[发明专利]冷却弧光灯的方法

说明书

发明领域

本发明通常关于弧光灯，但也不排除用作移动图像投影仪的投影灯。

发明背景

氙弧光灯在工作时产生大量的热量，为了使该灯得到可接受的寿命必须进行冷却。在空气冷却的投影仪中，灯位于灯罩中，必须给灯罩提供足够的气流以除去弧光灯产生的热量。在美国专利No.5587750(Gibbon等)中公开一个具有气冷氙弧光灯的投影仪的例子。该专利并未专门公开灯是如何冷却的，但在附图1中(在46处)确实示出一根软管，灯罩(42)的冷却气体通过该软管从投影仪排出。这里公开Gibbon等的专利以供参考。

一个氙弧光灯通常具有封住在其之间放电的阴、阳极的玻璃罩。在罩中具有加压的隋性氙气。位于玻璃罩的灯泡中的阴、阳极处于相应电极组件的相对端上。电极组件罩在该罩的同轴的圆柱部分内，该圆柱部分从灯泡的相对方向延伸出来。因此，该灯具有由阴、阳极组件确定的轴。在一些应用中，灯以其垂直轴(如±15°)定向，阳极通常在最上部，然而氙弧光灯也可安置成水平方向。

先有技术的描述

本文包含几个关于冷却灯的建议的例子。在美国专利No.5721465(Roberts)中公开了具有改进冷却的投影仪的氙弧光灯。在美国专利No.5369557(Ronney)中公开了装有氙弧光灯的探照灯。

美国专利No.4630182(Moroi等)提供一种冷却短弧光水银灯的建议，短弧光水银灯与氙弧光灯不同，它没有阴极和阳极，工作时灯的方向要求也不严格。

其它的一些公开灯的冷却的专利的例子是美国专利Nos.5091835(Malek等)和5458505(Prager)。

发明概述

本发明人已经认识到，在气冷弧光灯中，必须提供足够的气流来除去由灯产生的热量，气流在灯泡上方的特性也是很重要的，它可影响灯的性能。如果气流太大，在灯泡本身内会产生气体(氙气)涡流，使电弧不稳定。在投影灯的情况下，该不稳定在投影屏上可以看到令人讨厌的闪烁。已经发现气流如果不均匀地分布在灯泡表面上方，也可使电弧不稳定和闪烁。

如果灯垂直定向(通常阳极在上)，已经发现电弧具有高频漂移的倾向，这会在投影屏上产生很大的闪烁。为此有人提出严格地精确控制灯上的气流。

因此，本发明的目的在于解决与移动图像的投影仪孤光灯和总的弧光灯有关的上述问题。

在本发明的一个方面中，提供了一种冷却弧光灯的方法，该弧光灯具有同轴的阳极端部分和阴极端部分，还具有在上述端部分之间包括一灯泡的玻璃罩。该方法包括用包括灯的端部分的一个护罩的支撑装置来支撑灯罩中灯的端部分中的一个。该护罩提供了围绕灯的端部分的环形空气空间，并具有冷却空气的入口和导向罩子的灯泡的环形空气出口。使冷却空气从护罩入口通过护罩流到护罩出口，离开出口的空气像环状气流那样流过灯泡，从而冷却该灯。

本发明还提供了一种弧光灯组件，它包括上述形式的灯和灯罩，灯罩包括聚光器和一个开口，由聚光器反射的灯光通过该开口离开灯罩。灯罩具有冷却空气的入口和出口，一个电风扇使入口和出口之间的空气流动。该组件包括灯支撑件，灯支撑件用来支撑灯的相应的端部分，使灯相对于聚光器恰当定位。一个灯支撑件包括用于灯的相关端部分的护罩，该护罩提供围绕灯的端部分的环形空气空间。护罩具有冷却空气的入口和导向灯罩的灯泡的环形空气出口。通向灯罩的冷却空气入口与通向护罩的空气入口联通，灯罩的冷却空气出口位于远离护罩的位置，从而在使用时冷却空气流过护罩，并像在灯泡上流过的环状气流那样离开护罩出口，从而冷却该灯。

正如前面指出的，本发明基于这样的认识：精确控制流过灯泡的表面的冷却空气对电弧的稳定性来说是很关键的。护罩和灯的端部分(通常是阳极端)之间的环形空气间隙产生倾向于“附着”到灯泡表面的一“块”层状空气流，由此提供了有效的冷却。在实践中已经发现，对投影灯罩来说，仅用一个冷却风扇是必需的，这样做气流可被精确控制从而提供合适的冷却，同时能避免过量的气流(它会导致不希望出现的电弧移动)。

护罩最好由从灯罩壁朝内延伸的一根支撑臂支撑。该臂是中空的、并在其一端与护罩的空气入口联通，通到灯罩的空气入口在其相对的一端。于是冷却空气沿臂流入护罩。该护罩最好定位成与灯的端部偏置，从而使护罩和灯之间的间隙从邻近空气入口的最大改变到灯端的相对侧上的最小。这种偏置消除了靠近入口处空气移动较快的倾向，较宽的间隙减小空气的速度，相对侧上较窄的间隙增大了空气的速度。结果使围绕灯的整个外围的气流较为均匀。

附图概述

为了更好地理解本发明，下面将参照说明作为示例性的本发明的特殊的优选实施例的附图，其中：