專利名稱：為了更好的性能而改變化學(xué)物質(zhì)和去除高亮度弧光燈上的白色氧化涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高亮度放電(HID)燈，特別地涉及HID電弧管及它們的操作。
背景技術(shù)：
在此以引用的方式加入的專利公開了運動場照明系統(tǒng)，如圖1A-F中總得示出的那些照明裝置。這里有改進這些裝置和如何操作它們的空間。
一個確定的改進范圍是關(guān)于與它們使用的HID燈。圖3A-C總得示出了一種類型的HID燈。其在外玻璃罩內(nèi)具有石英電弧管。電弧管典型地在相對的端部(在該石英管的外部上)具有白色氧化涂層。在電弧管的內(nèi)部有化合物的混合，以協(xié)助當(dāng)橫過電弧管的電極施加電流時產(chǎn)生光。
這會有益于操作電弧管以每單位電能產(chǎn)生更多的光。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種HID電弧管光源及其在封閉空間中，例如燈罩或球形燈罩的內(nèi)部，的操作方法。根據(jù)本發(fā)明的器具包括在相對的端部上沒有涂層的電弧管。另外，電弧管內(nèi)的鹽化合物被調(diào)整得產(chǎn)生比目前傳統(tǒng)的鹽"池"更大的鹽"池"。
根據(jù)本發(fā)明的方法，在一個水平位置，或盡可能的接近水平的位置操作該器具。
該器具和方法提供每單位輸入能量增加的光輸出。額外的光能夠被有益地使用。例如，它可以減少使用燈的能量成本和/或可以向要被照亮的區(qū)域提供更有用的光。
典型的運動照明系統(tǒng)使用多個HID燈和固定架。每個固定架增加的光輸出結(jié)果是對于該系統(tǒng)的實質(zhì)上的節(jié)省。本發(fā)明的目的、特征或優(yōu)點
因此，本發(fā)明的主要目標(biāo)、特征、或優(yōu)點是提出一種器具或方法、以及其合并入照明系統(tǒng)，這改善或解決了本領(lǐng)域的一些問題和缺陷。
本發(fā)明的其它目標(biāo)、特征、或優(yōu)點包括這樣一種器具、方法或系
統(tǒng)，其能夠?qū)崿F(xiàn)下面的一個或多個目的
a) 降低能耗；
b) 對于固定的能量，增加在每個固定架的可用光的量；
C)更有效地利用在每個固定架產(chǎn)生的相對于目標(biāo)區(qū)域的光；
d) 提供既能減少使用成本又能增加用于每個固定架的燈的壽命的操作方法；
e) 改善固定架的工作特性；
f) 通過減少特定目標(biāo)區(qū)域的固定架的數(shù)量來減少用于系統(tǒng)的資金成本。
本發(fā)明的示范性的方面
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，器具包括高亮度照明固定架器具和帶有從傳統(tǒng)的HID燈改進的電弧管高亮度放電(HID)燈。 一種增加的金屬
卣化物鹽池被添加至燈的電弧管的化學(xué)物質(zhì)。在傳統(tǒng)的電弧管的相對端部的傳統(tǒng)白色氧化涂層被去除。另一方面，燈固定架中的軛或其它支撐結(jié)構(gòu)適用于支持弧光燈，以使其電弧管在水平位置，或盡可能水平的位置使用，越過對于固定架的大多數(shù)傳統(tǒng)的使用位置。在工作中，與不改變化學(xué)物質(zhì)，具有白色氧化涂層并且不水平工作的燈相比，使用相同的電能，該燈產(chǎn)生額外的流明。


圖1A及其子部分B-F總得圖示了運動照明系統(tǒng)，和用于運動照
明系統(tǒng)的傳統(tǒng)的部件。
圖2A及其子部分B-E圖示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的高亮度放電
電弧管。
圖3A及其子部分B-C圖示了與本發(fā)明的示范性實施例使用的高亮度放電弧光燈。
具體實施方式
總的概括
為了更好的理解本發(fā)明，將詳細描述本發(fā)明的示范性實施例。將會經(jīng)常參照所附的圖。使用相關(guān)的附圖標(biāo)記和字母來表示圖中的一些部分和位置。除非另有說明，在所有的圖中使用相同的附圖標(biāo)記或字母來表示相同的部分和位置。示范性設(shè)備
在Musco公司的美國專利5， 856， 721中公開了一種普通類型弧光燈20，在此以引用的方式加入，有一定的改進。這些類型的燈由Musco公司以Z-LampTM為商標(biāo)來使用，典型地為1000瓦或更大功率的金屬鹵化物(MH) HID燈。它的電弧管12被傾斜地斜置橫過弧光燈20的縱向軸線(參見圖3A-C)。在使用中，其被轉(zhuǎn)動地設(shè)置在固定架10中，以使電弧管的縱向軸線(參見圖3C中的標(biāo)記26)和燈(參見圖3C中的標(biāo)記28/38)限定一垂直平面，并且電弧管12的縱向軸線26盡可能得接近水平面。
用于運動照明的傳統(tǒng)的HID燈在電弧管(參見圖2B-E中用平行線畫出的陰影區(qū)域)的相對端部周圍具有白色的氧化涂層。如圖2A(通過缺少由平行線畫出的陰影)中所示，弧光燈20的電弧管12被改進為從其相對的端部13L和13R停止使用或去除傳統(tǒng)的白色氧化涂層16L和16R。
在包括那些用于運動照明的傳統(tǒng)的金屬鹵化物HID燈中，光在高
壓水銀放電中產(chǎn)生，向其添加其它發(fā)光物類以改進燈的光譜。參見Pure Appl. Chem雜志2000年第72巻第11期2159-2166頁，W. van Erk發(fā)表的文章"Transport processes in metal halide gas dischargelamps",在此以引用的方式加入。這些其它發(fā)光物類中的一些是鈉-鈧混合物，有時候被稱為金屬鹵化物鹽。該示范性實施例的金屬鹵化物燈20中的電弧管12被改進為具有增加的鈉-鈧鹽混合池的量。其大約超過為傳統(tǒng)的該型HID燈的兩倍。 一個用于運動照明的2000瓦HID金屬鹵化物燈傳統(tǒng)地具有大約31毫克的這種鹽。這被增加至大約61毫克。這在整個燈的工作壽命中提供了更大的"鹽池"。在制造期間，使用添加傳統(tǒng)量的相同方法添加增加的量。通過減少傾斜因素的新的燈流明
已經(jīng)確定，通過在燈20的使用期間將電弧管12水平夾持能獲得額外的流明輸出。
燈20的一種形式是將電弧管軸線26從燈軸線28偏移一固定的角度(例如30度)。這是用于運動照明固定架的經(jīng)常的對準(zhǔn)角度。然而，如前面所述，用于場地的所有固定架很少最終準(zhǔn)確地對準(zhǔn)水平面以下30度。如美國專利5， 856， 721中所描述，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識到，因為燈20超過正常的運動照明角度比傳統(tǒng)的燈更加接近水平，所以燈20會超過正常的運動照明對準(zhǔn)角度減少傾斜因素的量。因此，其會表明在大多數(shù)的情況下在該燈的整個壽命中，對于給定的能量輸入，流明輸出的凈增加。
有其它的方式調(diào)整弧光燈12和反射表面32的對準(zhǔn)軸線之間的關(guān)系。參考Musco公司的美國專利5， 161， 883，在此以引用的方式加入。這里，固定架10包括電弧管對于該固定架在對準(zhǔn)角度的整個正常范圍內(nèi)的自動水平對準(zhǔn)。燈位置獨立于燈錐體被保持在對于該錐體傳統(tǒng)運動照明對準(zhǔn)角度的整個范圍內(nèi)(例如在相對于水平面下方15度到60度)。該自動總傾斜因素糾正特征消除了由傾斜因素造成的流明損耗。即使許多固定架相對于目標(biāo)區(qū)域?qū)⒈粡牟煌慕嵌葘?zhǔn)，它也提供附加的優(yōu)點對于給定的照明應(yīng)用，在大多數(shù)固定架中，如果不是在所有的固定架中，允許使用單獨類型的HID燈。
必須小心以保證燈20的電弧管12最終處于轉(zhuǎn)動方向，這樣在使用期間電弧管12的縱向軸線和燈20的縱向軸線在一個垂直面上。這 需要Z-lampTM在它的燈座上有正確的旋轉(zhuǎn)方向。在安裝的時候，可以
通過用手?jǐn)Q緊或適當(dāng)?shù)亩ㄎ粊碜龅?。作為選擇，可以通過結(jié)構(gòu)來幫助 確保此要求(參見Musco的美國專利5， 161， 883-公開了在燈20的 底部上的銷裝配在座154上螺旋狀的狹槽中，來確定燈20的轉(zhuǎn)動對 準(zhǔn))。燈架IO也可以包括校正狹槽或其它結(jié)構(gòu)的進一步的特征，至少 為了較小的調(diào)整來旋轉(zhuǎn)地調(diào)整夾持燈20的座，例如，或者作為唯一的
工具，或者萬一銷/狹槽不精確或者有其它未對準(zhǔn)的情況。 通過去除傳統(tǒng)的電孤管端部涂層的新的燈流明
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果能夠在水平或接近水平的狀態(tài)下使用電弧管，至 少在其使用壽命的一些部分中，在電弧管端部上的正常白色氧化涂層 的去除和鈉-鈧鹽池的增加能夠增加HID燈的流明輸出。流明輸出的增 加是可以預(yù)期的。
通常，這種白色的氧化涂層被用來保持電弧管的端部被加熱，來 阻止這些區(qū)域的冷卻，這可導(dǎo)致化學(xué)物質(zhì)的沉淀和流明輸出的減少。 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在許多或大多數(shù)情形下它們可以被去除，并且對于HID燈， 在其使用壽命的后期有降低的燈流明損耗。燈流明損耗，如在這里使 用的和在本領(lǐng)域公知的，指在HID燈的累計使用小時內(nèi)，它們所經(jīng)歷 的流明輸出的損失。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，改良的電弧管12的減少的流明損耗在 初始的迅速流明損耗階段(通常是燈工作的第一個IOO小時)后，開 始具有實質(zhì)性的作用。因此，僅僅是白色氧化涂層的去除和增加的鹽
池就能夠在相同的輸入能量的情況下產(chǎn)生額外的流明。然而，還發(fā)現(xiàn)，氧化涂層的去除導(dǎo)致更劇烈的和更快的傾斜因素。傾斜因素，如在這
里使用和在本領(lǐng)域中公知的，指如果一些HID燈(包括金屬鹵化物) 不在垂直的或水平的情況下被使用，輸出流明的損失。因此，電弧管 12的水平使用能夠避免由該潛在地增強傾斜因素引起的這種光增益 的減少。
通過改變傳統(tǒng)的電弧管化學(xué)物質(zhì)的新的燈流明
隨著時間的過去，這些類型的燈會老化，尤其在較高的溫度時， 一些鹽遷移通過電弧管的石英。 一些化學(xué)物質(zhì)腐蝕石英，并且損失掉。 這能夠減少流明輸出或影響電弧管的性能，和縮短它的壽命。
己經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過產(chǎn)生更大的"鹽池"，其至少保持較高的流明輸出 (在燈的整個使用時間中減少流明損耗)。此外，通過使用水平的弧光 燈，其不加熱一端或另一端(和阻止在較冷部位的化學(xué)物質(zhì)的沉淀， 這能堵塞電弧管和阻擋可用光)，并且相信能減少鹽通過石英的遷移， 鹽對石英的侵蝕，或鹽的損耗。而且，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，不僅在燈的使用期 間流明輸出會增加，而且燈會在較冷狀態(tài)下工作。通過化學(xué)物質(zhì)穿過 電弧管12的石英的擠出，會減少燈出現(xiàn)故障的風(fēng)險，該風(fēng)險在較高溫 度下會更高。這有助于弧光燈的更長的壽命。如果沒有改善，也能保 持該燈的美學(xué)性能，提供了用于運動照明的光頻率的正確混合。
改變的化學(xué)性質(zhì)、電弧管端部涂層的去除和水平的使用會累計地 改善燈20的性能(燈的效率和美學(xué)性能)，增加燈的流明，和增加燈 的壽命。在燈的工作壽命期間，至少在一定時間，該較大的"鹽池" 相信會有助于增加流明輸出。相信前面描述的改變的燈化學(xué)物質(zhì)能夠使所有的HID燈更有效， 但至少，鹽池的增加將對于傳統(tǒng)的不同金屬鹵化物的化學(xué)性質(zhì)起作用。 選擇和替代
應(yīng)認(rèn)識到，僅通過舉例的方式而不是限制的方式給出前面示范性 的實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的各種明顯的變化包括在本發(fā)明中。 本發(fā)明的范圍完全由權(quán)利要求來限定。
例如，通過本發(fā)明可以想到在尺寸、材料和組合上的變化。特別 地，示范性實施例的所有特征和方面不需要產(chǎn)生有益的或有利的結(jié)果。
權(quán)利要求
1、一種用于增加來自高亮度弧光燈的可用光而不增加能量消耗的方法，該照明固定架包括由玻璃罩充分地包圍的電弧管，所述方法包含a.通過使用帶有電弧管的高亮度放電燈來增加燈的流明輸出而不增加工作能量，所述電弧管被這樣操作(1)在任一端上沒有熱反射涂層；(2)有增加的金屬鹵化物鹽池；(3)在水平或接近水平狀態(tài)工作。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述鹽池被增加到大約兩倍。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，進一步包含不管所述照明固定架的 方向自動地將所述電弧管保持為水平或接近水平。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包含利用帶有從所述燈的 縱向軸線偏移的電弧管的弧光燈，相對于所述照明固定架安裝所述燈， 以使所述電弧管在工作位置中對于所述照明固定架為水平或接近水 平。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，進一步包含包括自動定位系統(tǒng)， 以確保相對于所述電弧管在所述照明固定架上的安裝，它的正確的轉(zhuǎn) 動位置，以確保當(dāng)所述照明固定架在工作位置中時，其為水平或接近 水平。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述熱反射涂層是白色氧化 涂層。2
7、 一種用于改善來自高亮度弧光燈的可用光而不增加能量消耗 的方法，這種類型的弧光燈具有帶有鹽池的電弧管和在所述電弧管的任一端上的熱反射涂層，所述方法的特征在于包含 a.去除所述熱反射鍍層。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，進一步包含增加在所述電弧管中 的所述鹽池。
9、 如權(quán)利要求7所述的方法，進一步包含操作在水平或接近水 平狀態(tài)的所述電弧管。
10、 一種照明固定架，包含a. 帶有用于高亮度放電弧光燈的固定件的照明固定架外殼；b. 所述高亮度放電弧光燈包含在任一端沒有熱反射涂層電弧管 和增加的鹽池。
11、 如權(quán)利要求10所述的器具，其中所述增加的鹽池包含大約 兩倍的傳統(tǒng)形式弧光燈的鹽池。
12、 如權(quán)利要求10所述的器具，進一步包含相對于該固定架定 向所述電弧管，以使其會在所述固定架的對準(zhǔn)角度，在水平或接近水 平狀態(tài)工作。
13、 如權(quán)利要求10所述的器具，進一步包含在所述固定架相對 于目標(biāo)區(qū)域的對準(zhǔn)角度的整個范圍，調(diào)整所述燈對于所述固定架的相 對方向的設(shè)備。
14、 一種用于增加來自高亮度弧光燈的可用光而不增加能量消耗 的方法，該照明固定架包括由玻璃罩充分地包圍的電弧管，所述方法包含a.通過使用帶有電弧管的高亮度放電燈來增加燈的流明輸出而不增加工作能量，所述電弧管被這樣操作 (1)在任一端上沒有熱反射涂層。
15、 一種用于增加來自高亮度弧光燈的可用光而不增加能量消耗 的方法，該照明固定架包括由玻璃罩充分地包圍的電弧管，所述方法 包含a.通過使用帶有電弧管的高亮度放電燈來增加燈的流明輸出而不 增加工作能量，所述電弧管被這樣操作(1) 在任一端上沒有熱反射涂層；(2) 有增加的金屬鹵化物鹽池。
16、 一種用于增加來自高亮度弧光燈的可用光而不增加能量消耗 的方法，該照明固定架包括由玻璃罩充分地包圍的電弧管，所述方法 包含a.通過使用帶有電弧管的高亮度放電燈來增加燈的流明輸出而不 增加工作能量，所述電弧管被這樣操作 (1)有增加的金屬鹵化物鹽池。
全文摘要
一種增加來自高亮度弧光燈的可用光而不增加能量消耗的方法。在一方面，該方法通過使用在相對的端部沒有熱反射涂層的電弧管，改變了傳統(tǒng)的HE)電弧管。在本發(fā)明的另一方面，增加了電弧管內(nèi)的鹽池。在進一步的方面，使用水平或接近水平的電弧管。這些方面可以在任意組合中被使用。
文檔編號H01J61/00GK101529553SQ200680008820
公開日2009年9月9日 申請日期2006年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月18日
發(fā)明者M·K·戈爾丁, T·J·博伊爾 申請人:馬斯科公司