CN100355010C - 高压放电灯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及设置有一放电室的高压放电灯，该放电室由玻璃制成并封闭放电空间，该放电空间具有电离的填充物及电极。该放电室设置有密封件，该密封件包围具有刃口的钼箔片并构成电导体至该电极的引线。该灯具有包含第一电导体的第一密封件，该第一电导体把该第一电极连接于第一金属导线，该第一金属导线从该第一密封件凸伸至外部，该灯还具有包含第二电导体的第二密封件，该第二电导体把该第二电极连接于第二金属导线，该第二金属导线从该第二密封件凸伸至外部，所述灯具有一个气体填充腔，所述气体填充腔存在于所述第一密封件中，所述第一电导体是箔片，该箔片延伸通过一第一气密部分、所述气体填充腔及一第二气密部分的长度，其特征在于，该气体填充腔没有电容耦合。这提高了可靠点燃。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压放电灯，该高压放电灯具有石英玻璃放电室，该室围住具有填充物的放电空间，该填充物包含该灯工作期间维持放电用的至少一种稀有气体及可电离的金属；在该灯中有第一电极及第二电极，灯工作期间该放电在该两个电极之间延伸；和该灯具有包含电导体的第一密封件，该电导体连接该第一电极与金属导线，该金属导线从该第一密封件凸伸至外部，所述第一密封件具有第一及第二气密部分，在该两部分之间有气体填充空腔。
背景技术
已从WO 00/77826中知道所描述的该形式的灯。该已知的灯适于在例如聚光灯的光学系统中工作。在该放电室中的该电离的金属由汞(Hg)制成。另一个合适的金属例如是锌(Zn)。在本说明书及权利要求书中，石英玻璃应理解为是指具有SiO2含量至少为95％的玻璃。
该已知的高压放电灯在该密封件中设置有气体填充腔，并且该填充腔被构成电容耦合导体的天线包围住，该电容耦合导体用于对该腔进行电容耦合以便促进利用减小了尺寸的点燃电压脉冲进行可靠点燃，该减小了尺寸的脉冲例如是3kV。当点燃该灯时该电容耦合抵消了点燃延迟。当该灯已处于黑暗中一些时间后点燃延时的危险急剧地增大。点燃延迟的出现是一大缺点，并且在例如使用高压灯作为汽车前灯的情况下，可导致危险的状况。
在具有最大100W的额定瓦数的另一个灯中，该灯的密封件如果没有任何空腔，使得有可能显著减少尺寸。尽管该灯需要例如20kV的高的点燃脉冲，但对于在冷态下点燃时它在热重新点燃情况下有显著优良的性能。在灯熄灭之后热重新点燃发生在30秒钟内。随着灯功率的增加，用于可靠冷态点燃所需的脉冲电压也增加，导致极高的电压值。从安全观点来说这是严重缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于获得如开头段落所描述的灯的措施，在该灯中避免了上面所述的缺点。
根据本发明，在开头段落中所描述的形式的高压放电灯的特征在于该空腔没有电容耦合导体。
令人惊讶地，根据本发明的该灯在不损失所获得的第一密封件的稳定性的条件下具有以下优点：当对该灯施加一电压时，该可获得的空腔构成如同一UV(紫外线)辐射源的启动促进装置。该UV辐射源称为UV增强器。
虽然没有设置电容耦合导体，对于该发明者来说可看到：施加给该灯电极的点燃脉冲足以由该UV增强器产生UV辐射。因此即使在黑暗情况下和对于具有高额定功率的灯，该UV增强器促进了该灯的可靠点燃。电容耦合导体的缺失、特别是外部天线的缺失具有优点：点燃脉冲高度及脉冲宽度不会受到天线与引向该灯电极的电源供应线之间的介质击穿危险的影响。这随着灯瓦数的增大以及随着继续争取该灯的进一步小型化而变得更加重要。因此根据本发明的该灯显示了非常良好的热重新点燃性能。出于效率的原因，该UV增强器最好被放置得尽可能靠近该放电室。然而，为优化光学系统的光束性能，希望该光源有最小的尺寸，这通过使该第一及第二电极之间的距离选得尽可能小来实现。具体的结果是在这种灯的放电室中产生了高至非常高的工作电压。因此，对该放电室的气密密封件方面提出了非常严格的要求。把UV增强器布置在离该放电室一较大距离处，即在该第一气密部分后面，出人意料地似乎不会显著损害该UV增强器的该点燃促进效果。
本发明提供了一种高压放电灯具有石英玻璃放电室，该放电室围住具有填充物的放电空间，该填充物包含至少一种稀有气体及汞，在该灯中存在有第一电极及第二电极，在灯工作期间，放电在该第一电极与该第二电极之间延伸，并且该灯具有包含第一电导体的第一密封件，该第一电导体把该第一电极连接于第一金属导线，该第一金属导线从该第一密封件凸伸至外部，该灯还具有包含第二电导体的第二密封件，该第二电导体把该第二电极连接于第二金属导线，该第二金属导线从该第二密封件凸伸至外部，所述灯具有一个气体填充腔，所述气体填充腔存在于所述第一密封件中，所述第一电导体是箔片，该箔片延伸通过一第一气密部分、所述气体填充腔及一第二气密部分的长度，其特征在于，该气体填充腔没有电容耦合。
优选地，该第一密封件是可伸缩的密封件。
优选地，该腔中的填充物的气体成分包括汞蒸汽。
优选地，该灯的额定功率至少是150W。
优选地，所述灯还具有第二气体填充腔，所述第二气体填充腔存在于所述第二密封件中，所述第二气体填充腔没有电容耦合。
在根据本发明的该灯的一有益的实施例中，该电导体是一箔片，它延伸过该第一气密部分、该腔及该第二气密部分的长度。这造成了该密封结构及其制造的极大简化。此外，该箔片的刃口将促进发生电场集中，从而通过电场集中对于在该腔中产生UV辐射有利。
根据本发明的该灯中的第一密封件最好是可伸缩的密封件。这对于通过玻璃在该第一密封件处流动而使该玻璃粘附于该电导体上有好处，使得该气密密封件在很大程度上没有内应力。
虽然该腔已经起到含有一种稀有气体或多种稀有气体组合的UV增强器的作用，已经证明对于可靠的灯点燃过程该腔最好含有汞蒸汽。这对于由UV增强器产生相对多的UV辐射有益处，从而有助于到快速及可靠的点燃。根据本发明的该灯还有的优点是：单独的汞剂量看起来在该放电室的该填充物含有作为电离金属的汞的情况下是没有必要的。这可通过在该放电室已设置其填充物之后制作该第一密封件来容易地实现。对于电连接该第二电极来说，该灯设置有第二密封件以用于电导体至该第二电极的引线。在根据本发明的该灯另一个实施例中，该第二密封件具有与该第一密封件相同的结构，这促进了该灯的高效生产。
附图说明
本发明的这些及其它方面从参考下文所描述的实施例将变得明显并将加以解释。
在各附图中：
图1显示根据本发明的一灯，它包括一可收缩的密封件；
图2详细显示图1的该可伸缩的密封件，图2由图2A和图2B构成；和
图3显示根据本发明的灯的另一个实施例，该灯包括一反射体。
图1显示(未按比例)设置有玻璃放电室2的高压放电灯1，该玻璃放电室2包围着含有电离的填充物的放电空间3，在该放灯1中有第一电极4和第二电极40，在灯工作期间放电在该两电极之间延伸，并且该放电灯1具有第一密封件5，该密封件5含有箔片形式的电导体6，该箔片连接该第一电极4至金属导线7，导线7从该第一密封件凸伸至外部，该第一密封件具有第一气密部分5a和第二气密部分5b，在该两气密部分之间有气体填充腔10。该腔包括该可电离的填充物的至少一种气体成分。最好该腔包含汞蒸汽。该第一密封件在颈部8区域处连接于该放电室。
该第一密封件5构成可伸缩的密封件。该箔片6是具有刃口的钼带。该金属导线7例如通过焊接被固定于该带的一个端部6a并从该密封件和该放电室凸伸至外部。该第一电极4的电极杆4a被固定在带6的另一端部6b上。在朝向该第一电极4的侧面，第二电极40及第二密封件50的该放电室通过腔100和颈部80，具有类似的结构。该第二电极被连接于导线70。在该灯的工作状态下，放电在各极之间延伸。
图2详细显示(未按比例)图1的该灯的第一可伸缩的密封件，其中图2A以俯视图显示具有带6的该第一密封件，而图2b以侧视图显示具有带6的该第一密封件。
在根据本发明的该灯的另一个实施例中，显示于图3中的该灯包括一反射体60。该反射体具有玻璃壳61，壳61具有带镜面涂层62的成型内表面。在所显示的实施例中该成型表面是抛物面。其它可能的形状例如是椭圆的或某些复杂的形状。该反射体设置有颈部形状扰动体63，通过扰动体63与放电管2的第二密封件50相连。该第二密封件用一元件64安装在该颈部形状扰动体中。灯导线7、70被连接于电灯的连接点72、73，这些连接点72、73安装在该反射体的外边。在导线7的情况下，该连接是由导体引线71构成的，引线71贯通该反射体。
在根据所示实施例的灯的具体结构中，是具有250W的额定功率的高压汞放电灯。该灯是用于投影目的并具有放电室，该放电室的内直径是5mm而电极距离是1.4mm。该放电室具有可电离的填充物，其中除了汞作为可电离的金属之外，和例如氩的具有100mbar的填充压力的稀有气体，还包括溴。在该灯工作期间，在该放电室中普遍采用的压力是160bar或更高。该放电室由最大厚度3.5mm的石英玻璃制成。该刃口带是钼(Mo)带，金属导线固接于该钼带的一个端部。第一电极的W形电极杆固接于该带的另一个端部。该灯的每一侧设置有可伸缩的密封件，该密封件的长度是19mm。一2mm长度的可伸缩密封件已经足以气密地密封住该放电室。该可伸缩的密封件的其余长度用于赋予该电导体在其暴露于空气的区域处以足够低的温度值。两个可伸缩的密封件中的一个具有一腔。对于该放电空间与相关的腔之间的第一部分来说，这个可伸缩密封件的长度约5mm。该腔的长度约4mm。这些密封件的最大外直径是6mm。该放电室的最大外直径是11mm而总长度是56mm。
灯的制造从石英玻璃管开始，在该管中制成一室，该室在两个直径方向上相对的位置处设置有管形部分，该管形部分将用于制造密封件。作为灯制作工艺的第一步骤，一密封件被制作在该灯室上，例如在一刃口带和导体及电极以已知的方式已被固定在该灯室之后，就设置了可伸缩的密封件，该可伸缩的密封件通过加热该相关的管形部分完成，使得在普遍采用的低于大气压的压力的影响下该相关的管形部分软化并流出。这最好借助于相对该管形部分转动的激光束来完成，该转动的光束从该导体向该电极杆移动。随之，该放电室设置有该填充物所需的成分，此后，带有固定的电极的刃口带及同上的导体被设置在另一个管形部分的区域处。随后，通过加热该管形部分及其随后的流动也在另一个管形部分中以一相应的方式制成可伸缩的密封件。通过在该带位置处中断激光束一些时间，气密的腔就做成了。如此制成的该腔包含气体，该气体是在该可伸缩的密封件制造期间存在于该管形部分及该放电空间中的。如此制成的该腔因此也是用存在于该放电室中的填充物蒸汽自动地填充的，特别是汞蒸汽。这对于满意的增强启动操作是一大优点。已经发现如此制成的、构成本发明的灯的第一密封件的该可伸缩的密封件，从质量上看，在该可伸缩的密封件没有气密的腔的情况下，形成了同等良好的密封。出于制造效率的理由，在每个密封件制作期间，可以中断该激光束，导致了根据本发明的该灯的另一个实施例，其中该第二密封件具有与该第一密封件相同的结构。在该第一密封件的另一个腔中配量有专用的气体混合物，它可能不同于该放电室中的填充物。这最好在作为该灯制作工艺的第一步骤的密封件制作期间完成。
具有额定功率200W的上面所描述的形式的具体的灯，对于冷态点燃需要具有至多7kV电压和脉冲宽度约180ns的点燃脉冲。在系列测试中，当灯被连接至供应800V、150kz的电源回路装置时，该灯从一冷态及黑暗条件下被点燃了，在该电源回路装置上叠加了±7.4kV(总的脉冲高度14.8kV)的对称的点燃脉冲，该脉冲的宽度是182ns。如此测试的所有灯中在第一点燃脉冲时有86％的灯点燃了。对于同样的灯，证明了在热重新点燃时有可能施加20kV或更高的点燃脉冲，因此实现15与30秒之间的热重新点燃延迟时间。
在一个密封件中没有腔的类似灯情况下，比较测试显示：完全不点燃的点燃失败率超过20％，而另一个20％的点燃仅是在重复地施加点燃脉冲之后出现的。
具有根据现有技术的结构的灯的、因此含有在该腔的侧面处环绕该第一密封件的外部天线的比较测试中，该腔沿该放电室的长度延伸，只达到75％的即时点燃率而完全不点燃的失败率为25％。在这些灯中，因为在该天线与电源导线之间有飞弧或烧断的危险，该对称的点燃脉冲的高度被限制于±8kV。这导致热重新点燃延迟时间多于1分钟。这样一种延迟时间在诸如可视电话的投影系统、投影电视系统或汽车的前灯系统中是不可接受的。
Claims (5)
1、一种高压放电灯，其具有石英玻璃放电室，该放电室围住具有填充物的放电空间，该填充物包含至少一种稀有气体及汞，在该灯中存在有第一电极及第二电极，在灯工作期间，放电在该第一电极与该第二电极之间延伸，并且该灯具有包含第一电导体的第一密封件，该第一电导体把该第一电极连接于第一金属导线，该第一金属导线从该第一密封件凸伸至外部，该灯还具有包含第二电导体的第二密封件，该第二电导体把该第二电极连接于第二金属导线，该第二金属导线从该第二密封件凸伸至外部，所述灯具有一个气体填充腔，所述气体填充腔存在于所述第一密封件中，所述第一电导体是箔片，该箔片延伸通过一第一气密部分、所述气体填充腔及一第二气密部分的长度，其特征在于，该气体填充腔没有电容耦合。
2、如权利要求1的灯，其特征在于，该第一密封件是可伸缩的密封件。
3、如权利要求1的灯，其特征在于，该腔中的填充物的气体成分包括汞蒸汽。
4、如权利要求1或2的灯，其特征在于，该灯的额定功率至少是150W。
5.如权利要求1的灯，其特征在于，所述灯还具有第二气体填充腔，所述第二气体填充腔存在于所述第二密封件中，所述第二气体填充腔没有电容耦合。
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