CN1010355B - 气体放电灯 - Google Patents

Abstract

一种具有一个容有可电离气体填充物并且由透明材料构成的放电容器(1)的气体放电灯，该容器被相隔一定间隔的透明外管壳(7)所包围，并且具有由微孔性气凝胶构成的热绝缘透明包层(8)。

Description

本发明涉及一种气体放电灯，其放电容器容有可电离的气体填充物并且由透明材料构成，该容器被空间隔离的透明外管壳所包围，在该外管壳内部的该放电容器具有一个热绝缘的、多孔的透明包层。

各种气体放电灯，特别是各种高压气体放电灯，具有一个由透明的耐热材料，例如石英玻璃或烧结的氧化铝制成的放电容器。此类灯泡包含的通常的气体填充物，例如，钠和/或汞，视情况而加有用于改善色重现的金属卤化物。为了使该放电容器热绝缘，已知用单层或双层壁的石英玻璃管包围该容器〔美国专利说明书（US-PS）2972693和3250934〕。为了进一步减少热耗散，放电容器和外管壳之间的空间已抽成真空。在很多情况下，特别是在小功率（例如小于70瓦）气体放电灯中，由于放电容器和外管壳之间的距离太小，所以放电容器借助外石英玻璃管的热绝缘是不充分的。

英国专利说明书（GB    PS）481320公开了一种开头一节中所提到的气体放电灯，其中所述包层由玻璃纤维构成。这种包层可引起从放电容器发射的光线的相当大的散射，结果，光线的集中变得更困难。为了避免这一点，这种包层必须只有比较不紧密的封装，然而，由于这样的结果而限制了热绝缘。

本发明的目的是提供一种具有如下包层的气体放电管：该包层保证所述放电容器的足够的热绝缘、而同时不影响或基本上不影响 所发射的光线。

根据本发明，由于所述包层是一种至少部分地包围所述放电容器的微孔性气凝胶而使在开头一节提到的那种气体放电灯中达到了这一目的。

这种微孔性气凝胶由具有开式微孔和低密度（小于材料的固态物体的最大密度的10%）的交联固态物体组合构成。各固态物体颗粒之间的所有孔穴的横向直径都小于光的波长、并且在0.03和0.2微米之间，而最好是在0.04和0.09微米之间。因此，这种气凝胶只引起很小的光线散射。

放电容器的包层可以由，例如二氧化硅气凝胶或氧化铝气凝胶构成。这些气凝胶是非常耐热的。它们对光线的吸收作用小到可以忽略的程度。

由于借助这些气凝胶获得了热绝缘，所以放电容器射线的热辐射被减小到这样的程度，使得可以用比较小的放电容器尺寸（这在技术上还是可以控制的）来减小灯泡的接通功率，或者对于给定的功率可以采用较大的放电容器尺寸，从而可以实现比较简单的制造工艺。

根据本发明的气体放电灯的另一个实施例，所述包层是一种紧紧地包围放电容器的粘结性物质。在该另一实施例中，该气凝胶可以浇注在放电容器的周围。除了热绝缘之外，这种包层提供了防止放电容器爆炸的极好方法。当放电容器完全被所述气凝胶包围时，该放电容器上的温度分布变得更均匀。由于减小了峰值温度并因此减小了放电容器的再结晶趋势，所以对灯泡的一系列性能，例如稳定的色重显、灯泡的位置无关性以及机械强度有有益的影响。

放电容器和外管壳之间的空间可以全部填以气凝胶。这样做的优点是：该气凝胶可以同时起放电容器的机械支持物的作用、因此，还可以省去那些妨碍光发射的支持物。该包层可以由气凝胶颗粒或粘结体构成。这种粘结体有利于减小气凝胶和外管壳之间分界处的光散射。

根据本发明的气体放电灯的另一实施例，所述放电容器至少部分地由适合于其外形的气凝胶模制壳体所包围，可以单独制造该模制壳体，然后在装配灯泡时把它安装在该放电容器上。

如果在所述放电容器中设置各电极，那么，该包层可以是由两部分构成的，并且可以只是在各灯泡电极区域处包围该放电容器。实验证明：仅仅包围各灯泡电极的这种包层足以起热绝缘作用。

当放电容器由气凝胶包围时，对于放电容器与外管壳之间的真空度以及对于该外管壳的耐热性的要求都降低了，因此，根据本发明的另一实施例，该外管壳可以由合成材料构成。

根据本发明的另一实施例，该外管壳是一种反射器形式，即，该外管壳在其外侧壁或内侧壁上备有反射层。在这种情况下，该气体放电灯可以作为投影灯。

根据本发明的放电灯除了低压钠蒸气放电灯外，还可以是一种高压气体放电灯。

为了容易实施本发明，下面将通过举例和参考各附图更全面地描述本发明，在各附图中：

图1是高压金属卤化物放电灯的部分纵剖面图，在其放电容器的周围浇注着气凝胶;

图2是低压钠蒸气放电灯的部分剖面图，其中放电容器和外管 壳之间的空间填以气凝胶颗粒;

图3是两端具有气凝胶包层的高压钠蒸气放电灯的纵剖面图;

图4是一种高压金属卤化物放电灯的部分纵剖面图，该灯的外管壳具有反射器形式。

示于图1中的高压金属卤化物放电灯具有由石英构成的放电容器1，容器1中设置着可电离的气体填充物和两个电极2，该电极的连接导线3被焊接到过渡件4上，该件又连接到坚固的导线杆5上，该杆连接到灯头6上。放电容器1被相距一定距离的玻璃外管壳7所包围。

在外管壳7内部的放电容器1备有由气凝胶（例如二氧化硅气凝胶）构成的多孔透明包层8。在该实施例中，气凝胶8被整体地浇注在放电容器1的周围。〔在“Journal    of    Non-Crystalline    Solids”82（1986），PP·265-270（阿姆斯特丹）中叙述了二氧化硅气凝胶的制造方法〕。

示于图2中的低压钠蒸气放电灯具有U形的放电容器9，该容器含有可电离的气体填充物，并备有用于安放钠的侧面凹槽10。在U形放电容器9的各端部设置着各电极11，各电极的连接线连接到灯头12上。放电容器9被相距一定距离的玻璃外管壳13所包围。放电容器9和外管壳13之间的空间填以球状微孔性气凝胶颗粒14，这些颗粒构成放电容器9的透明包层。

示于图3中的高压钠蒸气放电灯具有由透明的氧化铝构成的管状放电容器15。放电容器15的各端借助由陶瓷材料构成的管塞16密封，该管塞中的供电导线17上安装着电极18。在放电容器15的各端设置由气凝胶（更具体地说是氧化铝气凝胶）构成 的模制壳体19，该壳体只是在各灯泡电极18的区域处包围着放电容器15。

图4中所示的反射器形状的高压金属卤化物放电灯具有放电容器20，该容器被容纳在由玻璃或合成材料构成的外管壳21中。该灯泡的结构基本上对应于图1中所示的灯泡。但是，外管壳21具有抛物面形状，并且在其内侧面涂有反射层22。放电容器20和外管壳21之间的空间完全填满着气凝胶23。

在图1中所示的高压金属卤化物蒸气放电灯中（在没有所述包层的情况下，该灯泡具有35瓦接通功率），由于放电容器的气凝胶包层的结果，在具有相同的色温下，该接通功率降低到20瓦。此外，意外地发现：光输出也得到改进，从78流明/瓦增加到86流明/瓦。二氧化硅气凝胶的密度是0.16克/立方厘米，而石英玻璃的密度是2.2克/立方厘米。

所描述的各灯泡的工作条件稳定地不受外管壳中气体压力的影响。用其他方法时通常所具有的色温对几何方位的依赖性被大大减少了;例如，在图1中所示的灯泡中，垂直和水平放电方位之间的色温差别从700K减小到200K。所用的二氧化硅或氧化铝气凝胶是抗紫外线的。放电容器的所述气凝胶包层并未呈现对可见光谱范围内的发射光线的显著吸收。该气凝胶包层可耐高达1000℃的高温。

Claims (10)

1、一种具有一个容有可电离气体填充物并且由透明材料构成的放电容器的气体放电灯，所述容器被空间隔离的透明外管壳所包围，在该外管壳内部的该放电容器具有一个热绝缘的、多孔的透明包层，其特征在于：所述包层是一种至少部分地包围所述放电容器的微孔性气凝胶。

2、如权利要求1中所述的放电灯，其特征在于：该包层是二氧化硅气凝胶。

3、如权利要求1中所述的放电灯，其特征在于：该包层是氧化铝气凝胶。

4、如权利要求1至3中任一项所述的放电灯，其特征在于：该包层是一种粘结性物质。

5、如权利要求4中所述的放电灯，其特征在于：所述粘结性物质填满所述外管壳。

6、如权利要求1至3中任一项所述的放电灯，其特征在于：所述外管壳充满着气凝胶颗粒。

7、如权利要求1至3中任一项所述的放电灯，其特征在于：所述包层由适合于所述放电容器的外形的模制壳体构成。

8、如权利要求7中所述的放电灯，其特征在于：所述各模制壳体只是在灯泡各电极区域处包围所述放电容器。

9、如上述各权利要求中任一项所述的放电灯，其特征在于：所述外管壳由合成材料构成。

10、如权利要求5所述的放电灯，其特征在于：所述外壳具有反射器的形式。

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