CN1197540A - 高压放电灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高压放电灯,该灯有用带灯头的外壳封闭起来的放电室,在放电室与外壳之间有空间间隔。该灯还包括设置于外壳与放电室之间的空间中且具有壁和内电极的UV增强器。按照本发明,用陶瓷材料制备UV增强器的壁。本发明具有使灯以较低的3KV点火电压就可以可靠点燃的优点。

Description

高压放电灯
本发明涉及高压放电灯，该灯具有用带灯头的外壳封闭起来的放电室，在放电室与外壳之间有空间间隔，该灯还包括设置于外壳与放电室之间的空间中且具有壁和内电极的UV增强器。
US-A-4818915披露了开篇中所述的这种灯。该灯是高压放电灯，更具体地说，是金属卤化物灯。
这种灯适用于各种应用，例如一般室内照明、一般室外照明、视频照明等。该已知灯的放电室用石英玻璃制备。可是，也可用陶瓷材料制备该放电室。在本说明书和权利要求书中的陶瓷材料应理解为致密烧结的多晶金属氧化物(例如Al2O3或YAG)，和致密烧结的多晶金属氮化物(例如AIN)。
这种灯的已知问题是在点火期间较宽地扩散。这表明在灯点火期间缺少游离电子(free electron)。在放电室中附加少量的85Kr可弥补这样的缺陷。可是，带来的缺点是85Kr有放射性。通过使用UV增强器设法来避免该缺点，UV增强器是与放电室相邻地设置且用作UV源的小UV放电管。在已知灯中的UV增强器由透UV的石英管形成。因击穿，UV增强器将产生所述的UV辐射。该UV辐射的干扰引起在放电室中产生游离电子，从而强烈地促使灯点燃。事实是，在已知灯中使用UV增强器改善了可有效使用、并容许使用5KV左右的点火电压脉冲的情况。但是，在实际存在的很多环境下，希望或甚至说是要求点火电压脉冲应大体不超过3KV的水平。
本发明的目的是提供一种解决上述问题的装置。按照本发明，在开篇中所述的那种灯用于实现该目的，该灯的特征是：用陶瓷材料制备UV增强器的壁。
惊奇地发现，因为采用陶瓷材料制备UV增强器的壁，在UV增强器和在放电室中都强列地提高因施加点火脉冲而产生的击穿可能性。增加了的击穿可能性其本身表明用于可靠地使灯点燃所需的最小点火脉冲值下降。更值得注意的是，在放电管中使用陶瓷材料，对于高压放电灯的点火时间的扩散无任何明显有效的影响。
本发明的UV增强器的另一个优点是陶瓷材料的很好的耐热性。这使得能够以与放电室很小的间距来设置UV增强器。本发明UV增强器的良好耐热性也允许其用于有陶瓷放电室的灯中。
在优选实施例中，UV增强器有用致密烧结的多晶Al2O3制成的壁。作为高压放电灯的壁材料被广泛地使用的事实具有较大的实际意义，即可利用现有的陶瓷放电室的技术。这里可很显著地小型化。
尽管发现稀有气体和Hg的组合适于作填充物，但UV增强器最好是有稀有气体填充物。适合的稀有气体是Ne。已发现Ar也特别适用于作填充物。最好依据有最小击穿电压的填充情况来选择压力(填充压力)。用实验可容易地确定该填充压力。用Paschen曲线可实现合理的近似。以彭宁(Penning)混合物形式的稀有气体混合物也适合。
稀有气体填充物的主要优点是，在制造UV增强器时不仅取消了放射性物质(85Kr)并且还取消了重金属(Hg)。使人惊奇的是，在稀有气体的填充物击穿时产生的游离电子数量，足以强烈地促进灯点火。
UV增强器可构成为一个具有可在其间发生放电的两个内电极。UV增强器最好配有一个内电极，且相对于连至放电室的电流馈送导体而言，将该内电极置于被外壳包围的空间中，以便在UV增强器和电流馈送导体之间实现容性耦合。一个重要的优点是极大地简化了可制备的UV增强器的结构，从而这又有利于进一步的小型化。
下面，参照附图(未按实际比例)更详细地说明本发明灯的以上和其它方案，其中：
图1是本发明灯的侧视图；
图2更详细地示出图1的灯的UV增强器；和
图3示意性地示出相对于灯的放电室来设置UV增强器。
图1示出有放电室1的高压金属卤化物灯，用带有灯头4的外壳3来封闭放电室1，在放电室1与外壳3之间隔着空间2。该灯包括外在外壳与放电室之间的空间中的UV增强器5。UV增强器的直连导体(lead-through conductor)70与连接放电室的内电极11与灯头4的触点的电流馈送导体9相连。另一个电流馈送导体8在放电室1的内电极12与灯头4的另一个触点之间作电连接。相对于电流馈送导体8来设置UV增强器，使其实现容性耦合。
图2中更详细地示出的UV增强器有壁6和内电极7。这里，UV增强器5的壁6由陶瓷材料制备。在UV增强器的实施例中，壁由致密烧结的多晶Al2O3制成。
UV增强器的内电极7与经气密的直通通道71而穿过UV增强器壁的直连导体70相连。在实施例中直连导体为Nb杆。W杆用作电极。或者可用Nb杆本身作电极。
在实施例中，UV增强器的外部长度为12mm、外径为2mm、内径为0.66mm、最大的内部长度为9mm。长2mm、直径170μm的W杆与直径620μm的Nb直连导体焊接起来。
UV增强器包含填充压力为170mbar的Ar。最好，填充压力在50mbar-300mbar之间。
作为比较，应指出，市售的具有石英或石英玻璃壁的UV增强器的外部长度为25mm、外径为5mm。
对一系列的灯进行了点火测试。该灯是39W CDM灯，由菲利浦(Philips)制造，该灯通过配置了点火电路的镇流器与220V、50Hz的电压源连接。这些灯有包括金属卤化物等填充物的陶瓷放电室。在灯工作期间，放电室陶瓷材料的温度达到800℃与1000℃之间。点火器电路包括菲利浦制造的Sn57型启动器。该启动器广泛地用于高压放电灯的点火并提供最大值为2.3KV、脉冲宽度为10λS的点火脉冲。
该系列的许多灯都配置上述实施例的陶瓷UV增强器。另一组灯配置有Ar和0.5mgHg的填充物的陶瓷UV增强器。作为比较，对没有UV增强器的灯和包括现有技术的UV增强器的灯进行相同的点火测试。
UV增强器与灯的电流馈送导体之一容性耦合。
测试结果表明：有陶瓷UV增强器的灯在零点几秒之内全都点燃。这意味着在零点几秒之内既在UV增强器中发生击穿随后又在放电室中发生击穿。没有UV增强器的灯都未点燃，同时，有现有技术的UV增强器的灯仅一些被点燃，并有确实达到几秒的较长延迟。用有石英玻璃放电室和额定功率为70W的金属卤化物灯进行类似测试，得到相同结果。
按照本发明，应以距放电室很小的距离来设置UV增强器，以促进快速和可靠的灯点火。可以图1所示的方式，例如与放电室平行并距放电室一定距离地设置UV增强器。按这种设置，最好距离d至多为10mm。UV增强器的另一个较好的设置是在与直连导体相邻的电极之后并与放电室的纵轴成一角度(例如45)，如图3所示。以距放电室的这样小的距离来设置UV增强器，要求UV增强器壁有很好的耐热性。为延长灯寿命，特别是如果灯具有陶瓷放电室时，则在工作期间UV增强器壁的温度将超过600℃之上。

Claims (5)

1.一种高压放电灯，具有用带灯头的外壳封闭起来的放电室，在放电室与外壳之间有空间间隔，该灯还包括设置于外壳与放电室之间的空间中且具有壁和内电极的UV增强器，其特征在于：用陶瓷材料制备UV增强器的壁。
2.根据权利要求1所述的灯，其特征在于：用致密烧结的多晶Al2O3制备UV增强器的壁。
3.根据权利要求1或2所述的灯，其特征在于：UV增强器具有稀有气体填充物。
4.根据权利要求3所述的灯，其特征在于：稀有气体填充物包括Ar。
5.根据权利要求3或4所述的灯，其特征在于：稀有气体填充物的填充压力在50mbar-300mbar之间。
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