專利名稱：高壓放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓放電燈，包括以氣密方式封閉放電空間的透光燈容器；存在于放電空間中的可電離填充物和帶有非氧化發(fā)射體的一對電極，每個電極連接到通過燈容器從放電空間延伸到外部的電流導(dǎo)體，并且每個電極包括外部線圈。
可從JP-03-004441中知道這種電燈。該公知燈的電極包括內(nèi)部線圈直接纏繞在其周圍和其上的電極棒。外部線圈圍繞電極棒纏繞在內(nèi)部線圈上。這樣內(nèi)部線圈被封閉在電極棒和外部線圈之間。通過這種電極結(jié)構(gòu)便于燈的起動。在燈點亮期間在輝光階段由電極產(chǎn)生的熱幾乎不能從外部線圈散去，這是因為外部線圈由于內(nèi)部線圈而與電極棒的較好熱絕緣。在點亮階段，外部線圈被加熱到產(chǎn)生鎢的熱離子發(fā)射的溫度，即外部線圈用做非氧化發(fā)射體。一般公知，起動對電極的損傷發(fā)生在點亮階段期間，這將導(dǎo)致電極材料的濺射和/或蒸發(fā)。該燈的缺點是從電極材料濺射和/或蒸發(fā)的材料沉積在透光燈容器上，導(dǎo)致燈容器的加速變黑，因而導(dǎo)致光損失。由于外部線圈的較大質(zhì)量和由于外部線圈和內(nèi)部線圈之間及內(nèi)部線圈和電極棒之間的較強的物理接觸，外部線圈所達到的溫度仍然較低。由于熱離子發(fā)射隨著溫度降低而降低，因此外部線圈的熱離子發(fā)射也較低。結(jié)果是，該燈具有較差的點亮性能的附加缺點。
本發(fā)明的目的是提供克服了上述缺點的開篇所述類型的電燈。
根據(jù)本發(fā)明，這個目的是通過電燈來實現(xiàn)的，其特征在于外部線圈封閉其中保持非氧化發(fā)射體的空腔，并且非氧化發(fā)射體基本上不與外部線圈直接接觸。非氧化發(fā)射體優(yōu)選將是金屬目標，例如具有在如2700K或更高的高溫下的熱離子發(fā)射的鎢線。與公知燈相反，在點亮階段，外部線圈到達高溫時，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的燈中的外部線圈保持較冷，而非氧化發(fā)射體達到了產(chǎn)生熱離子發(fā)射的高溫。在點亮階段外部線圈的較低溫度具有的效果是，幾乎沒有任何材料從外部線圈濺射和/或蒸發(fā)到燈容器上。由于發(fā)射體與外部線圈的較大質(zhì)量相比質(zhì)量較小和由于發(fā)射體以熱絕緣方式被保持在外部線圈內(nèi)部的空腔中而達到發(fā)射體的高溫。發(fā)射體的熱絕緣捕獲是如下實現(xiàn)的發(fā)射體基本上不與外部線圈物理接觸，例如它只在一點固定于外部線圈上。由于燈容器被外部線圈與發(fā)射體屏蔽，因此從發(fā)射體濺射和/或蒸發(fā)的材料不能到達透光燈容器。因而，在本發(fā)明的燈中，被濺射和/或蒸發(fā)的材料沉積在外部線圈上。由此減少了燈容器的變黑，并且本發(fā)明的燈具有改進的維護性。發(fā)現(xiàn)在點亮階段期間非氧化發(fā)射體的熱離子發(fā)射非常好。因此，發(fā)現(xiàn)不需要分別的供給氧化發(fā)射體，即釷化合物或鋇化合物。非氧化發(fā)射體比氧化發(fā)射體的優(yōu)點在于發(fā)射體與鹽填充物反應(yīng)的風(fēng)險降低了，而且非氧化發(fā)射體較便宜。電極構(gòu)造的良好熱離子發(fā)射可能是因為發(fā)射體與外部線圈的優(yōu)異熱絕緣，使發(fā)射體到達較高溫度。因而本發(fā)明的燈不僅具有好的維護性，而且具有好的起動性能。在燈的穩(wěn)定工作期間，電弧附著于外部線圈，因而發(fā)射體較冷。外部線圈的較大質(zhì)量和好的導(dǎo)熱性使電弧的附著產(chǎn)生的熱很好地傳導(dǎo)到燈容器上，并且外部線圈在正常工作期間也將保持較冷。
在高壓放電燈的實施例中，非氧化發(fā)射體是內(nèi)部線圈。發(fā)現(xiàn)線圈形狀能使內(nèi)部線圈達到較高溫度，因而實現(xiàn)改進的熱離子發(fā)射。
在高壓放電燈的另一實施例中，由外部線圈的半徑R的線匝形成的空腔具有端匝，其曲率半徑R比形成該空腔的匝的半徑R小。該端匝用做蓋子，由此提高透光燈容器與發(fā)射體的屏蔽。結(jié)果是，減少了沉積在燈容器上的從發(fā)射體濺射和/或蒸發(fā)的材料，并進一步提高了燈的維護性。
在高壓放電燈的又一實施例中，發(fā)射體松散地地保持在空腔內(nèi)。發(fā)現(xiàn)松散地固定發(fā)射體增強了發(fā)射體與外部線圈的熱絕緣。這增強的熱絕緣導(dǎo)致在點亮階段期間發(fā)射體的較高溫度，因而導(dǎo)致電極的增強的熱離子發(fā)射。結(jié)果是，進一步提高了該燈的起動性能。發(fā)射體溫度和電極的增強的熱離子發(fā)射的進一步提高是利用其中發(fā)射體具有纏繞線圈形狀的電燈得到的。
電極可包括外部線圈以其端部纏繞其上的電極棒。因此外部線圈經(jīng)過電極棒連接到電流導(dǎo)體。電極即外部線圈、電極棒和常用的發(fā)射體是由具有高熔點的金屬制成，例如，電極可以由鎢、鉬、鈮或錸，或這些金屬的混合物制成。金屬可含有高達百分之幾質(zhì)量的雜質(zhì)，例如氧化釔或氧化鑭。外部線圈、電極棒和電極的發(fā)射體的金屬可具有控制金屬的晶體生長的常用摻雜劑和添加劑。對于鎢，總量高達例如0.01％重量的如鉀、鋁、和硅的添加劑是合適的。根據(jù)高壓金屬鹵化物放電燈的類型，電極可以有各種形狀和尺寸，例如杯狀，或開口或封口籃子狀。
電極可以在燈容器中設(shè)置成如互相鄰接或相對。燈容器可由帶有高SiO2含量的玻璃，如石英玻璃制成，即帶有至少95％重量的SiO2含量的玻璃?；蛘撸瑹羧萜骺梢杂删w材料，如多晶氧化鋁或藍寶石制成。如果需要，燈容器可容納在封閉外殼中。
用在放電燈中的杯狀電極可從US-5880558中知道。該電極具有與杯的內(nèi)壁的緊密物理接觸的內(nèi)部線圈，其中內(nèi)部線圈緊密靠著杯的內(nèi)壁設(shè)置。內(nèi)部線圈的繞組之間及內(nèi)部線圈和杯的內(nèi)壁之間的間隙用氧化發(fā)射體填充，即鋇化合物，如鈦酸鋇、鋯酸鋇、鈰酸鋇和鉿酸鋇。
本發(fā)明的燈的實施例將在附圖中闡述，其中

圖1是高壓放電燈的側(cè)視圖；和圖2是圖1的燈的電極之一的細節(jié)圖。
在圖1中，高壓金屬鹵化物放電燈提供有透光燈容器1，在附圖中該容器由石英玻璃制成，并以氣密方式封閉放電空間8。燈容器含有稀有氣體和金屬鹵化物的可電離填充物。鎢電極2設(shè)置在燈容器中并連接到電流導(dǎo)體3，該電流導(dǎo)體3在附圖中由鉬制成，并通過燈容器延伸到外部。每個電極2包括電極棒7和籃子6。所示燈具有支撐燈頭5的石英外殼4。
圖2表示電極2之一，該電極具有固定到電極棒7上的外部線圈10。半徑為R的多匝11外部線圈10形成籃子6?；@子6封閉空腔12。電極棒7不延伸到空腔12內(nèi)部。外部線圈10具有為小半徑R的曲率的端匝13，其用做用于空腔12的蓋子，并且內(nèi)部線圈14借助該端匝13保持在空腔12中。具有纏繞線圈形狀的內(nèi)部線圈14基本不與外部線圈10物理接觸，即內(nèi)部線圈14松散地保持在空腔12中。
圖1中所示的燈消耗的功率為400W。每個燈具有作為稀有氣體的50mg氖，作為可電離填充物的43mg汞和34mg碘化鈉、碘化鉈和碘化銦的鹽混合物。該燈具有選自表1中所列的那些結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的燈和用作參考燈的具有ThO2-丸作為氧化發(fā)射體的燈工作3500h并隨著它們的流明維護性(maint.)測量它們的輝光時間和流明。一些特性在表1中給出。單個線圈由直徑為240μm的鎢線制成，并且該線圈的長度為約2.83mm，寬度為約1.65mm。該纏繞的線圈是直徑為66μm的兩次纏繞的鎢線，線圈的長度為約2.4mm，寬度為約1.8mm。
表1
*在工作200小時而不是3500小時之后測量的。
從表1可明顯看出，根據(jù)本發(fā)明的燈呈現(xiàn)與具有氧化鉈電極作為發(fā)射體的參考燈的可比的流明輸出、維護性和輝光時間。具有在鎢籃子內(nèi)部的纏繞線圈的本發(fā)明的燈具有與參考燈實際相等的高初始流明輸出、相等的好的流明維護性和相等的短輝光時間。當(dāng)省去發(fā)射體時，空籃子電極在點亮期間給出滿意的較長的輝光時間的印象。長的輝光時間增加了電極材料的濺射和/或蒸發(fā)，因而負面影響燈的維護性。帶有空籃子電極的燈的差的維護性從表1可明顯看出。
權(quán)利要求
1.一種高壓放電燈，包括以氣密方式封閉放電空間(8)的透光燈容器(1)；存在于放電空間(8)中的可電離填充物和帶有非氧化發(fā)射體(14)的一對電極(2)，每個電極(2)連接到電流導(dǎo)體(3)，電流導(dǎo)體(3)從放電空間(8)通過燈容器(1)延伸到外部，每個電極(2)包括外部線圈(10)，其特征在于外部線圈(10)封閉其中保持非氧化發(fā)射體(14)的空腔(12)，并且非氧化發(fā)射體(14)基本上不與外部線圈(1)物理接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓放電燈，其特征在于非氧化發(fā)射體(14)是線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的高壓放電燈，其特征在于內(nèi)部線圈(14)具有纏繞的線圈形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的高壓放電燈，其特征在于由外部線圈(10)的半徑R的匝(11)形成的空腔(12)具有端匝(13)，其曲率半徑R比形成空腔(12)的匝(11)的半徑R小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的高壓放電燈，其特征在于非氧化發(fā)射體(14)被松散地保持。
全文摘要
本發(fā)明的高壓放電燈具有在以氣密方式封閉的透光燈容器(1)中的一對電極(2)。電極(2)包括優(yōu)選以內(nèi)部纏繞線圈形式的發(fā)射體,該發(fā)射體松散地保持在電極(2)的籃子(6)的空腔(12)中。內(nèi)部線圈(14)用做非氧化發(fā)射體。該燈在其整個使用壽命期間高度保持其初始光輸出。
文檔編號H01J61/073GK1386294SQ01801976
公開日2002年12月18日 申請日期2001年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月12日
發(fā)明者T·P·C·M·沃斯, C·J·M·達門, F·J·C·范戴克, H·A·范埃斯維德, J·J·F·蓋坦比克 申請人:皇家菲利浦電子有限公司