y101/00GK1485881SQ0315466
公開日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2003年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月22日
發(fā)明者J·A·肖爾茨, J A 肖爾茨 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司