技术领域
[0001] 本
发明总体涉及用于在室内使
植物生长的园艺照明设备，特别是点亮双端高压钠灯的在受限的室内生长空间中使用的空气冷却设备。
背景技术
[0002] 用于在受限的室内空间使植物生长的园艺照明设备必须提供充足的光照以使植物生长，同时不能过度升高生长环境的
温度。消除设备产生的热量通常是通过使冷却空气围绕灯并通过设备，再将其排出生长环境实现的。由于生长环境受特别控制，且通常会增加二
氧化
碳含量来促进植物生长和保持植物健康，所以用于冷却设备的空气不混入生长环境中。
[0003]
电子镇流器技术的发展使得在室内园艺业中使用连接至灯每端的电源的(即，本文中的术语“双端”)改进高压钠“HPS”生长灯成为可能。双端灯由每端供电，且由每端的
灯座支撑，从而不需要标准单端HPS灯所要求的灯内
框架支撑电线。没有框架电线消除了常常困扰单端HPS灯的遮蔽问题。双端灯还受益于由气体填充而非
真空封装的较小
电弧管。较小电弧管相当于较小
光源点，因而可以改善光投射控制和光度性能。事实证明，双端HPS灯比同等单端HPS灯效率更高，比同瓦数的HPS灯寿命更长，并且与任何相同光输出率的单端HPS灯相比能产生更多用于植物生长的有益
波长光。具有所有这些光输出性能优势的双端HPS灯在操作时具有显著特殊性，尤其是在冷却灯时。灯包络面的
工作温度必须保持在一个小的工作围内，否则双端HPS灯将
电能转化为光能的效率会显著降低。当受到流动空气影响时，双端HPS灯会吸引过多
电流，这可能导致为灯供电的镇流器故障或停止工作。事实证明，当被保持在恒定工作温度的停滞空气限界时，双端HPS灯将电能转化为光能的效率更高，且能产生更多植物可用
光谱内的光。双端HPS灯的这种特殊性不但使其成为优异的生长灯，同时，由于所述灯
对流动冷却空气非常敏感，也否定了之前对用于受限的室内生长应用的双端HPS灯进行封装、密封及空气冷却的做法。
[0004]
现有技术没有解决的另一个挑战涉及将玻璃板密封至设备底部。当点亮双端HPS灯时，
反射器内部温度导致
垫片材料失效。此外，由双端HPS灯产生的紫外和红外光能降低，并导致
橡胶、氯丁橡胶及适用于密封玻璃板的其它大多数垫片材料变脆。
[0005] 来自荷兰的
灯具公司Gavita生产各种使用双端HPS灯的设备。其一般构造包括具有脊部的反射器，所述脊部在相对的每端上分别具有灯座，从而使所述双端灯悬置于植物上方的反射器下。所述反射器不与生长环境密封隔离，也没有壳体围隔或促进强制空气冷却的管道。Gavita公司的设备提供高性能的双端HPS灯的优势，但缺乏空气冷却能
力，这一能力在上述讨论的许多室内生长应用中是不可或缺的。
[0006] 综上所述，我们谨认为现有技术没有教导或建议适用于在受限的室内生长空间使植物生长的双端HPS灯所用的空气冷却园艺设备。
发明内容
[0007] 如上所述，本发明的一个目的是提供用于在受限的室内环境中使植物生长的空气冷却双端HPS灯设备。
[0008] 本发明的另一目的是提供一种设备结构，其中，利用强制空气流消除由灯产生的过度热量。
[0009] 本发明的又一目的是提供工作时在反射器内保持恒定温度的灯周围的停滞空气空间，以防止灯由于温差或直接流动冷却空气而吸引过多电流。
[0010] 本发明的再一目的是利用不受灯破坏性光影响的垫片提供设备与生长环境之间的绝对气密密封。
[0011] 本发明的特征进一步在于，通过转向器干扰在反射器顶部上方形成
涡流的气流，从而增强冷却空气流的紊流。
[0012] 通过结合
附图考虑本发明的以下详细描述，本发明的其它目的、优势和特征会显而易见。
附图说明
[0013] 为了使附图更清楚，同时帮助理解本发明的各种元件和
实施例，图中的元件不一定是按比例绘制。进一步地，本行业人员常见且熟知的元件，如电源连接，不一定示出，以便提供本发明各实施例的清晰视图，因此，附图在形式上主要注重简洁清楚。
[0014] 图1示出本发明设备的优选实施例的等距分解图；
[0015] 图2示出图1所示设备的剖面分解侧视图；
[0016] 图3示出图1所示设备的示意性截面端视图；
[0017] 图3A示出图1所示流干扰器的分解透视图；
[0018] 图3B示出图3A所示流干扰器的分解透视图，进一步包括紊流器；
[0019] 图4示出图1所示设备的剖面
角，示出压缩
变形、被遮蔽的垫片。
具体实施方式
[0020] 如附图所示，“
散热器”是用于从系统中吸收、传递或散发热量的部件。在本发明中，发射器100用作灯2的“
散热器”，灯2在反射器内侧面101中与冷却空气流310隔离。反射器100将灯2产生的热量对流传递至冷却空气流310中。“对流传递”是指热量通过与热部件
接触的运动
流体运输。在本文中，流体是空气，尤其是冷却空气流310，热部件为反射器100。由于特别先决条件是双头高压钠(HPS)灯2与流动空气，尤其是冷却空气流310隔离，热量传递从反射器外侧面102向冷却空气流310以对流方式进行。以对流方式发生的热传递的速度取决于可补充流体(即，冷却空气流310)通过密切接触反射器外表面102的相对高温吸收热量的能力。这一关系可以用以下公式表示q＝hA△T，其中，“h”表示由流体变量得出的流体对流系数，所述变量包括成分、温度、速度和紊流。“紊流”是指混乱的流动状态，其中流体/空气在量和方向上发生不规则变化，出现涡流或以漩涡方式流动。“层”流是指顺畅的线型流或正常平行流，一般具有抵靠
层流下方表面的空气
边界层。事实证明，当使用散热器设备在冷却中介如空气中冷却时，紊流将热量从散热器传递至流动空气的效率更高。紊流的作用是冲开空气边界层或推开离散热器最近的空气停滞层，从而提高流体对流系数，增加热传递。紊流还可以提高待冷却表面上的速度和压力，增加热传递。本文中的术语“紊流器”是强化对层流的干扰，使其产生更强烈紊流的设备。
[0021] 参见图1-2，所述设备的优选实施例包括反射器100，其容纳于壳体200内，壳体200在反射器外侧面102和壳体内部220之间的空气空间内限定冷却室300，冷却室300与第一
导管和第二导管空气连通。冷却空气流310设置为穿过第一导管235和第二导管245之间的冷却室300。两个灯座230A-230B
定位成部分穿过两个相对的反射器孔105A-105B，在反射器内侧面101内为双端HPS灯提供安装
位置。流干扰器160固定在每个灯座230A-230B和孔105A-105B上，使原本要进入反射器内侧面101的流动空气转向，同时进一步在反射器100最热部分处的反射器顶部104上的灯座之间、大体位于灯2上方的冷却室300内产生空气涡流和局部空气紊流。流干扰器160干扰冷却空气流310，产生空气涡流，提高冷却室300内的局部涡流速度，冲开反射器外侧面102近侧减少热传递的空气边界层，进而增强从反射器100至冷却空气流310的对流热传递。
[0022] 参见图1和图2，设备1包括壳体200；容纳于壳体200内的反射器100；由壳体200内部和反射器外侧面102之间的空气空间限定的冷却室300。冷却室300与大体位于壳体200的相对侧面上的第一导管235和第二导管245空气连通。冷却空气流310流过第一导管235和第二导管245之间的冷却室300，冷却空气流310被远距
风扇推动或拉动，图中未示出所述风扇，但其为现有技术中常用的风扇，所述风扇由软管或导管连接至第一导管235。
[0023] 在流过反射器顶部104之前，冷却空气流310被增强紊流的流干扰器160分开或偏转，从而提高从反射器内侧面101经过反射器100，从反射器外侧面102对流传递至冷却空气流310的热量传递。反射器100的最热区域是直接位于灯2上方的反射器顶部104，这是距离光源最近的结构。由于容纳在壳体200中，反射器100具有限定在反射器顶部104和壳体内部220之间的反射器顶部气隙104A。在优选实施例中，使用1000瓦双端HPS灯的反射器顶部104的气隙104A高度为3/8英寸，其为如反射器顶部104和壳体内部220之间的空气紊流运动提供充足的冷却室300空间，以便于充分冷却，同时保持可接受的空气绝缘壳体200外部温度。
[0024] 图2使用虚线的剖面图中，示出灯2通过其端部插入反射器内侧面101内反射器顶部104附近的灯座230A-230B中安装。图中示出灯2的朝向平行于冷却空气流310，但是，鲁棒设计允许灯2在反射器100内以相对于冷却空气流310的任何发散角定向。
[0025] 如图3中截面图示意性示出的，由箭头表示的冷却空气方向示出受流干扰器160影响的冷却空气流310。在操作中，冷却空气流310被强制随风扇(未示出)运动，或被风扇推动，或被风扇拉动通过第一导管235，然后进入并通
过冷却室300，从第二导管245排出。冷却空气流310被流干扰器160转向并分开，部分空气被引导至反射器外部102的一侧上，另一部分被引导至反射器外部102的另一侧上。转向的冷却空气流310在设备1内被重新定向，从而阻止流动空气压迫反射器100上的任何孔、空隙或通孔。
[0026] 如图3和图3A所示，流干扰器160被构造为偏转并干扰流动空气，并且被布置成附接至至少一个灯座230上并围绕至少一个孔105，从而使通过冷却室300的冷却空气被偏转并干扰为比层流状态更紊乱的流。如上所述，在优选实施例中，流干扰器160定位成促进流动空气偏转远离灯座230和孔105，实质上满足了两项功能，在冷却室300内产生紊流，同时重新定向可能由
泄漏引起的远离反射器区域100流动的空气。流干扰器160的位置不限于围绕灯座230或孔105，如安装于第一导管235或第二环形导管245内的流干扰器160有效地将紊流引入冷却空气流310中，取决于哪个接收流入冷却空气流310，并且取决于哪种构造可能是优选的。单独或协同工作的附加流干扰器160可以包括在安装至反射器100或壳体200上的冷却室300中。
[0027] 图3A示出流干扰器160的优选实施例设计，其由第一金属片部分160A和第二金属片部分160B简单构造而成，金属
钢比
铝更加优选，因为流干扰器160的热传导性不如生产相关的成本重要，但实践中两种金属都适用。如图3A所示，流干扰器160不受流动空气影响，从而便于实现使流动空气偏转远离反射器孔105同时在冷却室300内产生紊流的双重功能。
[0028] 如图3B所示，强化流干扰器160具有紊流器161，图中将其示意性地示出为多排通孔。紊流器161也可以是翅片、刀片、排气口或栅格，用于冷却空气流310的大多数干扰结构、重定向通道或障碍物都会导致紊流，从而增加从反射器100到冷却空气流310的热传导性。
[0029] 如上所述，反射器100是用作灯2的散热器的所述设备的热传导部件。反射器100优选由铝构造而成，铝是最优选材料，因为铝的热传导性相对较高，容易成型及形成，且
抛光后具有高反射性。铝的高热传导性提供反射器内侧面101到反射器外侧面102之间的有益热传递，通过反射器100进行热传递或散热。钢也是一种适合的材料，但是，其低热传导性使得铝是优选的反射器100材料。
[0030] 如附图所示，通过反射器100的开口、空隙或空间被填充、堵塞或
覆盖，从而使反射器内侧面101密封，与流动空气隔离。第一灯座230A组装并容纳于壳体200内，其设置为填充反射器100的第一孔105A，密封第一孔105A使其与流动空气隔离。第二灯座230B设置为填充第二孔105B，密封第二孔105B使其与流动空气隔离。第一灯座230A和第二灯座230B被构造并设置成协同接收双端HPS灯2的端部，使灯2位于反射器内侧面101内两个灯座230A-230B之间。如图2的侧面和图3所示，流干扰器160附接在灯座230A-230B上及冷却空气流310的路径内的两个孔105A-105B上。这样，流干扰器160围绕分别位于灯座230A-230B或孔105A-105B之间的任何开口或空间，从而使通过冷却室300的空气转向，远离进入反射器内侧面
101的任何潜在开口。通过部分插入各个灯座230A-230B来填充每个孔105A-105B要求精确的制造公差或专
门制作的灯座230，以防止或大体阻止流动空气从灯座230周围流入反射器内侧面101。可以使用耐热密封介质如金属带(metal tape)或高温尖
铁(calk)将孔105完全密封至灯座230，从而偏转冷却空气路径310，防止其进入反射器内侧面101。但是，高温密封介质一般比较昂贵，手动应用密封介质常常会出现混乱、缓慢的情况，且因为人工错误使生产过程多一个步骤。如本文所述，优选实施例使用的流干扰器160由不透气的金属片构造而成，而不是密封介质。但是，密封介质若应用得当，可以代替流干扰器160用于密封反射器内部101的有限目的，但缺少空
气动力结构，所述
空气动力结构对于扰乱冷却空气流310，在第一灯座230A和第二灯座230B之间产生紊流，强化从反射器100进入冷却空气流310的热对流传递是必需的。
[0031] 图4示出设备1底角的放大截面图，图中示出限定在反射器100和壳体200之间的冷却室300。示出冷却室300的截面图示出反射器100和壳体200之间的空气空间从上到下的相对尺寸的优选实施例。如图所示，只有一个连续冷却室300，但被干扰器160分开的几个小冷却室300或位于壳体内部220和反射器100之间的安装翅片可以更好地控制冷却空气流310通过设备1的运动。
[0032] 图4中示出的设备1的底角的左下方放大视图，其示出容纳于壳体200内的反射器100的下唇部103的位置，其中，下唇部103靠近壳体下边缘210且在壳体下边缘210下方略微延伸。如上所述被容纳后，反射器100的下唇部103和壳体下边缘210热传递
热能。这种散热发生在反射器100的较热下唇部103和壳体200的较凉下边缘210之间，从而使下唇部103成为反射器100的最凉部分，形成使用垫片31密封反射器100的最适合位置。专门形成的反射器唇部103保护性地遮蔽垫片31，使其免受有双端HPS灯2产生的光能破坏，从而防止垫片31在工作时过早失效。被压缩后，垫片抵靠壳体边缘表面密封，使31A略微变形以进一步抵靠反射器唇部103密封。这样就提供了设备内部和生长环境之间的双冗余密封，同时还提供不易受密封过早失效的影响的冷却室300和反射器内侧面101之间的绝对气密密封。
[0033] 如图4所示，玻璃板30和壳体边缘210之间的压缩密封是将垫片31夹在中间，从而使生长环境与设备内部密封隔离。垫片31相对于反射器100定位使得反射器下唇部103遮蔽或挡住由灯产生的直射光2A，避免其影响垫片31。如图所示，玻璃板30被具有足够使垫片31变形的
压缩力的至少一个闩
锁32以压缩方式保持就位。变形的垫片31A密封接触下唇部103，在被遮蔽且保护免受由灯2产生的直射光能影响的下唇部103处形成抵靠反射器100的温度最低部分的第二冗余密封。在优选实施例中，垫片31由多孔氯丁橡胶材料构造而成，但是，很多适合的耐热垫片材料都可以用于构造垫片31。
[0034] 如图所示，本发明设备可以利用风扇或其他空气强制装置将冷却空气推动或拉动通过冷却室300。稳健的设备1利用被隔离的反射器100的内侧面101在壳体200内产生的
负压或
正压有效冷却。可以使用两个风扇协同工作而不偏离所公开的实施例，与现有的“菊式链接”构造类似，沿冷却系统将设备连接在一起也是可行的。
[0035] 以上详细描述是用于说明目的。为了更好地理解本发明，同时使本发明更清楚，文中并没有包括空气冷却园艺照明设备的所有电源连接或机械部件，且本发明示出的是对于理解本发明设备最为必要的部件和元件。文中故意省略的部件或元件可以采取具备本发明所公开信息知识的本领域普通技术人员容易想到任意数量的已知形式。应当理解的是，虽然本发明描述并说明了某些形式，但本发明不受其限制，仅由所附
权利要求书及其认可的功能等同物限定。
