CN1175079A - 高压气体放电灯 - Google Patents

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Abstract

一两面压封的放电灯,具有压封件(4),其横侧面的总宽度与厚度之比小于或等于2.2。在压封件的外端部有一管头(13),它载有支座套管(15)。

Description

高压气体放电灯
本发明以一高压气体放电灯为出发点。
这种灯涉及到两侧封闭，带有或不带外玻壳的灯，至少在其一侧灯是通过压封件封上的。它通常具有一由石英玻璃制成的放电管。这种灯尤其涉及到金属卤化物灯，该种灯除了水银外还有一金属卤化物填料，也涉及到高压水银放电灯或高压氙放电灯。这些灯主要用于光学系统，尤其是光学成像方面，例如聚光灯，高架投影灯及光效应器。特别地它们被应用于舞台、电影及电视的照明系统。典型的灯具功率约为4002000W。
已知US-PS 5142195中有一种这样的灯，它具有由横侧面及纵侧面组成的压封件，其截面为典型的双“T”形(也称作“I”形)。压封件的总宽度W(16mm)大约相当于其厚度d(4mm)的四倍。这种宽厚比W/d比值约为4是很普遍的。在压封件的支座远端总是通过粘合剂固定有陶瓷支座套管。这种长度大致与放电管相一致的压封件，首先用来把靠近支座的箔端部的温度限制在最高350℃内(对此也可参见US-PS 5 138 227)。为保证这种压封件有足够的机械强度，按照US-PS-5 142 195，压封件在放电管上的安装处做成斜撑，通过斜的特殊形状，强度可以进一步提高。
本发明的任务是，实现一种按照下面所述的高压气体放电灯：高压气体放电灯，由以下部分组成：
-一纵向延伸的放电管(2)，带有一中央区域(3)及两端区，中央区域围成一放电容积，两端区向两完全相反的方向伸展并且其中至少有一个是由一压封件(4)形成的，每个压封件均具有两横侧面(8)和纵侧面(9)，
-一电极对(5)，它们由压封件(4)延伸至放电容积内，并且通过金属箔(12)与外导线(14)相连，金属箔埋置于压封件内，
-放电容积内一种发光填料，
-每个压封件的长度大致与中央区域的长度尺寸相称，
该灯应用尽量简单的方式得到一坚固的压封件。
这个任务通过下述方式来完成：压封件(4)的尺寸是这样选择的，即每个横侧面(8)的总宽度W小于或等于该横侧面厚度d的2.2倍。特别有益的提高参见从属权利要求。
按照发明的高压气体放电灯由一纵向延伸的放电管组成，管上带有一中央区域，这围成了一放电容积，并且至少带有一个，优选为两个压封件，它们从中央区域沿正好相反的方向向外伸展。每个压封件均有两个横侧面及两个纵侧面，特别地压封件号至少为18mm。
压封件的长度与与中央区域的长度尺寸为同一数量级。压封件的尺寸是这样选定的，即横侧面的总宽度小于或等于其厚度的2.2倍。
迄今这样的灯均是用具有圆形或椭圆形横截面的圆筒形焊封件来密封的，尽管灯柱很长(大于18mm)，焊封件仍有较高的强度。但缺点是，这种焊封件必须手工制作完成。早期的研究，即用通常的有着已公知尺寸的压封件来替代该焊封件。均因压封件强度不够而失败，其横侧面的断裂危险显著地高于纵侧面。结果表明，这种通常的截面明显地铸成矩形、W/d≈4的压封件，在横侧面及纵侧面具有明显不同的轴向弯矩，该弯矩是描述断裂强度的一个标准。至今仍在研究，通过装于放电管上的矩形压封件的附件的特殊结构来提高其断裂强度。
通过按照发明选择的压封件的几何外形，压封件的机械强度可决定性地提高，因此目前纵侧面和横侧面的断裂强度大致一样好，并且大致与采用焊封件的灯相一致。
灯的强度可以优选地通过仔细地选择放电管的厚度来进一步提高。放电管的壁厚有益地总计为大于1.5mm，优选地约为2mm±0.3mm。
特别地，压封件的横侧面以众所周知的方式配备有边缘加厚部分，这就加宽了纵侧面。通过这样，强度还可附带提高。当纵侧面的总宽度(包括边缘加厚部分)大约(特别地准确到至少20％)正好与横侧面的宽度一致时，可获得特别好的效果。
横截面的表面有益地开有横槽，这就获得了一更大的表面，由于其高热辐射，箔片端部的温度负荷被附带降低，此外还提高了压封件的硬度。
箔片的长度优选地约为压封件长度的60％～70％。
压封件的总宽度略小于中央区域最大宽度的50％。
在一同样用于反光灯的特别优选的实施形式中，压封件的外端部有一空心圆筒状的管头，其上可以固定一支座部件。例如管头的外径与套于其上的圆柱形支座套管的内径相适应，支座套管的外径优选地大致相当于压封件横侧面的总宽度。通过这种方式，两个部件相互理想地配合起来并因此而易于生产。此外灯柱(这里当作压封件)与支座可以比假如采用椭圆形焊封件更好地轴向对中。另外，灯柱与支座间余下的空腔可以通过适当的材料很好地防止空气渗入。
两个电极由压封件延伸至放电容积内，它们均通过金属箔与外部导线连接，金属箔位于压封件内。
已经在好几个方面证明是有利的，即如果每个电极均用钼片做成的小卷筒包住的话，因为这样防止了压封及开关灯时产生裂缝，而且改善了电极的对中。小卷筒用作电极与环绕周围的石英壁间的柔性层，它防止了石英玻璃附着于电极上。此外，钼也用作对填料污染的除气剂。所有这些一起作用下，灯的寿命通过这种小卷筒延长了。
中央区域与压封件间总是优选地嵌有一过渡区以进一步提高其断裂强度。过渡区长约为1～4mm。
放电管中发光端的填料优选地含有金属卤化物。
大多数放电管自己就是灯壳，本发明也可以为带反射器或外玻壳的灯采用。
下面将借助于一些实施实例来进一步阐述本发明。
图1  一不带支座的金属卤化物灯的侧剖面图，
图2  一同样的金属卤化物灯旋转90°的侧视图，但带有支座，
图3  另一个反光灯的实施方案。
图1与2表示的是-575W、长约100mm的高压气体放电灯1，该灯不需要外玻壳。它是作为一种这里没有表示的反射器，特别地一高架投影灯里的构件考虑的，在其中，灯是横置的。该灯具有一包括中央区域3的放电管2，其上装有两正好相对放置件的压封件4。由石英玻璃做成的内部非常接近于等温的放电管2管壁厚约1.8mm。中央区域3被做成外径约为22mm的球体，这样得到约3cm3的放电容积。杆状电极5，它们的尖端间距约为7mm，总是在压封件4的轴向上，而且总是用钼制小卷筒6包住，至少在压封件范围内是这样。中央区域在电极旁总具有一隆起7，这定出了最冷的位置。
压封件4，每个均有两横侧面8和纵侧面9，其宽度W约为8mm，厚度d约为4mm，因此W/d＝2.0。沿着横侧面8的边缘，压封件具有一加厚的边缘加厚部分10，这样纵侧面包括加厚部分在内有效宽度约到6mm。压封件4长约28mm，借助于一短过度区11与中央区域3相接。过渡区11长约2mm。其上在中央区域的弯壁与压封件的直线轮廓间有一自然过渡。过渡范围内的曲率半径典型地约为2mm。
压封件4内总有钼箔12，其长为20mm，宽为3.5mm，大致在中心放置。它们是真空密封嵌入压封件内的。在压封件的远离放电的端部，有一圆筒形管头13，其外径约为8mm，内径约为5mm。每个管头长约为10mm。
电极5通过钼箔12与外导线14相连，外导线由当中穿过管头13向外伸出。导线14穿过黄铜焊料与金属的支座套管15(见图2)相连。支座套管15直接套于玻璃管头13上并通过粘合剂21与其相连。支座套管15从外面以盖式进行封闭(参考16)。在盖子16上以众所周知的方式伸出一螺杆，其上有一压花螺母。管头13与盖子16间的空腔内有益地嵌有堵塞物。这附带地使箔的氧化变困难。堵塞物19有益地也可填满整个空腔。作为堵塞物可以采用例如陶瓷纸或封泥团。压封件端部的一种典型温度为250℃。
压封件横侧面8的表面配有横槽。此外，在电极与外导线的顶点具有纵向伸展的中心拉毛(没有表示出)。
放电容积含有一由作为点火气体的惰性气体(氩)和作为主要组成成分件的汞以及金属卤化物组成的填料，金属卤化物由铪、镝、钆、铯及铊的碘化物和/或溴化物组成。通过这些填料共同作用，得出灯色温为6000K。同时显色指数大于85。
供电电压为230V及灯电流为6.7A时工作电压为100V。电极间距为7mm时，放电维持电弧稳定。
另一实施方案是一带金属卤化物填料的1200W灯，其构造与图1及2所示相似。灯玻壳总长度约为160mm。压封件及其他零件的尺寸与第一个实施方案相比增大了50％。此时W/d的比值仍约为2.0。
这样的灯的制造基本上与上面技术状态中说明的一样，此时压封件必须做成相应的不一样的形状。
图3表示反光灯的一种实施方案。反光灯25轴向布置于反射器26内，在反射器的顶部接有一反射器颈30。灯的中央区域31在其首端用一(第一个)截面近似正方形的压封件27封上，压封件在其外端部附有一形状为空心圆筒形管头28的延长部分。这第一个压封件27连同延长部分28位于反射器颈30内，并在那儿借助于支座粘合剂29固定于一陶瓷支座部件32内，该支座部件固定于颈30上。近似正方形的压封件的W/d比约为1.8。
在一第二实施方案中反光灯的第一端部代替的是以众所周知的方式通过一焊封件来封闭的，焊封件同样具有一空心圆筒形管头。采用一正方形压封件与采用焊封件相比优点是，借此可在反射器颈内为灯的光学校准明显地留有更多的余地，因为这种压封件的横截面面积比焊封件的小。校准可因此而显著地简化。
一电线33由侧面插入支座部件32，并与由空心圆筒形延长部分28突出的外导线34相连。
灯中央区域31的第二端部在反光灯的两个实施方案中均是通过一(第二个)正方形的压封件35封闭的。该压封件有益地保持这么短(特别地不带管头)，以便压封件的端部不致于突出反射器开口36。用这种方式可以实现一非常紧凑而且精确校准的反光灯。
由第二个压封件35突出的第二根导线37借助于弧形电线38引至反射器侧面的一独立的接线端子。

Claims (14)

1.高压气体放电灯，由以下部分组成：
-一纵向延伸的放电管(2)，带有一中央区域(3)及两端区，中央区域围成一放电容积，两端区向两完全相反的方向伸展并且其中至少有一个是由一压封件(4)形成的，每个压封件均具有两横侧面(8)和纵侧面(9)，
-一电极对(5)，它们由压封件(4)延伸至放电容积内，并且通过金属箔(12)与外导线(14)相连，金属箔埋置于压封件内，
-放电容积内一种发光填料，
-每个压封件的长度大致与中央区域的长度尺寸相称，
-其特征在于，压封件(4)的尺寸是这样选择的，即每个横侧面(8)的总宽度W小于或等于该横侧面厚度d的2.2倍。
2.按照权利要求1的高压气体放电灯，其特征在于，箔片长度约为压封件长度的60％～70％。
3.按照权利要求1的高压气体放电灯，其特征在于，压封件的总宽度小于中央区域的最大宽度的50％。
4.按照权利要求1的高压气体放电灯，其特征在于，横侧面(8)配有边缘加厚部分(10)，这加大了纵侧面的宽度。
5.按照权利要求1的高压气体放电灯，其特征在于，横侧面的表面开有横槽(20)。
6.按照权利要求1的高压气体放电灯，其特征在于，在压封件的端部构造有一管头(13)。
7.按照权利要求6的高压气体放电灯，其特征在于，管头(13)的外径与套于其上的支座套管(15)的内径相适应。
8.按照权利要求6的高压气体放电灯，其特征在于，管头的外径大致相当于压封件横侧面的总宽度。
9.按照权利要求1的高压气体放电灯，其特征在于，放电管(包括管头)的壁厚约为2mm。
10.按照权利要求1的高压气体放电灯，其特征在于，每个电极均用钼制的小卷筒(6)包住。
11.按照权利要求1的高压气体放电灯，其特征在于，在中央区域(3)与每个压封件(4)间嵌有一过渡区域(11)。
12.按照权利要求1的高压气体放电灯，其特征在于，放电管即是唯一的灯壳。
13.按照权利要求1的高压气体放电灯，其特征在于，填料中包含有金属卤化物。
14.按照权利要求1的高压气体放电灯，其特征在于，纵侧面的总宽度，包括边缘加厚部分，大致(特别地精确到至少20％)正好相当于横侧面(8)的总宽度。
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