陶瓷金属卤化物灯及其线圈天线/保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及对飞利浦公司ＭａｓｔｅｒＣｏｌｏｒ系列的陶瓷金属卤化物型高压放电灯的改进，该灯具有卷绕在放电管和／或电极馈通元件的至少一部分上的金属线圈，并具有约１５０Ｗ至约１０００Ｗ的功率范围，其中灯具有金属线圈，其在第一位置处缠绕在放电管和／或至少一部分电极馈通元件上，在金属线圈中，至少一个卷绕部分、优选多个卷绕部分、最好基本上所有卷绕部分的卷绕位置被稳定为在暴露于灯工作期间的高温条件下之后基本上不会从第一位置中松弛。金属线圈可同时用作点燃辅助和所述灯中的安全密封。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是于2001年5月8日提交的题为“用于陶瓷金属卤化物灯的线圈天线/保护装置”的美国申请No.09/851443(代理人档案号No.US010246)的部分继续申请，该申请通过引用结合于本文中。本专利技术涉及一种高压放电灯，其设有围起了一个放电空间并包括有陶瓷壁的放电管，放电空间容纳有通过引入元件与电流导体相连的电极。本专利技术还涉及一种高强度放电(HID)灯，其具有放电管光源、玻璃芯柱、一对嵌入在玻璃芯柱中的引线、围绕着光源的玻璃壳以及线框件，其中线框件具有相对于芯柱固定住的第一端、平行于灯轴线而延伸的轴向部分，以及弹性地安装在玻璃壳的封闭端中的第二端。由于其高能量效率和超长的寿命，高强度放电(HID)灯通常用于大面积照明的应用场合中。现有的HID产品范围包括汞蒸气(MV)灯、高压钠(HPS)灯和石英金属卤化物(MH)灯。近年来，从39至400W的陶瓷金属卤化物灯(例如飞利浦公司的MasterColor系列)已被投入到市场中。与传统的HID灯相比，这些陶瓷金属卤化物灯具有优异的初色一致性，整个寿命期间的超稳定性(在10000小时处流明维持率＞80％，色温漂移＜200K)，大于90流明/瓦的高光效能以及约20000小时的使用寿命。这些优良的特性归因于多晶氧化铝(PCA)外壳和盐的特殊混合物的高稳定性，其可发出接近自然光的连续光谱的光辐射。通过调整所述灯中所用的盐的成分，就可以得到3800-4500K的色温，以及高于85的显色指数(CRI)。MasterColor灯的一种现有设计采用圆柱形的PCA放电管，其带有用于固定电极的伸出插头。PCA放电管的大致纵横比即PCA主体的长度/直径对于低功率(38W-100W)而言为1到3，对于高功率(150W-1000W)而言为3到10。对于上限为400W和1000W的灯而言，灯电流在稳态工作时约为4.5A(ANSI标准)，在预热期间为约7-8A。高功率MasterColor灯的安装结构包括具有气体填充物或真空的标准玻璃灯泡、芯柱、接头、吸气装置、载流框形线(frame wire)，以及点燃辅助装置如紫外线增强器或天线。天线的一种设计是导电线圈，其沿着管体的长度延伸，并卷绕在电弧管和伸出插头的周围。天线线圈降低了填充气体通过线圈与插头内的相邻引入线之间的电容耦合而电离时的击穿电压。当在电极上施加交流电压时，天线在PCA中激发紫外线辐射，这又使电极辐射出一次电子。这些一次电子的存在加速了填充气体中的放电点燃。当所述灯处于稳态工作中时，放电管内的气压为2至20个大气压。因此，当灯在工作中放电管破裂时，碎片会被赋于能量并穿透外部的玻璃灯泡，给外部环境带来危险。因此，所述灯应当接受安全密封(containment)测试。“安全密封”的意思是指防止因电弧管破裂而造成外部灯泡损坏。作为金属卤化物灯测量方法的美国国家标准ANSI C78.387-1995的附件，公开了用于石英金属卤化物灯的安全密封测试的ANSI测试协议测量方法。所述灯中的钼线圈天线具有安全密封保护和点燃的双重功能。受保护的脉冲启动的金属卤化物灯(带有低功率陶瓷电弧管和低/高功率石英电弧管)采用了石英套管，并且通常有卷绕在套管周围的钼线圈，以便在电弧管破裂时将碎粒容纳在外部灯泡内。这些灯不要求有辅助天线来帮助点燃过程。其它灯如HPS或卤化钠灯采用难熔金属螺旋体来帮助启动，并抑制钠在工作期间穿过电弧管而迁移。这些使用的代表性例子有欧洲专利EP0549056，其公开了一种仅用于安全密封而不用于点燃的金属线圈。另外，该线圈卷绕在包围了电弧管的套管上，而没有卷绕在电弧管本身上。美国专利4179640，其公开了一种仅用于HPS灯中的点燃而不用于安全密封的线圈。另外，该线圈电连接到框形线上并且未形成电容耦合。美国专利4491766，其公开了一种用于点燃并抑制钠的迁移而不用于安全密封的线圈。另外，线圈电连接到框形线上并且未形成电容耦合。美国专利4950938，其公开了一种金属丝网而非线圈，丝网仅用于安全密封而不用于点燃。德国专利DE2639276，其公开了一种高压钠蒸气灯，其带有允许低工作电压启动辅助的圆柱形网状栅。 在本
中需要一种陶瓷金属卤化物类型的、功率范围为约150W至约1000W的HID灯，以及一种利用金属线圈来实现点燃和安全密封的这类灯。在所述共同未决的申请No.09/851443中，提供了功率范围为约150W至约1000W的陶瓷金属卤化物类型的HID灯，其采用了缠绕在这种灯的电弧管周围以用于点燃和安全密封的金属线圈。150W-400W的这种灯的额定电压范围为100V-135V，而1000W灯的额定电压范围为250-263V。这种结构提供了优于现有技术的未被认识到或以前未实现的许多优点。本专利技术提供了对所述灯的进一步改进。例如，在灯的整个寿命期间，线圈天线一直暴露在1200摄氏度以上的温度环境中，这将会降低线圈天线作为启动辅助和安全密封辅助的有效性。需要确保这种线圈天线在暴露于高温环境下时的有效性。本专利技术的一个目的是提供一种功率范围为约150W至约1000W的陶瓷金属卤化物类型的HID灯，其采用了缠绕在这种灯的电弧管周围以用于点燃和安全密封的金属线圈，其中在较长时间内暴露在高温环境下之后，该线圈天线作为启动辅助和安全密封辅助的有效性可得以保持。本专利技术的另一目的是提供飞利浦公司MasterColor系列的陶瓷金属卤化物灯，其具有优异的初色一致性，整个寿命期间的超稳定性(在10000小时处流明维持率＞80％，色温漂移＜200K)，大于90流明/瓦的高光效能、约20000小时的使用寿命，以及约150W至约1000W的功率范围，其采用了缠绕在这种灯的电弧管周围以用于点燃和安全密封的这种改进型金属线圈。本专利技术的这些和其它目的根据本专利技术的第一实施例来完成，其中提供了带有缠绕在电弧管周围以用于点燃和安全密封的金属线圈的气体放电灯，其可与设计用于高压钠灯或石英金属卤化物灯(脉冲启动或开关启动)的ANSI标准系列的镇流器结合在一起。本专利技术的灯是飞利浦公司MasterColor系列灯到150W至1000W的功率范围中的延续，它们适用于相同功率的HPS或MH改装。因此，它们可与现有的镇流器和夹具系统结合在一起使用。在其优选实施例中，本专利技术提供了功率范围为约150W至约1000W的陶瓷金属卤化物灯，其包括在第一位置处缠绕在电弧管周围的金属线圈，其中金属线圈的至少一个卷绕部分的卷绕位置被稳定为在暴露于灯工作期间的高温条件下之后基本上不会从第一位置中松弛，金属线圈用于点燃和安全密封。这种灯适用于高压钠灯和/或石英金属卤化物灯的改装应用。在一个优选实施例中，上述功率的灯将具有以下性能中的一种或多种，最好为全部约3800至约4500K的CCT(相关色温)，约70至约95的CRI(显色指数)，约±10的MPCD(可察觉到的平均色差)，以及高达约85-95流明/瓦的光效能。在另一优选实施例中，提供了具有上述金属线圈天线的陶瓷金属卤化物灯，已经发现，不管额定功率如何，这种灯均具有大于80％的流明维持率，从100到8000的色温漂移＜200K，以及约10000至约25000小时的使用寿命。尤其优选的是这类陶瓷金属卤化物灯，其具有优异的初本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放电灯，包括围起了放电空间的陶瓷放电管，所述放电管在所述放电空间内包括有含金属卤化物的可电离材料、第一和第二放电电极馈通元件，以及分别与所述第一和第二放电电极馈通元件相连的第一和第二电流导体；所述灯具有金属线圈，其具有在第一位置 处缠绕在所述电弧管和／或所述电极馈通元件的至少一部分上的卷绕部分，在所述金属线圈中，所述至少一个卷绕部分的卷绕位置被稳定为在暴露于所述灯工作期间的高温条件下之后基本上不会从所述第一位置中松弛，所述金属线圈可同时用作点燃辅助和所述灯中的安全密封。

【技术特征摘要】
US 2002-6-24 10/179,3201.一种放电灯，包括围起了放电空间的陶瓷放电管，所述放电管在所述放电空间内包括有含金属卤化物的可电离材料、第一和第二放电电极馈通元件，以及分别与所述第一和第二放电电极馈通元件相连的第一和第二电流导体；所述灯具有金属线圈，其具有在第一位置处缠绕在所述电弧管和/或所述电极馈通元件的至少一部分上的卷绕部分，在所述金属线圈中，所述至少一个卷绕部分的卷绕位置被稳定为在暴露于所述灯工作期间的高温条件下之后基本上不会从所述第一位置中松弛，所述金属线圈可同时用作点燃辅助和所述灯中的安全密封。2.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述金属线圈包括多个卷绕部分，其在第一位置处缠绕在所述放电管上，并在所述放电管的第一端处连接到所述放电管和/或电极馈通元件上，和伸出的终端部分，其在所述放电管的第二端处连接到所述放电管和/或馈通元件上，所述终端部分沿着所述卷绕部分的长度延伸，并在所述放电管的第一端处连接到所述放电管或馈通元件上，所述伸出的终端部分可有效地将所述金属线圈的至少多个卷绕部分稳定为在暴露于高温条件下时基本上不会从所述第一位置中松弛。3.根据权利要求2所述的灯，其特征在于，所述伸出的终端部分可有效地将所述金属线圈的所有所述卷绕部分稳定为在暴露于高温条件下时基本上不会从所述第一位置中松弛。4.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述金属线圈包括多个卷绕部分，其在第一位置处缠绕在所述放电管上，并在所述放电管的第一端处连接到所述放电管和/或电极馈通元件上，和伸出的终端部分，其在所述放电管的第二端处连接到所述放电管和/或馈通元件上，所述终端部分沿着所述卷绕部分的长度延伸，形成了所述卷绕部分之间的互连结构，并在所述放电管的第一端处连接到所述放电管或馈通元件上，所述伸出的终端部分可有效地将所述金属线圈的至少多个所述卷绕部分稳定为在暴露于高温条件下时基本上不会从所述第一位置中松弛。5.根据权利要求4所述的灯，其特征在于，所述伸出的终端部分可有效地将所述金属线圈的所有所述卷绕部分稳定为在暴露于高温条件下时基本上不会从所述第一位置中松弛。6.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述灯是功率范围为约150W至约1000W的金属卤化物放电灯。7.根据权利要求6所述的灯，其特征在于，所述灯具有选自约3800至约4500K的CCT(相关色温)、约70至约95的CRI(显色指数)、约+10的MPCD(可察觉到的平均色差)以及高达约85-95流明/瓦的光效能中的一项或多项特征。8.根据权利要求7所述的灯，其特征在于，所述灯可改装成带有设计成用于高压钠灯或石英金属卤化物灯的镇流器。9.一种功率范围为约150W至约1000W的放电灯，其包括围起了放电空间的陶瓷放电管，所述放电管在所述放电空间内包括有含金属卤化物的可电离材料、第一和第二放电电极馈通元件，以及分别与所述第一和第二放电电极馈通元件相连的第一和第二电流导体；其中所述陶瓷放电管包括电弧管，所述电弧管包括具有中心轴线和一对相对的端壁的圆柱形管体；一对沿着所述轴线从相应的端壁中延伸出来的陶瓷端部插头；一对延伸穿过相应的端部插头的引入线，所述引入线连接到在所述中心管体内间隔开的相应电极上，其中，所述电极馈通元件均具有密封在所述电弧管中的铌引入线、钼/铝陶瓷金属的中心部分、钼棒部分以及具有钨绕组的钨尖端，其中所述灯具有连接在所述电弧管和/或所述陶瓷端部插头的至少一部分上的钼线圈，所述线圈具有在第一位置处缠绕在所述放电管和/或所述电极馈通元件的至少一部分上的卷绕部分，在所述线圈中，所述至少一个卷绕部分的卷绕位置被稳定为在暴露于所述灯工作期间的高温条件下之后基本上不会从所述第一位置中松弛。10.根据权利要求9所述的灯，其特征在于，所述钼线圈卷绕所述电弧管的比较大的一部分上，并卷绕在所述陶瓷端部插头的至少一部分上。11.根据权利要求9所述的灯，其特征在于，所述钼线圈包括多个卷绕部分，其在第一位置处缠绕在所述放电管上，并在所述放电管的第一端处连接到所述放电管和/或电极馈通元件上，和伸出的终端部分，其在所述放电管的第二端处连接到所述放...

【专利技术属性】
技术研发人员：JC阿尔德曼，S吴，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]