CN1106677C - 电灯 - Google Patents

Abstract

电灯具有在玻璃灯壳(1)的纵轴(2)上的真空气密密封部分(4)。内导体(12)和外导体(13)在密封部分(4)内各有端部(14)，并以间隔的方式延伸过密封部分(4)的公共轴区(5)。排列在密封部分(4)的平面中的几个金属箔(11)在其横向方向上相互平行地延伸。金属箔有刃形边缘(15)并与内导体(12)和外导体(13)焊接。由箔(11)、内导体(12)和外导体(13)构成的电流导体(10)能够传导很大的电流。此外，该灯具有简单、坚固和可靠的结构。

Description

电灯

本发明涉及电灯，该电灯包括：以真空气密方式密封并具有纵轴的玻璃灯壳；

从外部伸入灯壳内的电流导体，每个电流导体包括一个内导体、一个金属箔和一个外导体；

该灯壳在纵轴上有密封部分，至少一个电流导体穿过该密封部分和嵌入密封部分并基本处于平面状态的金属箔，

内导体和外导体与金属箔焊接，内导体伸入灯壳内与电元件连接，外导体从密封部分伸向外部，

在内导体和外导体的每个都具有在密封部分中的端部，在金属箔上从垂直于纵轴的方向看，内导体和外导体的各端部相互隔开一定距离而放置，并穿过密封部分的同一个轴区。

GB-B-512257披露了这种其中穿过这样的电流导体的密封部分。

当密封部分的玻璃的热膨胀系数低于相应的金属的热膨胀系数时，在密封部分中广泛使用包括金属箔的电流导体。如果从灯的工作条件来说玻璃必须有较高的软化温度，而金属出于同样的理由并由于密封部分的较高制造温度，必须有较高的熔点，例如钨和钼，则情况就是这样。

使用金属箔意味着在金属与玻璃、例如硬玻璃或SiO2按重量的成分至少为95％的(如石英玻璃之类的)玻璃之间存在的膨胀系数之差，不会损害密封部分的真空度。可是，对此的条件是，金属箔的轴向边缘是尖的，比如该箔有轴向刃形边缘(也称为薄侧边)。

例如，美国专利US-A-4851733披露了一种带有密封部分的电灯，在该密封部分中封入了带有经蚀刻的轴向边缘的这种箔。由于可以迅速地制造这种密封，所以这种密封引人注意，它是在灯壳的管状部分还处于管状时把该部分加热至软化点并用夹封件压平以获得夹封密封部分。正如美国专利US-A-5077505和US-A-5159239所披露的，确实也可按真空密闭方式把金属线密封在较低膨胀系数的玻璃中，但在那种情况下，金属线必须预先涂敷能够与密封部分周围的玻璃融合的玻璃层。

把有玻璃层的这种金属线用作电流导体时，它们具有以下优点：由于与金属箔相比它们有比较大的横截面，所以能够传输比较大的电流。另一方面，带有金属箔的夹封密封则能够更快地实施。

只要金属箔比较薄、具有比较大的宽度/厚度比和尖的轴向边缘，尽管存在热膨胀系数差，也可以真空密闭方式将金属箔封入密封部分中。在进行密封期间为了实现使比较粘的玻璃围绕轴与箔接触，箔必须有所述的尖的轴向边缘。没有尖的轴向边缘，沿箔的轴向边缘就会形成毛细通道，毛细通道总是沿横向边缘和围绕内外导体出现，它意味着灯壳从开始就是漏气的。

为了使金属箔中的电流密度尽量小，可以使箔有尽可能最大的横向尺寸，但由于玻璃和金属之间的粘附力一般小于玻璃与玻璃之间的粘附力，所以较宽的箔会降低对灯壳压力的抵抗力。在DE-UM-1975290的电灯中，由于这个理由，在其轴端上焊有几个内导体、沿轴向侧边有刃形边缘的、比较宽的金属箔上，配置了冲孔图案。在箔一侧边的玻璃穿过箔中的孔与在箔另一侧边的玻璃融合。从而增强机械强度和对密封部分压力的抵抗力。

由于箔的宽度，对于给定电流来说，按照所引用的DE-UM灯的金属箔中的电流密度较小，由于有多个内外导体，电流在箔的整个宽度上流入和流出，但沿灯的轴向方向流动的通过箔的电流路径比较长，以致箔仍有比较大的电阻。

在GB-A-489626的电灯中，在各密封部分的轴向区域中以平面形式相互靠近地设置几个金属箔。由于在箔的两侧边熔化了玻璃，所以这就导致机械结合力强的密封部分，但同时，箔中的电流密度大于如果用一个箔占据附图所示的多个箔所占据的宽度的情况下的电流密度。此外，沿轴向方向穿过箔而流动的电流路径比较长。

在开篇中所述和与所引用的GB-B-512257一致的密封部分中，内外导体两者都在金属箔的相互相对的侧边穿过箔的大致整个长度，使得它们在密封部分的轴向的纵向部分上相互重叠一段距离。结果，电流路径以横截箔的纵向方向穿过箔。这种几何结构的有利方面是具有短和宽的穿过箔的电流路径，使得箔中的电阻和电流密度较小。可是，主要缺点是这种几何结构很严格和存在有密封部分泄漏的较大风险。

把带有尖的横向边缘的一条带材切割成片来制成金属箔。因此，该切割边缘不是削薄的和尖的。密封部分的玻璃不会紧密地围绕切割边缘熔合，而在密封部分中留下沿箔横向地延伸的毛细通道。内或外导体在箔上越过相应的切割边缘。由于这些导体具有例如十分之七毫米或更厚些的比较厚的厚度(与密封部分中的金属箔相比，后者一般的厚度为10至120μm)，并由于在制成密封部分后它们比周围的玻璃收缩得更强烈，所以毛细通道围绕内导体和外导体延伸至密封部分的外部。直到超过设置于密封部分内的相应导体的端部，这些通道才终止。

这样构造的几何结构所涉及的主要风险是，一个或几个围绕电流导体的轴向毛细通道沿金属箔的切割边缘与两个横向毛细通道直接连接。在这种情况下，密封部分会泄漏。此外，另外的不利之处是导体在箔较薄的地方即沿轴向的箔的尖的边缘焊接，因此这种焊接在机械上很薄弱，在灯组装期间极大地限制了对电流导体的操作可能性。另一个缺点是，在已知的电流导体中导体是被焊接在金属箔的两边。这使电流导体的生产复杂化。

由于包含较大的泄漏风险，所以所引用的BG-B-512257中展示的密封是没有用处的，在该密封部分中，内导体、金属箔和外导体在横向于密封部分的轴向平面重叠。当在这些金属部分之间进行焊接连接时，在金属箔中确实容易产生孔洞，由于其几何结构，这会对围绕两个导体的毛细通道中的任一个提供通路。

本发明的目的在于提供一种具有简单和可靠的结构、的如开篇所述的那种电灯。

根据本发明，这一目的可这样实现，即将至少两个轴向分开的金属箔横向地装在密封部分内，这些箔的横向边有刃形边缘，并将每个导体连接到每个箔上。

根据本发明的电灯的密封部分在电流导体中有几个金属箔。外导体把电流导入各个箔，内导体导出该电流。各个箔都流过与穿过电流导体成比例的电流部分，以使所述箔中的电流密度较低，因而其内产生的热也较低。常规宽度的常规箔可用来传导通过密封部分的较强电流。与引用的GB-B-512257的密封部分相比，箔沿其纵向方向传导电流，这意味着垂直于电流方向的箔的横截面是常数或基本上是常数，不同于已知的电流导体。

由于在轴向区在箔之间的玻璃是固态的，并且中间没有夹层的箔，所以密封部分有较强的机械结合力，因此有比较高的抗灯壳中压力的抵抗力。

正如后面参照附图所说明的，密封部分的构造要求不很严格。在不危及密封部分的真空气密性的情况下，只要导体在密封部分内终止，就允许各导体超过距相关导体最远的箔而终止。然后，可以但非必须将导体靠近箔的轴向边缘即切割边缘来进行焊接。实际上，可在中心区域距箔的横向刃形边缘一定距离处将导体焊接到箔上，在该处，箔比较厚。因此，电流导体在机械上比较坚固，并能够容易地进行操作。

仅需要很小的内外导体之间的横向间隔，例如几毫米，就可以在这些导体之间确实存在横向的真空气密区，并在箔上延伸。在许多类型的使内导体和/或外导体有复合结构的灯的密封部分中可得到横向间隔。为简化灯结构，设置外导体为复合结构例如双导体结构是有利的。然后将内导体设置于外导体之间，从而使箔中的电流密度减半。

灯可以具有与上述密封部分相对的第二密封部分。该第二电流导体可为例如涂有玻璃层的金属线。或者，使第二密封部分的结构与第一密封部分的结构相同。在某些灯中的密封部分是如此之宽，以致在所述第一密封部分中装有相同类型的第二电流导体。

本发明灯的优点是：允许在金属箔的相同侧或不同侧设置内外电流导体，而不会因此影响灯的质量。因为它提供了把电流导体置于箔的相同一侧的可能性，而这对电流导体的制造是方便的和快速的，因而这是有利的。

并排放置的箔的数量可根据流过灯的电流选择；通常，通过箔的一个电流路径中的电流以不大于约10A为宜，最好更小。

本发明灯的电元件可以是在可电离介质中的一对电极，例如在稀有气体、可能还有金属卤化物和/或汞中的钨电极。可供选择的另一方案是，电元件为例如处在惰性气体中(例如在带有卤素或如溴化氢等的卤素化合物的惰性气体中)的白炽体。电元件可封闭在内壳中。常选择钨作为内导体，这是例如由于钨具有化学抵抗力的缘故，而最好选择钼作为金属箔和外导体，这是例如由于该金属具有延展性的缘故。根据需要，电灯可有一个或两个灯帽。

在附图中以侧视图展示本发明电灯的实施例。

附图中，电灯具有以真空气密方式密封并具有纵轴2的玻璃灯壳1，附图中用石英玻璃制成灯壳1。电流导体10、10’从外部伸入灯壳1中。电元件3设置在灯壳内并与电流导体10、10’连接，在附图中，电元件3为一对钨电极，灯壳内充有可电离气体，例如汞、稀有气体和金属卤化物。灯壳1的纵轴2上有密封部分4，电流导体10、10’中的至少一根穿过该密封部分4。该电流导体10包括嵌入密封部分4中并基本处于平面状态的金属箔11。将内导体12与所述金属箔11焊接，在附图中用钼制备金属箔11，在附图中用钨制备的内导体12伸入灯壳1内与电元件3连接，在附图中为钼且从密封4伸出外部的外导体13也与箔焊接。内导体12和外导体13每个都有在密封部分4中的端部14。在金属箔上11，(i)从横向于纵轴2的方向看，它们相互隔开一定距离地放置，(ii)它们穿过密封部分4的同一个轴区5。

在附图中至少有3个的金属箔11横向地封闭在密封部分4中，它们相互之间轴向地相隔，在各自的横向侧边15具有例如用蚀刻法获得的刃形边缘。每个导体12、13均与各箔11连接。

在离金属箔11的横向侧边15一定距离处将外导体13和内导体12焊接到金属箔11上。用交叉线代表焊接点。

选自内导体12和外导体13的导体12、13是复合结构，附图中外导体13为复合结构。

内导体12是这样放置的，使外导体13位于其两侧。这样有下列优点，即易于确定电极3的中心位置而不需要灯内的复杂结构，同时可容易地按U字形对外导体13进行加工处理并可保持这种U字形形状。

与密封部分4相对地设有第二密封部分4’，该密封部分中有与密封部分4相同几何结构的电流导体10’，并且也可用夹封法制作该部分4’。

内导体12和外导体13焊接到金属箔11的相同侧，这使制造电流导体10变得容易，因而易于制造灯。

附图中，密封部分4’中的斜线表示在放电空间和灯的周围之间形成的真空气密屏障的部分。毛细现象空间分别从外部和从放电空间沿外导体13和沿内导体12正好跨过密封部分4’的相应端部14的部分。可是，位于外导体13和内导体12的延伸方向上的密封部分4’的区域4’a和4’b是真空气密的。由于横向的刃形边缘15，熔入区域4’a和4’b的区域4’C既在靠近金属箔11、又在它们之间的区域是真空气密的。结果，密封部分4’在其整个宽度上是真空气密的。由附图明显可知，密封部分4、4’的结构、因而灯的结构是不严格的。无论内导体12和外导体13的端部14是否位于金属箔11上或超出金属箔11，都并不重要。在焊接期间无论是否在金属箔上制备孔洞，对密封部分的真空气密性来说也都并不重要。

在灯稳定工作期间，灯电流例如约为20至30A，所示的这种灯的功耗为约4000W至约6000W。电流从外导体13沿其横向方向但同时沿金属箔11的纵向即平行于其横向刃形边缘15流到内导体12。在所示的灯中，在内导体12和外导体13之间有六条电阻至少大致相同的平行电流通道，以致在各个金属箔11中的电流密度约为常规灯的金属箔中电流密度的六分之一。

该灯结构简单，可按简单方式获得，它是有效的而结构并不严格，此外机械上坚固。

Claims (6)

1.一种电灯，包括：

以真空气密方式密封并具有纵轴(2)的玻璃灯壳(1)；

从外部伸入灯壳(1)内的电流导体(10、10’)，每个电流导体包括一个内导体(12)、一个金属箔(11)和一个外导体(13)；

该灯壳(1)在纵轴(2)上有密封部分(4)，至少一个电流导体(10，10’)穿过该密封部分，并且金属箔(11)嵌入密封部分(4)并基本处于平面状态；

内导体(12)和外导体(13)与所述金属箔(11)焊接，内导体(12)伸入灯壳(1)内与电元件(3)连接，外导体(13)从密封部分(4)伸向外部，

内导体(12)和外导体(13)每个都具有在密封部分(4)中的端部(14)，在金属箔上从垂直于纵轴(2)的方向看，内导体(12)和外导体(13)的各端部(14)相互隔开一定距离而放置，并穿过密封部分(4)的同一个轴区(5)；

其中：在密封部分(4)中横向地配置至少两个轴向相隔的金属箔(11)，金属箔(11)的横向侧边(15)具有刃形边缘，并且每个导体(12，13)均与每个箔(11)连接。

2.根据权利要求1所述的电灯，其特征在于：外导体(13)和内导体(12)在距金属箔(11)的横向侧边(15)一定距离处焊接到金属箔(11)上。

3.根据权利要求1或2所述的电灯，其特征在于：内导体(12)和外导体(13)之一为复合结构。

4.根据权利要求3所述的电灯，其特征在于：外导体(13)为复合结构，内导体(12)是这样放置的，以使外导体(13)位于内导体(12)的两侧。

5.根据权利要求1、2或4所述的电灯，其特征在于：第二密封部分(4’)与密封部分(4)相对地设置，在该第二密封部分(4’)中有相同几何结构的电流导体(10’)。

6.根据权利要求1、2或4所述的电灯，其特征在于：内导体(12)和外导体(13)被焊接到金属箔(11)的相同侧。

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