CN1100341C - 高压放电灯 - Google Patents

Abstract

高压放电灯有一个石英玻璃灯泡(1)，灯泡(1)有两个相对的夹紧密封件(3)。夹紧密封件(3)有主面(8)，主面(8)从一个端面(4)到放电空间(5)逐渐变小，密封件(3)沿其轴向边缘(13)有隆起脊(10)。隆起脊(10)的高度沿指向端面(4)的方向逐渐变小。通过夹紧操作就可从一个圆柱形管获得灯泡(1)，不需要先前的加工过程。

Description

高压放电灯

本发明涉及一种高压放电灯，具有

一个石英玻璃灯泡，灯泡按气密方式封闭，灯泡有一纵轴，并且有在该轴上相互相对设置的夹紧密封件，每个密封件有一端面，这些密封件限定了一个包含可电离填充物的放电空间；

设在灯泡中的电极每个电极都连接到一个导线上。从一个相应的夹紧密封件伸展到外部。

夹紧密封件有相互相背离开的主面和相互相背离开的侧面，所说主面是沿和该轴垂直的方向有最大尺寸，最大尺寸对应于在放电空间附近的该灯泡的最大横向尺寸，所说主面在与放电空间毗连的轴向区域内变窄。

在EP-B-0451 647中公开了这样一种高压放电灯。

在这份文献中描述的放电灯的灯泡是从一个预成型的两端开通的中空石英玻璃体获得的。为了形成这种石英玻璃体，首先对一个石英玻璃管(即，按重量计，为至少有96％SiO₂含量的玻璃管)加热，在管的两端之间形成一个软化点，让管的两个端彼此靠近地移动从而使中央部分缩短，并在一个模具内或靠近该模具给所说部分充气。按照期望的中央部分直径，必须重复进行加热、缩短、和充气步骤一次或几次。这些操作很费时间，并需要专家监督。

对于所引文献的附图1和2表示的灯要完成这些本身已知的操作，这是根据该文献所述的尺寸得到的结果。该灯有一个椭圆形的壁厚2～2.5mm、最大尺寸为36mm的放电空间，但夹紧密封件的厚度不大于4mm，是制作夹紧密封件的管壁厚度的两倍，这是针对主面宽度仅为16mm定的尺寸。夹紧密封件还有在轴向延伸的隆起脊，这些隆起脊在每个主面上抬高约1.5mm。

对于本说明书的开始段所描述的在所引文献中公开的灯(见图5和6)，要完成所说的这样一些操作也是根据所述的形状和尺寸得到的结果。放电空间是圆柱形的，在靠近夹紧密封件处为锥形的。夹紧密封件和灯泡的柱形部分一样宽，但是是平直的，只有2mm厚。但若把一个直径不变的圆柱形管压扁，则所产生的平板的厚度为管的壁厚的两倍，其宽度约为管直径的1.57(π/2)倍。

具有按加热、缩短、和在模具中充气的所说方法(该方法有可能重复多次)获得的灯泡的放电灯是昂贵的。昂贵的原因不仅是这些耗费时间并需要大量监督的操作，而且还要消耗相当长的必要的石英玻璃管。必须在管的中部用强火长时间加热玻璃管，才能达到使其形变的至少约1700℃的温度。在此期间在管两端的中心位置夹持该管，并在压缩气体线上用橡胶对其进行密封，从而可在软化后进行充气。对这些橡胶加热不得超过某一温度，因此处理当中的石英玻璃管通常在两端都要有额外的长度，而在成型后是要剪掉这个额外长度的。按灯泡轴向长度较小的比例计算，不可避免的浪费量较大。结果，制造灯泡所需的管的长度可能是灯泡中利用的管的长度的数倍。

在本说明书开始段描述的公知的放电灯中，第一夹紧块形成夹紧密封件的主面，第二夹紧块使所说主面在与放电空间毗连的轴向区变窄，这一变窄导致夹紧密封件的厚度局部增加，最大为4mm。夹紧块还使放电空间变形，使放电空间挤入夹紧密封件成为锥形，如在轴向各部分中沿直线所见。

夹紧密封件在它们和放电空间相连接的部位变窄是有益的。由此可防止在使可电离填充物组分凝聚的夹紧期间，在玻璃中形成的接缝扩展到离电极相当远的部位，这会使所说的组分不能用于放电。另一方面，在靠近夹紧密封件的电极之后的放电空间(电极室)是锥形的(即，很窄)，这是不利的，因为这里阻碍了可能使凝聚的填充物组分蒸发的对流。

本发明的目的就在于提供一种在本说明书的开始段描述过的那种类型的高压放电灯，这种灯具有易于制造的简单结构。

按照本发明，实现这项发明目的的途径是：使夹紧密封件的主面沿从放电空间到至少接近端面的方向变宽，并且使主面沿它们的轴向边缘有隆起脊，隆起脊的高度沿朝向端面的方向逐渐变小。

根据本发明的放电灯，其基本点是：灯泡可从一段直的玻璃管直接制造出来，同时可能在侧面熔接一个排气管，且在这个玻璃管上就可提供夹紧密封件。于是就可避免对管的中央部分加热、通过缩短该管在这里集中玻璃、以及给所说部分充气等操作，同时在夹紧密封件和放电空间之间的连接相对于放电空间来说是相当窄的。

把管的一个端部加热到它的夹紧温度，约为1700℃，并且借助于大体呈梯形的夹紧块夹紧所说端部，这些夹紧块除了有导线凹槽外基本上是平直的。由此获得夹紧密封件的主面的平直部分。梯形夹紧块的底边位于密封件端面附近。夹紧块比管的圆周的一半还要窄得多，因此在夹紧块的每一侧都存在开通的皱折，这些皱折要伸入放电空间。如果使用长方形的夹紧块，且它们的宽度对应于梯形夹紧块最短的平行边，则也要出现这样一些开通的皱折。这些皱折随后由从侧面逼近的第二夹紧块弄平。在此期间必须使夹紧密封件真空密封。此外，还必须避免气泡陷入皱折内。在使用长方形的夹紧块时气泡陷入皱折中是危险的。

第一夹紧块是梯形形状，因此该夹紧密封件的主面也是梯形形状，这就有可能借助于第二夹紧块把皱折内存在的气体驱赶到端面。在此期间皱折沿主面的轴向边缘转变成隆起。

夹紧件的这种形状的重大优点是：通过放电产生的光的很大的角度发射到轴上而不会射到夹紧密封件上。另一个优点是，夹紧密封件有一个相当大的表面面积，还有一个相当小的轴向尺寸，因此能很容易地从导线上移去热量，并且导线可能以相当冷的状态伸展到外部，即有较好的抗腐蚀性。

在一个优选实施例中，放电空间在电极侧面的轴向方向是圆周弯曲的。这个实施例的优点是，在电极侧面的放电空间是相当宽广的，因此很容易发生对流。实现这个实施例的关键在于要保证：在制作夹紧密封件中所用的夹紧块的确要沿轴向带走所说密封件附近的玻璃、但又得与(或基本上不得与)该玻璃接触。

在本发明的放电灯的一个优选实施例中，在靠近每个夹紧密封件的端面的一个轴向区中，在沿轴向边缘的两个隆起脊之间有凹槽扩展，这些凹槽沿离开端面的方向变窄。然后，让第二夹紧块在放电空间附近施加比在端面附近的压力更大的压力，其结果是避免了在放电空间附近的夹紧密封件中出现凹坑。

在通常使用本发明的放电灯时，不需要在灯泡的电极周围涂上反射热辐射的涂层。这样就避免了提供涂层和通过涂层拦截光这两者所需的工艺步骤。

可把本发明的灯放在一个外包壳中，但也可以在没有这样一种外包壳的情况下使用该灯，例如可将其固定在一个灯罩中(如陶瓷灯罩)。

让隆起脊在平行于密封件主面的方向有一个对应于主面之间距离的平均尺寸是有益的。这一距离近似为放电空间的壁厚的两倍。

附图中示出本发明的高压放电灯的一个实施例，其中：

图1表示该高压放电灯的透视图；

图2是沿图1的II线观察的该灯的一个剖面图；

图3是沿图2的III线观察的该灯的一个剖面图；

图4是沿图3的IV线观察的该灯的一个剖面图；以及

图5是沿图3的V-V线取的剖面图。

在图1中，高压放电灯有一个石英玻璃灯泡1，灯泡1按气密方式封闭并且有一个纵轴2和两个夹紧密封件3，每个密封件3都有一个端面4，两个端面4在轴上相互对置，这两个密封件3确定了一个包含可电离填充物的放电空间5。图中的灯泡充以汞、稀有气体、以及镝、钬、钆、钕、和铯的卤化物。在灯泡内设有电极6，电极6连接到导线7，每根导线7从一相应的夹紧密封件3伸展到外部。密封件3有两个主面8和两个侧面9；两个主面8相互背对离开，并且在垂直于轴2处有最大的尺寸，和放电空间5处灯泡1的最大横向尺寸相对应，两个侧面9也是相互背对离开的。在邻近放电空间5的一个轴向区域内，主面8变窄。

夹紧密封件3的主面8沿离开放电空间5的方向直到至少接近端面4处都在变宽，并且沿它们的轴向边缘13有隆起脊10(见图3)，隆起脊的高度(即，垂直于主面8的尺寸)沿指向端面4的方向逐渐变小。

从一个直径和壁厚都不变的直的石英玻璃管可获得该灯泡，并在管的两个端部提供图中所示的夹紧密封件3。为此使用大体上呈梯形的夹紧块(也见图3)来成形该主面8。夹紧块都是平直的，只是在每一个夹紧块内都有凹槽，用于容纳埋入夹紧密封件中的导线7的杆型内外部分的端部。随后通过第二个夹紧块形成隆起脊10，也见图3。在此期间使放电空间5成为中凸形状，夹紧块大体上与它的壁不接触。夹紧密封件3有一个相对较大的每轴向单位长度的表面面积，因此导线7在相对较小的轴向尺寸情况下以相对较冷的状态伸展到外部。

从图2和3显示可以看出，放电空间5在电极6的侧面的轴向方向是圆形弯曲的，并且其空间大而宽，因此灯内的对流能够轻易带走凝聚的填充组分。

图5表示在夹紧期间产生的围绕放电空间5的壁内的线的接缝14。穿过轴2的接缝14是由第一夹紧块形成的，两个较短的接缝14是由第二夹紧块形成的。图5表明，接缝14从导线7开始只延伸出一个很小的距离，因而在灯工作期间接缝相当热。如果使用宽度与管直径相同的第一夹紧块，则穿过轴2的接缝14可在整个管直径上延伸。图2和3表明，接缝14具有非常小的深度，因此在这里的接缝都是看不清楚的。可电离的填充物的组分几乎不可能在这里凝聚。从这些附图还可以得出结论，接缝14沿轴向只延伸一个很小的距离。

在两个隆起脊10之间、沿轴向区11的轴向边缘13(见图2)、靠近每个夹紧密封件3的端面4存在凹槽12，凹槽沿离开端面4*的方向变窄。在图4的剖面图中这些凹槽也是可见的。在放电空间5附近沿每个夹紧密封件3的轴向中心区没有这样的凹槽，因此夹紧密封件是真空密封的。

隆起脊10(见图3和4)沿平行于夹紧密封件3的主表面8的方向有一个平均尺寸，它对应于两个主面8之间的距离。

图中所示的灯(Linv)在工作期间消耗1200瓦的功率。把这个灯(Linv)与参照灯(Lref)进行比较，二个灯具有相同的功率和相同的填充物，唯一的差别仅在于参照灯泡是从一个直的石英玻璃管通过加热、缩短、并在一个模具中充气获得的。这个放电空间为球体形状。

测量灯的发光效率(η)和所产生的光的彩色坐标(x，y)。在一个发光设备中操作这些灯，并且，把受照屏幕的中心的色温(Tc)和屏幕边缘的所说温度(Tr)进行比较，并且还要和中心与边缘之间的一半距离处的所说温度(Tm)进行比较。表1给出了结果。

表1

	Linv	Lref
			η(Lm/w)	84	82
x；y	304；324	307；325
			Tc-Tr(K)	450	800
Tc-Tm(K)	250	400

从表1可以看出，本发明的灯和参照灯相比有相同的色点和至少相同的发光效率。还发现，本发明的灯照射一个屏幕的彩色均匀性更高些。

Claims (4)

1.一种高压放电灯，具有：

一个石英玻璃灯泡(1)，灯泡(1)按气密方式封闭并且有一个纵轴(2)，还有在轴(2)上相互相对布置的两个夹紧密封件(3)，这些密封件(3)限定了一个包含可电离填充物的放电空间(5)；

灯泡中的两个电极(6)，每个电极都连接到一个电流导线(7)，导线(7)从一个相应的夹紧密封件(3)的端面(4)伸展到外部；

所说夹紧密封件(3)有主面(8)和侧面(9)，两个主面(8)相互相背离开，并且有一个垂直于轴(2)的最大尺寸，它和放电空间(5)处灯泡(1)的最大横向尺寸相对应，两个侧面(9)相互相背离开，所说主面(8)在与放电空间(5)毗连的一个轴向区域中变窄；

其特征在于，夹紧密封件(3)的主面(8)沿从放电空间(5)开始直到至少接近端面(4)的方向逐渐变宽，并且沿其轴向边缘有隆起脊(10)，隆起脊(10)的高度沿朝向端面(4)的方向逐渐变小。

2.如权利要求1的高压放电灯，其特征在于，放电空间(5)在电极(6)的外侧沿轴向是圆周弯曲的。

3.如权利要求1或2的高压放电灯，其特征在于，在沿轴向边缘的隆起脊(10)之间，在靠近每个夹紧密封件(3)的端面(4)的轴向区(11)内存在凹槽(12)，这些凹槽(12)沿离开端面(4)的方向变窄。

4.如权利要求1或2的高压放电灯，其特征在于，隆起脊(10)沿平行于夹紧密封件(3)的主面(8)的方向有一平均尺寸，该尺寸对应于主面(8)之间的距离。

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