CN1103491C

CN1103491C - 灯

Info

Publication number: CN1103491C
Application number: CN98105478.1A
Authority: CN
Inventors: 关智行; 前田和男; 杉本浩; 美井明
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-09-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 2003-03-19
Anticipated expiration: 2018-03-12
Also published as: JPH1092385A; CN1229179A; US6084352A

Abstract

一种用于卤素灯(单管高强度放电灯、具有由石英等形成的外壳的双管高强度放电灯等)的灯，其特征在于，在它每个密封部分的表面上形成具有合乎需要的导热率和辐射率的薄膜，从而当灯点燃时，在远离灯泡中心的密封部分中的钼箔的远端处的温度保持在大约350℃或更低。

Description

灯

技术领域

本发明涉及用作充气灯的灯(诸如，卤素灯、单管高强度放电灯(single-tubehigh-intensity discharge lamp)和双管高强度放电灯(double-tube high-intensity discharge 1amp))。

背景技术

一般在用作卤素灯、单管高强度放电灯、双管高强度放电灯(它们具有由石英等形成的外壳)的灯的密封部分设置钼箔作为导体。在这种灯中的密封部分的外部覆盖层是由诸如石英的透明材料制成的。在远离灯泡中心的密封部分中的钼箔的远端被暴露在空气中。

在具有上述结构的传统灯中，当点亮灯时，由来自灯的辐射热量、通过密封部分转移的传导热量、由于电流流过钼箔本身的电阻所产生的热量等，使钼箔的温度急剧上升。

由于如上所述在远离灯泡中心的密封部分中的钼箔的远端在空气中被加热到很高的温度，所以钼箔易于氧化。当点亮这种灯相当一段时间后，钼箔氧化，而且密封部分劣化，从而缩短了灯的寿命。

为了阻止上述钼箔被氧化，必须在灯点燃时把密封部分的温度降至350℃或更低。

然而，在这种消耗高功率的传统灯中，它们的密封部分被加热到很高的温度。因此，很难把钼箔的温度降至350℃或更低。

为了解决上述问题，传统灯采用了各种冷却装置。例如，它的灯头(cap)设有散热片，或者大大延长它的密封部分，以把钼箔设置在远离光发射部分的密封部分的端部。

对于消耗高功率的灯必须具有上述冷却装置。特别是，已把长的密封部分用于消耗1800W或更多的灯。

然而，由于设有散热片的传统灯的灯头形状复杂，所以灯头的生产成本增加。此外，很难生产设有极长密封部分的灯，而且它的体积很大。

即使灯具有使密封端部的温度保持在相对较低的温度下的结构，这些问题大大提高了它的生产成本，特别是，不能把利于降低生产成本的收缩密封(pinchsealing)法用于这类具有极长密封部分的灯上。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种灯，它可以使在其导电箔端部的温度保持在350℃或更低，而且具有较长的使用寿命。

为了达到上述目的，根据本发明的灯包括：

至少充有一种气体并具有电极的灯泡；

包括嵌入其中的导电箔的密封部分，所述导电箔与在灯泡内的电极相连；和

在密封部分的表面上形成并由满足下式表达的条件的材料构成的薄膜

a×b＞0.1 cal/cm·sec·℃

其中，“a”是导热率，它的单位是cal/cm·sec·℃，而b是辐射率。

此外，根据本发明的充气灯包括：

具有灯丝的灯泡；

包括嵌入其中的导电箔的密封部分，导电箔与在灯泡内的电极相连；和

a×b＞0.1 cal/cm·sec·℃其中，a是导热率，它的单位是cal/cm·sec·℃，而b是辐射率。

因此，在本发明的灯中，在密封部分端部的温度可以保持在350℃或更低，从而灯可以具有较长的使用寿命。此外，可以用低于生产传统灯的成本来生产本发明的灯。

附图简述

虽然在所附权利要求书中特别提出本发明的新颖性，但是结合附图从以下的详细说明中，可以更好地理解本发明的结构和内容，以及它的其他目的和特性。

图1是示出根据本发明的实施例的单管高功率金属卤化物灯的结构的正视图；

图2是示出如图1所示的单管高功率金属卤化物灯的平面图；

图3示出当灯点亮时，薄膜材料的导热率a(cal/cm·sec·℃)和辐射率b的乘积与在每个密封部分处的温度之间的关系；

图4示出当灯点亮时，涂敷材料的薄膜涂敷层距离与在密封部分的每一端处的温度之间的关系；

图5是示出根据本发明的另一个实施例的具有由熔成石英制成的外灯(outerlamp)的双管高强度放电灯的正视图；和

图6是示出根据本发明的又一个实施例的卤素灯的部分切除正视图。

应认识到，一些或所有附图是用于说明的示意图，而不必给出所示部件的实际相关尺寸或位置。

具体实施方式

下面描述本发明的灯的实施例。

在本发明的灯的密封部分处钼箔用作导体。在灯点亮的时候，在温度很高的空气中钼箔具有易被氧化的趋势。为了避免不希望的钼箔氧化，必须把在远离灯泡中心的密封部分中的钼箔的远端处温度保持在较低温度。下面说明本发明的结构。

在本发明的灯中，在密封部分上形成的薄膜从灯辐射热量，以把钼箔端部的温度保持在预定温度或更低。

此外，可以容易地制造具有这种结构而且使用寿命长的本发明的灯，从而可以大大减小它们的生产成本。

因此，本发明可以提供具有优良使用寿命特性的廉价灯。

下面，参照附图描述本发明的灯的较佳和具体的实施例。图1是示出根据本发明的一个实施的单管高功率金属卤化物灯(下文中简称为“灯”)的正视图，而图2是示出如图1所示的灯的平面图。

如图1和2所示，用已知的收缩密封法，在放电管1的两侧形成由石英制成的密封部分2和3。把钼箔4、5作为导体分别嵌入平面形密封部分2、3。在远离灯泡中心的密封部分2、3中的钼箔4、5的远端暴露在空气中。钼箔4、5的最大厚度是50μm。

在放电管1的内部空间中填充了起动惰性气体(在本实施例中是氩)、水银或金属卤化物，作为发光物质。在放电管1中，设置相对的一对电极6和7，而且电极6、7分别与钼箔4、5电气连接。此外，通过外引线杆8、9(把它们嵌入灯头11、12作为连接部分)，分别把钼箔4、5连到连接端子13、14上。此外，把灯头11、12的引出端的两侧形成为平坦表面，而且把这些平坦表面用作装置插座接入部分(fixture socket installation portion)11a、12a。

如图1和2所示，实质上线性地设置密封部分2、3、钼箔4、5、电极6、7和灯头11、12。

在密封部分2、3的表面上形成氮化铝薄膜15、16。通过用刷子涂敷包括作为粘合剂的水玻璃粉的氮化铝来形成氮化铝薄膜15、16。沿着引出方向(沿着图1和2中的侧向)的密封部分2、3的长度大约为40mm。在密封部分2、3的整个表面上形成氮化铝薄膜15、16。在本发明中，氮化铝薄膜15、16的平均厚度为100μm。

在具有上述结构的灯中，当灯点燃时，测量在远离灯泡中心的密封部分2、3中的钼箔远端处的温度。在温度测量过程中运用了为投影照明设计的并具有47cm的前表面直径(在照明装置(lighting fixture)的前表面处大约1740cm²的投影面积)的照明装置。当把上述灯接在照明装置中时，灯点燃时在密封部分2、3端部的温度是330℃。对于防止钼箔4、5氧化而言，这个温度是合乎需要的。

与上述测量相比较，从具有上述结构的灯中除去的氮化铝薄膜15、16，并且用相同的方法测量在密封部分2、3端部的温度。此温度为370℃。在该温度下，存在着钼箔4、5被氧化的危险。

接着，以相反的顺序进行温度测量。换句话说，首先测量不涂敷氮化铝薄膜15、16的灯，然后在灯上涂敷氮化铝薄膜15、16并再测量它的温度。即使当以这种顺序进行温度测量时，也可以获得如上所述的相同结果。

此外，对涂有其他薄膜材料的灯进行温度测量。换句话说，当使用涂敷铝薄膜(平均厚度为100μm)的灯时，在密封部分2、3的端部处的温度是351℃。然而，当使用涂敷石英薄膜(平均厚度为100μm)的灯时，温度为370℃。

对于这种现象可以理解如下。当薄膜材料的导热率较高时，密封部分2、3吸收更多的热量，而当薄膜材料的辐射率较高时，密封部分2、3向外部释放更多的热量。由于这些原因，当灯点燃时，降低了在远离灯泡中心的密封部分2、3中的钼箔4、5的远端处的温度。给出上述辐射率为散热器的辐射出射度(radiantexitance)和在相同温度下测得的黑体的辐射出射度之比。

图3示出当灯点燃时，薄膜材料的导热率“a”(cal/cm·sec·℃)和辐射率“b”的乘积(a×b)与在密封部分2、3中的钼箔4、5的每一端处的温度之间的关系。当满足由a×b＞0.1(cal/cm·sec·℃)表示的条件时，在密封部分2、3的端部的温度大约是350℃或更低(如图3所示)。因此，对于在密封部分2、3中的钼箔4、5，在密封部分2、3的端部的温度保持在一个合乎需要的值。

根据本发明的灯的功率消耗在1800W或更大和3500W或更小的范围内。在这个范围内，通过降低密封部分2、3的温度，灯的使用寿命大大地延长了。

然后，如下检验在薄膜覆盖层长度t(薄膜材料涂敷范围)和在密封部分2、3端部的温度之间的关系。如图1所示，薄膜覆盖层t的范围从在远离灯泡中心的密封部分2、3中每个钼箔4、5的远端A到离灯泡中心较近的薄膜覆盖层的端部。图4示出当灯点燃时，薄膜覆盖距离t(mm)和在密封部分2、3中钼箔4、5的每一端处的温度(℃)之间的关系。把氮化铝用作薄膜材料，而在测量时，使用在与图3相关的上述温度测量中所用的相同的照明装置。

如图4所示，当灯点燃时，在薄膜覆盖层距离t较长时在密封部分2、3端部的温度急剧下降。如果薄膜覆盖层距离t大约为10mm或更长，则在端部的温度接近于恒量。

图5是示出本发明的另一个实施例的正视图。通过把本发明应用到具有由熔成石英形成的外灯的双管高强度放电灯(下文中，简称为“双管灯”)，获得这个

实施例。

参照图5，在被封装在外管28中的放电管40的两端设有引线杆20、21。分别通过钼箔18、19，使引线杆20、21与外引线杆22、23相连。把外引线杆22、23与设置在外面并用作外部连接部分的灯头24、25电气连接。如图5所示，把由熔成石英形成的并包括嵌入其中的钼箔18、19的密封部分41、42设置在外管28的两端附近。此外，把吸气剂29设置在外管28的一个端部附近。

在具有上述结构的双管灯中，在密封部分的表面上形成具有高导热率和高辐射率的氮化铝薄膜26、27，通过把包含氮化铝粉的溶液涂敷于其上使之与密封部分41、42的端部相触。通过在密封部分41、42上形成氮化铝表面26、27，由于热辐射使得在密封部分41、42处的温度升至大约350℃或更低。因此，对于在密封部分中的钼箔18、19，密封部分41、42的温度保持在合乎需要的值。

图6是示出根据本发明的又一个实施例的卤素灯的部分切除的正视图。在如图6所示的卤素灯中，通过钼箔34，把灯泡30内的灯丝31与作为连接部分的由绝缘材料制成的灯头35的连接端子35a电气连接。包括嵌入其中的钼箔34的密封部分32覆盖有具有高导热率和高辐射率的氮化铝薄膜33。由于在具有上述结构的卤素灯的密封部分32上形成氮化铝薄膜33，所以由于热辐射使得在密封部分32处的温度升至一合乎需要的值(大约350℃)或更低。因此，在本发明的卤素灯中，防止密封部分32内的钼箔34氧化，从而灯可以具有较长的使用寿命。

如上所述，根据本发明，当灯点燃时，通过在密封部分上形成具有高导热率和高辐射率的薄膜，可以把在密封部分处的温度保持在350℃或更低，此外，可以容易地生产密封部分。因此，本发明提供低成本和优良使用寿命特性的灯。

虽然，目前根据较佳实施例描述本发明，但是应理解这种揭示并不是限制性的。对于熟悉本发明的人员而言，在阅读完上述揭示后，各种变化和变更都是显而易见的。因此，意欲以所附权利要求书覆盖所有落在本发明实质和范围内的变化和变更。

Claims

1.一种放电灯，包括：

至少充有一种气体并具有电极的灯泡；

包括嵌入其中的导电箔的密封部分，所述导电箔与在所述灯泡内的所述电极相连；和

在所述密封部分的表面上形成的薄膜，其特征在于，所述薄膜由满足下式表达的条件的材料构成：

2.如权利要求1所述的放电灯，其特征在于，所述灯是单管高功率高强度放电灯。

3.如权利要求1所述的放电灯，其特征在于，所述灯的功率消耗在1800W或更大和3500W或更小的范围内。

4.如权利要求1所述的放电灯，其特征在于，所述灯是单管高功率高强度放电灯，而且所述灯的功率消耗在1800W或更大和3500W或更小的范围内。

5.一种充气灯，包括：

具有灯丝的灯泡；

包括嵌入其中的导电箔(34)的密封部分，所述导电箔与在所述灯泡内的所述电极相连；和

6.如权利要求1、2、3、4或5中的任一权利要求所述的灯，其特征在于，所述薄膜是氮化铝薄膜。

7.如权利要求1、2、3、4或5中的任一权利要求所述的灯，其特征在于，在所述密封部分的所述外表面上形成所述薄膜，沿着从远离所述灯泡中心的所述导电箔的所述远端到靠近所述灯泡中心的所述薄膜覆盖层的端部的方向，它的长度是10mm至整个外表面。

8.如权利要求1、2、3、4或5中的任一权利要求所述的灯，其特征在于，所述密封部分具有用收缩密封法形成的平坦形状。