CN101536141A - 用于放电灯的电极 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于放电灯(I)的电极，尤其是阴极，该电极具有芯(11)和至少局部包围该芯(11)的外壳(12)，其中外壳(12)在纵向方向(A)上具有连续的孔(121)，该孔在第一部分区域中具有第一直径(d1)而在第二部分区域中具有第二直径(d2)。

Description

用于放电灯的电极
技术领域
本发明涉及一种用于放电灯的电极，尤其是阴极，该电极具有芯和至少局部包围该芯的外壳。
背景技术
直流高压放电灯譬如HBO灯(汞蒸气灯)或者XBO灯(氙气灯)的阴极通常由钨构成，该钨掺杂有氧化钍。氧化钍的百分比在此为大约0.4到大约3的重量百分比。由于氧化钍是放射性物质，所以在含钍的钨电极的情况下也会检测到放射性。法律规章对于处理放射性物质进行了规定。如果达到临界放射性，则在处理这些物质时需要不同的标识要求和措施。阴极掺杂以氧化钍具有降低阴极尖端上的逸出功的功能，由此在灯工作时可以实现较低的阴极尖端温度。与之相联系地，在灯寿命期间减少了出现的阴极回燃(Kathodenrueckbrand)，这使使用者明显察觉到有用光通量或者有用光辐射降低较少。
灯功率的增加通常要求增大阴极尺寸，以便使温度和与之相联系的电极回燃(Eletrodenrueckbrand)保持得尽可能低。在功率达到大约5kW的放电灯的情况下，整个阴极或者阴极头部可以由含钍的材料制造，而不超过放射性的边界值。在大于8kW的功率的情况下，这不再是可能的。
尤其是在包括芯和外壳的阴极的情况下，在其传统的构型中并未证明是机械稳定的。尤其是在灯起动时会出现阴极彼此撕裂开。
发明内容
因此，本发明的任务是提出一种用于放电灯的电极，该电极机械稳定地构建，并且其中可以使芯和外壳彼此稳定地设置。
该任务通过具有权利要求1所述的特征的电极和具有权利要求13所述的特征的高压放电灯来解决。
根据本发明的电极尤其是被构建为阴极。用于放电灯的该电极包括芯和至少局部包围该芯的外壳。由此，两个部分区域由不同的材料构建。外壳在纵向方向上具有连续的孔，该孔在第一部分区域中具有第一直径而在第二部分区域中具有第二直径。由此能够以改进的方式实现将部件以机械稳定的方式固定在外壳中。
优选地，孔从第一直径到第二直径的过渡部阶梯式地构建。通过这种不连续的过渡部可以改进机械固定和稳定的定位。
优选地，外壳中的孔在朝着放电灯的放电室的端部上具有比在背离放电室的端部上更小的直径。
优选地，芯在第一直径的部分区域中的孔的整个长度上延伸。尤其是，芯也局部在第二直径的部分区域中延伸。由此，可以改进芯在外壳中的固定。
优选地，芯包括基座，该基座设置在外壳中并且具有比孔的两个直径中较小的直径更大的直径。尤其是，基座靠置于孔的两个直径之间的过渡部上地设置，并且延伸到孔的具有较大直径的部分区域中。通过该构型可以在一定程度上保证芯在外壳中的固定。由此可以防止尤其是在灯起动时芯从外壳中撕裂开。
外壳优选地由无钍的材料构建。由此可以防止超过所允许的放射性边界的问题。
芯优选地由掺钍的材料构建。由此，在电极中设置两个不同的材料区域，其中芯尤其是与电极的纵轴线共轴地构建并且由此也与外壳的纵轴线共轴地构建。
优选的是，电极保持装置在孔的具有较大直径的部分区域中延伸。
芯和电极保持装置在延伸到外壳内的区段中构建为彼此靠置。芯由此优选用其基座设置在电极保持装置上。
电极保持装置可以与外壳焊接。芯也可以与外壳焊接或者挤压。尤其是，相应的焊接材料可以引入外壳与芯之间。然而此外也可以设计为挤压。对此，金属膜可以构建在芯与外壳之间。通过焊接材料或者金属膜保证了电极的两个部分之间的电接触或者热接触。
除了电极以及各个部件(尤其是芯、外壳和电极保持装置)的机械稳定性之外，可以实现阴极的几乎任意的放射性降低。此外，对外壳使用不同的材料譬如钼是可能的。然而，外壳例如也可以由钨构建。也可以为外壳设计不同材料的混合物。芯优选由钨构建并且掺杂有钍。
通过将不同的材料用于外壳可以提高整个电极系统的断裂稳定性以及减小其重量。由此也可以使部件例如孔的处理或者表面结构的产生变得容易。
此外，通过带有芯和外壳的电极的多部件构型，可以实现模块化的积木原理。由此其可以以相同的外壳几何形状和不同的芯(这些芯例如在材料组成、尖端的几何形状等方面变化)非常简单地实现构建不同的电极(尤其是阴极)。
此外，通过将电极分成芯和外壳可以实现较小的含钍的区域，该区域更容易密封。此外，通过这种方式也可以实现更为简单的高温净化退火(Hochtemperatur-Reinigungsgluehen)。
此外，本发明也涉及一种具有根据本发明的电极或者其有利的构型的高压放电灯。尤其是，高压放电灯可以构建为汞蒸气灯或者氙气灯。
优选地，高压放电灯构建为使得其具有大于等于4kW、尤其是大于等于5kW的电功率。证明为特别有利的是，所提出的电极用于高压放电灯，这些高压放电灯甚至具有大于8kW的电功率。通过电极的该构型也可以在具有这样的功率的放电灯的情况下保持放射性的边界值并且保证电极的各个部件的机械稳定性。
在构建为汞蒸气灯的情况下，汞浓度优选可以大于或者等于8mg/ccm，尤其是大于或者等于10mg/ccm。如果放电灯构建为氙气灯，则氙气冷填充压力优选大于6巴(bar)，尤其是大于8巴(bar)。
附图说明
以下参照示意图进一步阐述了本发明的实施例。其中：
图1示出了根据本发明的电极的剖面图；
图2示出了根据图1的电极的外壳的剖面图；
图3示出了根据图1的电极的芯的剖面图；以及
图4示出了根据本发明的高压放电灯的剖面图。
具体实施方式
在图1中示出了通过阴极1的示意性剖面图。阴极1包括芯11，该芯在此实施例中由钨材料构建，该钨材料掺杂有钍。
杆状芯11由外壳12包围，该外壳由无钍的材料、例如钨或者钼构建。尤其是在朝着放电灯的放电室的前端部(阴极1的尖端)上设置有从外壳12伸出的芯11。芯11的前端部111圆锥体形地构建并且从外壳12中伸出。
芯11与外壳12以及阴极1的纵轴线A(图2)共轴地设置。此外，芯11具有小于外壳12的长度(y方向)。
外壳12在纵向方向上具有连续的孔121，该孔在前面的部分区域中具有直径d1。在外壳12的后面的部分区域中，孔121具有大于直径d1的直径d2。
孔121从直径d1到直径d2的过渡部121a在此实施例中阶梯式地构建。
如在图1的图示中可看到的那样，芯11在具有较小直径d1的孔121的部分区域的整个长度(y方向)上延伸。在后面的端部上，芯11具有基座112，该基座具有直径d3。在此实施例中，该直径d3大于孔121的直径d1并且小于孔121的直径d2。
芯11设置为使得基座112延伸到孔121的具有较大直径d2的部分区域中。基座112由此用作芯11在过渡部121a上的止挡。优选地，基座112成形为使得其精确匹配地靠置在过渡部121a中的外壳12的壁上。
此外，电极保持装置3延伸到孔121的具有较大直径d2的部分区域中，并且芯11、尤其是基座112紧靠在电极保持装置3上。
芯11可以焊接到外壳12中或者与外壳12挤压。为了焊接，在芯11的外侧与外壳12的内侧之间在孔121的区域中可以引入焊接材料。为了挤压，可以在芯11与外壳12之间安装金属膜。相应地，可以设计电极保持装置3与外壳12的焊接或者挤压。
外壳12由此包括具有不同直径d1和d2的、与纵轴线A共轴的双孔。
在图2中示出了外壳12的剖面图。外壳12在其朝着放电室的前端部上具有圆锥体形的部分区域12a。接着圆锥体形的部分区域12a之后构建有圆柱形的部分区域12b。
过渡部121a在纵轴线A的方向上看构建在部分区域12b中，在该实施例中，孔121的具有较小的直径d1的部分区域比孔121的具有较大的直径d2的部分区域具有更大的长度(y方向)。此外可看到的是，在过渡部121a中阶梯式地构建有从较小的直径d1到较大的直径d2的展宽部，其中阶梯通过外壳12的向下延伸的倾斜的壁来形成。
在图3中示出了芯11的剖面图，其中在前端部111上圆锥体的部分区域被碾平或者构建为平的。此外可看到的是，从中间的部分区域113到基座112的过渡部同样阶梯式地构建。
在图3中示意性地示出了高压放电灯I，该高压放电灯具有根据图1的构型的阴极1。
此外，还构建有阳极2，其中阴极1固定在保持杆或者电极保持装置3上，而阳极2固定在保持杆或者电极保持装置4上。电极保持装置3或者4于是分别通入其它固定元件5或者6中，例如通入石英杆中。所述的高压放电灯I的部件设置在石英玻璃构成的放电容器7中，其中尤其是阳极2和阴极1设置在椭圆形构建的放电灯泡71中。电极保持装置3和4与未示出的钼膜相连，该钼膜真空密封地熔融到放电容器7的管状端部或者灯泡颈部中。此外，高压放电灯I包括连接灯头8和9。

Claims (13)

1.一种用于放电灯(I)的电极，尤其是阴极，该电极具有芯(11)和至少局部包围该芯(11)的外壳(12)，其特征在于，
外壳(12)在纵向方向(A)上具有连续的孔(121)，该孔在第一部分区域中具有第一直径(d1)而在第二部分区域中具有第二直径(d2)。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，孔(121)从第一直径(d1)到第二直径(d2)的过渡部(121a)阶梯式地构建。
3.根据权利要求1或者2所述的电极，其特征在于，外壳(12)中的孔(121)在朝着放电室的端部上比在背离放电室的端部上具有更小的直径(d1)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的电极，其特征在于，芯(11)在第一直径(d1)的部分区域中的孔(121)的整个长度上延伸。
5.根据上述权利要求中任一项所述的电极，其特征在于，芯(11)包括基座(112)，该基座设置在外壳(12)中并且具有比两个直径(d1，d2)中较小的直径更大的直径(d3)。
6.根据权利要求5所述的电极，其特征在于，基座(112)靠置在孔(121)的两个直径(d1，d2)之间的过渡部(121a)上并且延伸到孔(121)的具有较大直径(d2)的部分区域中。
7.根据上述权利要求中任一项所述的电极，其特征在于，外壳(12)由无钍的材料构建。
8.根据上述权利要求中任一项所述的电极，其特征在于，芯(11)由掺钍的材料构建。
9.根据上述权利要求中任一项所述的电极，其特征在于，电极保持装置(3)延伸至孔(121)的具有较大直径(d2)的部分区域中。
10.根据权利要求9所述的电极，其特征在于，芯(11)、尤其是芯(11)的基座(112)设置在电极保持装置(3)上。
11.根据权利要求9或者10所述的电极，其特征在于，电极保持装置(3)与外壳(12)焊接或者挤压。
12.根据上述权利要求中任一项所述的电极，其特征在于，芯(11)与外壳(12)焊接或者挤压。
13.一种高压放电灯，该高压放电灯具有根据权利要求1至12中任一项所述的电极，尤其是阴极。
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