高强度放电灯组件和方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及灯的冷却并且，更具体地，涉及诸如氙弧灯的高强度放电灯的冷却。
【背景技术】
[0002]高强度放电灯相对小巧轻便，然而它们能够产生相当大的照明量。因此，高强度放电灯通常用在在需要相当大的照明强度的各种应用中，诸如探照灯和聚光灯、图像投影仪、体育场照明等。
[0003]此外，诸如氙弧灯的某些高强度放电灯的明亮的白色光谱轮廓与自然的太阳光十分相似。因此，这样的高强度放电灯通常用在太阳模拟器中。太阳模拟器便于在仔细控制的实验室条件下的太阳能电池的室内试验。太阳模拟器还用于测试诸如建筑材料、汽车、飞机和太空交通工具(space vehicle)的对象的热和紫外线暴露问题。
[0004]高强度放电灯的操作产生相当大量的多余的热。例如，某些氙弧灯在从约100°C至约120°C的温度的范围内操作。如果不充分地散热，则由高强度放电灯生成的热会缩短灯的工作寿命或甚至可能永久损坏灯和/或任何周围的结构。最初点亮这样的灯和在操作中维持这样的灯需要的高压使得其难以消散生成的热。
[0005]因此，在本领域技术人员继续致力于灯和灯冷却的领域中的研究与开发以解决以上确定的问题以及其他、相关的问题。
【发明内容】
[0006]在一个实施方式中，公开的灯组件可以包括:壳体，限定内部容积；以及灯，放置在内部容积中，灯包括第一电极和第二电极，其中，第一电极热耦接且电耦接至壳体，并且其中，第二电极热耦接至壳体但与壳体电绝缘。
[0007]在另一个实施方式中，公开的灯组件可以包括:壳体，限定内部容积；以及灯，放置在内部容积中，灯包括第一电极和第二电极，其中，第一电极热耦接且电耦接至壳体，并且其中，第二电极通过导热电绝缘材料和传热元件热耦接至壳体。
[0008]在另一个实施方式中，公开的灯组件可以包括:壳体，限定内部容积；灯，放置在内部容积中，灯包括第一电极和第二电极；安装结构，将第一电极连接至壳体；传热元件，将第二电极沿着冷却路径热耦接至壳体；以及导热电绝缘材料，置于冷却路径中以使第二电极与壳体电绝缘。
[0009]在又一个实施方式中，用于冷却灯的方法可以包括提供灯和壳体，灯包括第一电极和第二电极，将第一电极与壳体热耦接且电耦接，并且将第二电极通过导热电绝缘材料与壳体热耦接。
[0010]从下列详细描述、附图以及所附权利要求书中，所公开的高强度放电灯组件和方法的其他实施方式将变得显而易见。
【附图说明】
[0011]图1是公开的高强度放电灯组件的一个实施方式的部分截面的侧面正视图；
[0012]图2是图1的高强度放电灯组件的俯视平面图；
[0013]图3是图1的高强度放电灯组件的一部分的截面的侧面正视图；
[0014]图4是公开的高强度放电灯组件的另一个实施方式的截面的侧面正视图；
[0015]图5是公开的高强度放电灯组件的又一个实施方式的俯视平面图；
[0016]图6是图5的高强度放电灯组件的一部分的截面的侧面正视图；
[0017]图7是图5的高强度放电灯组件的一部分的截面的俯视平面图；以及
[0018]图8是描述用于冷却诸如高强度放电灯的灯的公开的方法的一个实施方式的流程图。
【具体实施方式】
[0019]参考图1-图3，通常表示为10的公开的高强度放电灯组件的一个实施方式，可以包括壳体12、灯14、一个或多个传热元件16 (在图2中示出八个)、以及导热电绝缘材料18。如本文中更详细地描述的，壳体12、灯14、传热元件16和导热电绝缘材料18可以被布置为使得由灯14产生的热可以在不使灯14电短路的情况下被容易地并有效地传递至壳体12。
[0020]壳体12可以形成灯组件10的外部结构。因此，壳体12为容纳在其中的灯组件10 (例如，灯14、传热元件16和导热电绝缘材料18)的部件提供一定程度的保护(例如，从环境)。尽管在附图中示出了圆顶形的壳体12，但本领域技术人员将理解的是，可以在不背离本公开的范围的情况下使用各种形状和配置的壳体12。例如，壳体12的形状可以由容纳在其中的灯14的形状规定。
[0021]壳体12可以由既导热又导电的材料形成。作为一个一般的非限制性的实例，壳体12可以由金属或金属合金形成。适合于形成壳体12的金属材料的具体实例包括，但不限于，招、铜和钢(例如，不锈钢)、或者它们的合金。作为另一实例，可以使用既导热又至少稍微导电的非金属(例如，复合材料)。
[0022]因此，壳体12可以被电接地(例如，电耦接至接地G(图1))。另外，从灯14传递至壳体12的热可以最终传递至壳体12周围的外界空气。可以采用诸如热交换器的各种元件提高热通过壳体12从灯组件10的去除。
[0023]壳体12可以限定内部容积20和进入到内部容积20中的开口 22。内部容积20可以填充有外界空气。可替代地，可以将改性的大气密封在壳体12以内。如在图1和图3中最佳地示出的，灯14可以置于壳体12的内部容积20中并且被布置为使得由灯14产生的光(箭头L)通过壳体12中的开口 22从壳体12向外投射。
[0024]灯14可以是使用电能产生光的任何装置或系统。在一个特定结构中，灯14可以是气体放电灯，诸如高强度放电(HID)灯。作为一个特定非限制性的实例，灯14可以是氙短弧灯，诸如从马萨诸塞州的沃尔瑟姆的Excelitas Technologies Corp.商购的CERMAX氣短弧灯。作为另一个特定非限制性的实例，灯14可以是氙长弧灯。可以在单个壳体12内使用多个灯14。
[0025]参考图3，灯14可以包括第一电极组件24、第二电极组件26和反射器组件28。第一电极组件24可以被置于接近于(在或者靠近)反射器组件28的第一端30，并且可以包括第一电极32(例如，阴极)和窗口 34。第二电极组件26可以被置于接近于反射器组件28的第二端36，并且可以包括第二电极38 (例如，阳极)。第二电极组件26可以接收电信号S (图1)。反射器组件28可以包括反射器40，该反射器40可以是抛物线的、椭圆形的、球形的等，并且可以将一束光(箭头L)投射通过第一电极组件24的窗口 34并远离灯组件10。
[0026]安装结构42可以将灯14，具体地，灯14的第一电极组件24连接至壳体12并且可以将灯14相对于壳体12保持在期望位置和方向上。安装结构42可以至少部分地围绕进入壳体12的内部容积20中的开口 22。例如，安装结构42可以是置于进入壳体12的内部容积20中的开口 22上的板，诸如接地板。安装结构42可以限定开口 44，灯14的一部分可以通过该开口延伸以投射光，如由箭头L示出的。
[0027]安装结构42可以由既导热又导电的材料形成。作为一个一般的非限制性的实例，安装结构42可以由金属或金属合金形成。适合于形成安装结构42的金属材料的具体实例包括，但不限于，铝和钢(例如，不锈钢)。还可以使用既导热又导电的非金属(例如，复合材料)。
[0028]因此，安装结构42可以将灯14的第一电极组件24电耦接且热耦接至壳体12。因此，安装结构42可以提供从灯14的第一电极组件24至接地G的电路径(图1)，并且可以提供使热从灯14的第一电极组件24传递至壳体12的热冷却路径。
[0029]灯14的第二电极组件26可以被罐装(potted)在导热电绝缘材料18中，诸如以散热器的形式。另外，每个传热元件16的热端部分46可以