CN105655229A - 低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车前照灯领域，具体而言，涉及低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯，其包括电弧管，所述电弧管包括：两个互成180°角收缩且密封的第一封接颈、第二封接颈、以及第一电极和第二电极；所述第一封接颈、所述第二封接颈围成密闭的放电腔，所述放电腔的长度L小于9.5毫米、外壁宽度H小于7.5毫米、内壁宽度h小于5.0毫米。本发明能够适应小功率高强度车前灯使用，而且，结构简单，生产成本低。

Description

低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯

技术领域

本发明涉及车前照灯领域，具体而言，涉及低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯。

背景技术

我国铁路经过六次大提速，高速列车、城际间动车组已在各大城市间的主要干线投入运行。具有自主知识产权的高速列车和动车组已走在世界的前列。然而，我国机车的室外照明灯、机车前照灯由于种种原因，还处在一个比较落后的水平。为了给高速列车司机瞭望前方提供更好的视觉，确保行车安全，开发技术先进、高亮度、节能、环保、长寿命的前照灯光源是解决当前机车前照灯的关键。

现有的轨道机车前照灯绝大多数都是卤钨光源，功率200-750瓦，寿命500-1000小时,光效低，耗能严重。CN2779605提供的一种车用高强度高气压放电灯电弧管，其电弧管内两端设有第一端电极、第二端电极，电弧管两端分别设有第一颈体、第二颈体，第一颈体、第二颈体外部的第一罩壳的直径小于电弧管外第二罩壳的直径，第一罩壳和第二罩壳间通过α角度的连接壁面相连接。该结构可使电弧管温度更为均匀，热稳定性和光电性能更优化，光能直接穿过罩壳辐射出去，减少沿罩壳向两端反射造成的杂散光的眩光。但是，该结构尚难以直接应用到低功率高强度的车前照灯上。

CN201827801提供的20W-30W小功率高强度气体放电灯，由电弧管的外部罩有石英玻璃管；电弧管和石英玻璃管通过缩封颈融封后形成空间，通过调整两电极之间的距离、电弧管内空间的长度、宽度，石英玻璃管和电弧管之间抽真空或填充隔热气体，通过把石英玻璃管与电弧管之间的空间抽成真空，或向该空间充入隔热气体的方式，使得泡壳上的热量散发变慢，从而使得25W电弧管的泡壳尺寸即使大于理论规格，仍可满足气体放电时所要求的温度水平，却无需对现有设备进行较大规模的更换和调试，降低了生产难度以及节省了生产成本。但是，该结构还是需要在电弧管外部罩石英玻璃管，并通过缩封颈融封，在生产过程中，需要在电弧管和石英玻璃管之间抽真空或填充隔热气体，加工比较繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯，以解决氙气灯在小功率下高强度气体放电的问题。

本发明实施例提供了一种低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯，包括电弧管，所述电弧管包括：两个互成180°角收缩且密封的第一封接颈、第二封接颈、以及第一电极和第二电极；所述第一封接颈、所述第二封接颈围成密闭的放电腔，所述放电腔的长度小于9.5毫米、外壁宽度小于7.5毫米、内壁宽度小于5.0毫米。

在一些实施例中，优选为，所述放电腔的形状包括：椭球形或管状形。

在一些实施例中，优选为，所述第一电极和所述第二电极均包括：金属放电杆、金属杆和导电片，其中，所述金属放电杆和所述金属杆之间焊接导电片；所述金属放电杆穿过所述第一封接颈或所述第二封接颈的180°角收缩处，且一端延伸到所述放电腔的内部。

在一些实施例中，优选为，所述第一电极的金属放电杆、所述第二电极的金属放电杆在同一直线上。

在一些实施例中，优选为，所述第一电极的金属放电杆、所述第二电极的金属放电杆之间的最远距离≤4.5毫米。

在一些实施例中，优选为，所述放电腔内的填充物包括：金属碘化物以及汞Hg、氙Xe。

在一些实施例中，优选为，所述金属碘化物包括以下任一种或多种：碘化钪ScI₃、碘化钍ThI₄、碘化铊TlI、碘化铟InI、碘化钠NaI。

在一些实施例中，优选为，所述的低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯还包括：50-60瓦镇流器，所述镇流器设置于与所述电弧管连接的供电线路上。

在一些实施例中，优选为，所述氙气金卤灯的氙气灯泡和灯头为一个整体部分，所述氙气金卤灯的触发器和所述镇流器集成为另一个相对独立的整体，这两个整体部分用耐高压的线缆进行电连接。

本发明提供的低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯，与现有技术相比，密闭的放电腔的长度控制在9.5毫米以下，外壁宽度在7.5毫米以下，内壁宽度在5.0毫米以下，通过缩小电弧管的泡壳的尺寸可以将高强度气体放电灯的功率降低至一个适合于车用的功率水平，寿命达到3500-4000小时，其产生的光通量大于5000流明。而且，仅对电弧管的尺寸进行改进，减少了加工石英玻璃外壳的成本，结构简单，易生产。

附图说明

图1为本发明一个实施例中的低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯的电弧管结构示意图；

图2为本发明图1的实施例中放电腔的结构示意图；

图3为本发明图1的实施例中低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯的寿命测试光通维持率变化曲线图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

考虑到目前为了氙气灯应用于低功率车前灯上，氙气灯的结构设计较为复杂、加工成本较高的问题，本发明实施例提供了一种低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯。

一种低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯，包括电弧管，电弧管包括：两个互成180°角收缩且密封的第一封接颈、第二封接颈、以及第一电极和第二电极；第一封接颈、第二封接颈围成密闭的放电腔，放电腔的长度小于9.5毫米、外壁宽度小于7.5毫米、内壁宽度小于5.0毫米。

密闭的放电腔的长度控制在9.5毫米以下，外壁宽度在7.5毫米以下，内壁宽度在5.0毫米以下，通过缩小电弧管的泡壳的尺寸可以将高强度气体放电灯的功率降低至一个适合于车用的功率水平，寿命达到3500-4000小时，其产生的光通量大于5000流明，而且仅对电弧管的尺寸进行改进，减少了加工石英玻璃外壳的成本，结构简单，易生产。

接下来，对该低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯进行详细说明：

实施例1

该低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯包括氙气灯泡、灯头、触发器、镇流器；氙气灯泡安装在灯头上,触发器和镇流器安装在灯头的内部；触发器安装在靠近氙气灯泡的位置；镇流器安装在远离氙气灯泡的位置；在灯头上设有电源接口通槽。

将触发器、灯头和氙气灯泡设计生产为一个整体。这种系统组成方式优点是高压可以直接输往灯泡，减少了损耗和干扰，系统可靠性较高，且镇流器外观尺寸较小，易于安装，但生产技术要求和成本都比较高。

电弧管包括：两个互成180°角收缩且密封的第一封接颈、第二封接颈、以及第一电极和第二电极；第一封接颈、第二封接颈围成密闭的放电腔。放电腔的长度7.65毫米、外壁宽度7.4毫米、内壁宽度4.8毫米、第一电极的金属放电杆和第二电极的金属放电杆之间的最远距离4.5毫米。

实施例2

对氙气灯的结构进行了改进：将氙气灯泡和灯头作为一个整体部分，而将触发器和镇流器集成为一个整体，形成另一个独立部分；这两部分用耐高压的线缆进行电连接；这种方式优点是生产技术要求比较低，可以大幅度的降低成本，但由于耐高压线缆比较长，由于线缆过长使触发器产生的触发电压出现压降，且自身的散热也有很大问题；另外电子部分外观尺寸比较大和厚重，给安装带来一定的困难。

而且，对电弧管的形状做了改进，改成管状形，以适应不同使用者的多样性选择需求。

电弧管包括：两个互成180°角收缩且密封的第一封接颈、第二封接颈、以及第一电极和第二电极；第一封接颈、第二封接颈围成密闭的放电腔。放电腔的长度8.0毫米、外壁宽度7.0毫米、内壁宽度4.4毫米、第一电极的金属放电杆和第二电极的金属放电杆之间的最远距离4.3毫米。

实施例3

对氙气灯的结构进行了改进：带灯头的氙气灯泡、触发器、镇流器分别成为独立一个部件，氙气灯泡和触发器用耐高压的线缆进行电连接，触发器和镇流器则用低压线缆进行连接，从而形成完整的氙气金卤灯应用系统；这种方式优点是由于将触发器和镇流器分开生产制作，镇流器外壳会比较轻薄短小，易于实现SMT生产技术。

为了应用于低功率的轨道机车上，本发明对发光的电弧管进行了改进，如图1所示，电弧管7包括：两个互成180°角收缩且密封的第一封接颈4a、第二封接颈4b、以及第一电极3a和第二电极3b；第一封接颈4a、第二封接颈4b围成密闭的放电腔6。如图2所示，放电腔6，长度9.0毫米、外壁宽度6.8毫米、内壁宽度4.0毫米。将放电腔6的控制在这个尺寸范围内，电弧管点燃时发出的光在罩壳内壁面近乎垂直入射，使更多的光不需过多反射，可以直接辐射，从而避免光的损失以及产生散光，提高了光通量。第一封接颈4a、第二封接颈4b180°角收缩，形成密闭的放电腔6，减少光的损失，提高光通量。

为了提高该氙气金卤灯的适用性和可选择性，对放电腔的形状进行了多种形状设计，只要满足上述的尺寸限制即可。在本实施例中放电腔的形状设计成椭球形。

其中，第一电极3a和第二电极3b的结构相同，均由金属放电杆5a、5b、金属杆1a、1b和导电片2a、2b组成。其中，金属放电杆和金属杆之间焊接导电片；金属放电杆穿过第一封接颈4a或第二封接颈4b的180°角收缩处，且一端延伸到放电腔的内部。第一电极3a、第二电极3b的金属放电杆在封闭放电腔中启动时放电击穿惰性气体放电。

为了提高放电效果，放电准确性，第一电极3a的金属放电杆5a、第二电极3b的金属放电杆5b在同一直线上。

为了确保能够放电，两个金属放电杆在启动时能够放电击穿惰性气体放电，第一电极3a的金属放电杆、第二电极3b的金属放电杆之间的最远距离4.2毫米。如果距离太远，很难产击穿惰性气体放电并产生电弧放电，达不到放电效果。

氙气灯的放电是由两电极相互作用，产生电弧，激发放电腔内的填充物分子产生电光。因此，放电腔内的填充物包括：金属碘化物以及汞Hg、氙Xe。

其中，金属碘化物包括以下任一种或多种：碘化钪ScI₃、碘化钍ThI₄、碘化铊TlI、碘化铟InI、碘化钠NaI。本领域技术人员还可以根据需要选取其他的金属碘化物。本发明的设计是为了应用到低功率高强度的车前灯上，对应这个目的，做了以上的设计，针对该设计，可以采用50-60瓦镇流器，镇流器设置于与电弧管连接的供电线路上。

将上述低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯进行寿命测试光通维持率，如图3所示，使灯在配套50-60瓦镇流器使用时，其产生的光通量大于5000流明，寿命达到3500-4000小时，是同功率的卤钨灯500-1000小时寿命的3-4倍。

该低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯除了适用于车辆前照灯，还可以用于机车、飞机等交通工具的照明或作为特殊投射光源用于水下、矿厂、橱窗以及用于对照明要求较高的其他场所。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯，其特征在于，包括电弧管，所述电弧管包括：两个互成180°角收缩且密封的第一封接颈和第二封接颈、以及第一电极和第二电极；所述第一封接颈、所述第二封接颈围成密闭的放电腔，所述放电腔的长度L小于9.5毫米、外壁宽度H小于7.5毫米、内壁宽度h小于5.0毫米。

2.如权利要求1所述的低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯，其特征在于，所述放电腔的形状包括：椭球形或管状形。

3.如权利要求1所述的低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极均包括：金属放电杆、金属杆和导电片；其中，所述金属放电杆和所述金属杆之间焊接导电片；所述金属放电杆穿过所述第一封接颈或所述第二封接颈的180°角收缩处，且一端延伸到所述放电腔的内部。

4.如权利要求3所述的低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯，其特征在于，所述第一电极的金属放电杆、所述第二电极的金属放电杆在同一直线上。

5.如权利要求4所述的低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯，其特征在于，所述第一电极的金属放电杆、所述第二电极的金属放电杆之间的最远距离≤4.5毫米。

6.如权利要求1-5任一项所述的低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯，其特征在于，所述放电腔内的填充物包括：金属碘化物以及汞Hg、氙Xe。

7.如权利要求6所述的低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯，其特征在于，所述金属碘化物包括以下任一种或多种：碘化钪ScI₃、碘化钍ThI₄、碘化铊TlI、碘化铟InI、碘化钠NaI。

8.如权利要求1-5任一项所述的低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯，其特征在于，还包括：50-60瓦镇流器，所述镇流器设置于与所述电弧管连接的供电线路上。

9.如权利要求8所述的低功率轨道机车用高强度气体放电氙气金卤灯，其特征在于，所述氙气金卤灯的氙气灯泡和灯头为一个整体部分，所述氙气金卤灯的触发器和所述镇流器集成为另一个相对独立的整体，这两个整体部分用耐高压的线缆进行电连接。