CN1336000A - 具有电极支架的放电灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造放电灯(1)的方法,该种放电灯被优选地设计用于介电阻塞放电。其革新在于:采用了一种支架(10),以便用来调节并保证电极(6)的位置,其中该电极远离器壁(3)而在放电灯(1)的放电室(2)中延伸。该支架(10)同时被用作抽吸管。

Description

具有电极支架的放电灯
技术领域
本发明涉及一种具有填充了放电介质的放电室和具有一个远离器壁而在放电室中延伸的电极的放电灯的制造方法，其中，在制造放电室时在放电室上安装了一种抽吸管，通过该抽吸管来抽空放电室及/或用放电介质来填充放电室，并且随即把抽吸管封上。
现有技术
在制造放电室时，一种细管或类似的东西通常被当作抽吸管而被用来封接，其中该细管穿越并伸出放电室的器壁。于是，在连同抽吸管一起封堵完放电室后，在抽吸管外连接一个真空泵，并把放电室抽成所期望的压力。接着放电室通过抽吸管用放电介质、一般为一种气体或混合气来填充。在放电室中的气体比例调节合适之后，构成抽吸管的细管在放电室外部、一般为紧挨着放电室而被熔掉，以便把整个放电室完全真空密封。通常，抽吸管如此地安装在放电室上，使得它不突入到放电室内部。
一种特殊类型的放电灯为具有介电阻塞放电的放电灯。在此，电极和/或一个或多个反电极通过至少一种介质同放电室内部的放电隔离开。本发明不仅仅、然而是优选地针对这种用于介电阻塞放电的放电灯。
在此种放电灯中，在电极和同样位于放电室内或放电室上的反电极之间施加一个电压，由此在电极和反电极之间的放电介质内形成放电。该种放电中释放着不连贯的辐射。按照灯构造的种类，尤其是放电介质种类而发射出紫外线或红外线或可见光。在诸如DE 196 36 965A1中曾讲述过这种灯。
人们划分出所谓的双极运行放电灯和单极运行放电灯。
在单极放电灯情况下，两电极之一永久地构成阳极而另一电极则构成阴极。在此，阳极通过电介质同放电隔离开就足够了。在此，器壁也可用作电介质。在这种情况下，放电室中只有阴极，而单个阳极或多个阳极位于外部器壁上。此处譬如可以是直接印刷在器壁上的由金或铂膏构成的条。
在双极放电灯情况下，没有相互标明两个电极，并且这两个电极通过电介质来隔离。通过相应的电压交变依次地使一个电极或另一电极构成阳极。优选地把高频的、原则上为无限的极短电压脉冲序列供给这种放电灯。对此参见WO 94/23442。
成功和有效的放电同电极和反电极的间距有关，这是很明显的。这尤其存在于具有介电阻塞放电的放电灯中，其中，效率与放电室中放电区域的精确几何形状有密切关系。由于与电极几何形状有关，所以电极在位置上的微小变化会导致放电灯的效率大大降低。
发明描述
从而本发明的任务在于，为放电灯提供一种价格合理的、简单的制造方法，其中在制造和以后的使用过程中保证了电极的精确位置。
本发明的任务通过在放电室中设置一种由不导电材料构成的支架而得到解决，其中该支架把电极固定在放电室中的给定位置上，并且该支架或该支架的一部分作为抽吸管或抽吸管的一部分来构造和使用。
于是，根据本发明，本来在制造放电灯时所需要的抽吸管为此被用作支架或支架的一部分。从而在制造时和在以后的使用中能够实现电极的可靠定位，其中，可以减少附加的方法步骤，或者甚至可以完全放弃附加的方法步骤。也就是说，通过本发明的方法根本不或仅秒微增加了产品成本。
支架或者用作抽吸管的一部分支架原则上可以具有各种适合于相应固定或支持电极的任意形状。为了用作抽吸管，只需要支架的相应部分具有一个从外向内穿进放电室中的开口，并且该相应部分能够与抽空或填充设备紧密相连。
在本发明方法的一种有利的实施方案中，用作抽吸管的一部分支架被构造成管状，其中该管的一端穿过放电室的器壁突入到放电室内。对此，基本上只需要延长当前所用的常规抽吸管。
如果电极具有长的并且基本在主延伸方法上延伸的形状，那么该方法则尤其有利。该支架可以如此来构造，使得它具有延长的、在电极的在延伸方向上延伸的支撑元件，其中该支撑元件至少在部分区域上支撑着所述的电极，并且支撑元件和电极被调整成同轴或相互平行。
在这种情况下，上述向内延伸的抽吸管可用作支撑元件或支撑管。从而，通过给电极相应地设置延伸到放电室中的管子，保证了对电极的简单而可靠的支撑。
当然也可以采用其它形状的支撑元件，比如长的、片状支撑元件或类似的元件，其中该元设有相应的管状部分或者具有相应的孔洞。同样，电极也可以具有任意的形状。从而比如可以采用长条、诸如正弦波的波形、锯齿形电极、螺旋形或诸如此类的形状。
在一个尤其优选的实施例中，电极呈螺旋形地围绕着支撑元件至少延伸了其长度的部分区域。这种螺旋电极的优点以及由此形成的放电构造在前述的德国专利DE 196 36 965 A1中有过描述。
电极可以以相应构造的、诸如由金或铂膏构成的导电涂层形式敷设在支架或支撑元件上。这样，比如用这种方式可以把螺旋形的内部电极敷设到在电极的延伸方向上延伸的支撑杆或支撑管上。条形、波形或锯齿形电极可以敷设到比如长的片状支撑元件上。
在一个尤其优选的实施例中，采用了一种具有沿着柱轴延伸的内部电极和支撑元件的柱形放电室。从而采用了具有同心中间电极的放电灯。此处优选的是，在器壁上敷设了多个平行于柱轴而延伸的条状反电极。这样可以有效地利用全部放电空间，其中所必需的几何布置地可以相对简单地制造出来。对此，在生产和连续运行中所出现的、中间电极的精确同心位置问题可通过本发明而得到解决。
譬如用作抽吸管的支撑管形式的支撑元件有利地从位于灯座对面的端面伸入放电室，并且固定在相应的端壁上。然而，尤其在较长的放电室情况下，双端底座也是有利的。于是，抽吸管的一侧也从底座来搭接。
当然支撑元件或管子也可以加长，使得电极在其全部长度上得到支撑。
在支撑管中沿伸长方向优选地设置了一个或几个穿透管壁的孔洞，其中这些孔洞位于放电室内部。通过这些孔洞可以较好和较有效地排空或填充放电室。
在一个优选的实施方案中，放电室通过挤压在一端密封。在此，把作为内部电极电穿越的金属膜也一起埋入。该内部电极比如通过焊接固定在金属膜上，并且其一端被部分地压入，以便使电极在一端通过挤压来支撑住。
为了防止电极在支撑元件的长度方向上移动，该支撑元件有利地具有垂直于支撑元件长度方向而延伸的支架凸起或支撑凹口。所述的支架凸起为相应的横梢、凸缘、芯棒等，而所述的支撑凹口则为榫槽或此类的东西。通过这种横梢或凸缘，很好地确保了比如围绕支撑管或支撑杆移动的螺旋线不会沿长度方向移动。
在支架的一个替换实施方案中规定：在电极与器壁之间垂直于电极的主延伸方向具有一种隔离支架。这种隔离支架为一种钩状元件、细管或固定在器壁上并保持电极位置的销钉。沿着电极的主延伸方向有利地采用了多个这种隔离支架。这了实现抽吸管的功能，当然必须在隔离支架的至少一个中设有相应的开孔。
当然也可以采用诸如管状支撑元件和与之相垂直的辅助隔离支架。这种情况尤其适合于制造很长的灯。
在这种用于固定支撑元件的辅助隔离支架的一种优选实施方案中，采用了一种垂直于电极的主延伸方向而设置的、并在器壁之间延伸的支撑圆盘，通过这种圆盘，电极连同所述的插入元件一起进入到给定的位置上。通过这种支撑圆盘，保证了在各个方向上可靠的定位。
附图说明
下文借助实施例并结合附图对本发明进行详细解释。所述特征不仅在所述的组合中，而且在单独的、或其他组合中也具有发明的实质性。其中：
图1示出了具有柱状放电室和通过支撑管固定的轴心电极的放电灯侧视图，
图2示出了具有支撑管和隔离支架形式的辅助支架的图1所示放电室的横断面，
图3示出了具有支撑管和支撑圆盘形式的另一辅助支架的图1所示放电室的横断面，
图4示出了具有由多个在放电室器壁之间垂直延伸的支撑杆组成的另一种支架的、图1中放电室的横断面，其中支撑杆之一用作抽吸管，
图5示出了具有轴向延伸的支撑管和多个径向延伸的横向支撑的、图1中放电室的横断面。
图1示出了本发明放电灯的第一种实施例。该放电灯1具有由石英玻璃构成的放电室2，其中该放电室一端固定在底座5中。
放电室2的内部用一种放电介质来填充。在本实施例中涉及的是一种填充了氙的受激准分子放电灯。用这种受激准分子放电灯能高效地发出VUV辐射，其中这种辐射应用在薄片清洗中、臭氧制造或水提纯中。
该灯在柱状放电装置内具有螺旋状中心电极6。此处的是施加了负的高电压的阴极。在放电室2的外面有多个平行于柱轴而延伸的条状电极7。这里涉及的是阳极。它们通过放电室2的器壁3与放电室分开。从而该灯被设计用于介电阻塞放电。
灯1具有作为支架10的轴向支撑管9，其中该支撑管穿过位于灯座5对面的端面4而伸入到放电室2的内部。螺旋状电极6有一部分围绕着支撑管9旋转伸展。为了防止螺旋状电极6轴向移动，在支撑管9上构造了横销形式的支撑凸起12。
该支架由不导电材料构成，比如玻璃、石英玻璃或陶瓷。
首先在位于底座区域对面的端壁4上封堵放电室2，其中，支撑管9紧密地被包封并固定在端壁4中的中心开孔8上。为了构造包封有支撑管9的端壁4，对有开口的柱状管进行加热，并且当柱壁在热作用下向内凹陷时，通过合适的辅助装置把支撑管9固定住。但这种密封也可以通过挤压来实现。
接着在柱状放电室2真空密封的情况下，在底座区域内部把螺旋6挤压住(在图中看不出来)。在位于对面的端壁4的区域内通过支撑管9把该螺旋固定住。
为了把螺旋6敷设在支撑管9上或者把支撑管9装入螺旋6中，螺旋6被缠绕在支撑管9上，其中支架凸起12可在螺旋线中间移动。
同时把支撑管9用作抽吸管，其方式是通过支撑管9来对放电室2进行抽吸，并通过该管子9用气体进行填充。在放电灯比较长的情况下，沿支撑管9在管子侧壁设置至少一个、优选为多个开孔11，以便能够迅速而有效地抽吸放电室，这是非常有意义的。
当然可以不但把支撑管9固定在端壁4中，而且还可以把它穿过全部放电室2一直延伸到底座区域5中，并且必要时也可以固定在底座区域5的端面中，比如在制造时一起同时压入。象所示实施例中一样，在螺旋6中也可以采用绕线螺旋。但另外也可以借助导电膏，比如金或铂膏或类似的东西把螺旋敷设到支撑管9上。在支撑管9贯通的情况下，该支撑管被挤压在底座区域中，如果电极6在挤压区域中由导线或金属膜来构造，并且在放电室2内部，挤压点上方的电极由支撑管9上所构造的导电涂层来构成，那么这是很有利的，显然由导线或金属膜构成的螺旋下部区域与螺旋的上部区域是相应地相互接触的。
由于本发明的支撑，能够以几乎任意的长度生产图1实施例的灯。目前不要这种支架可以生产的最大长度为20cm，而不会妨碍电极6的可靠定位。通过试验，现在采用本发明的方式可生产长于85cm的灯。
图2-5示出了支架的各种可选实施例。
在所示的实施例中，支撑管9相对较长。在另外一个未描述的实施例中，支撑管只有约2cm长，并且仅在末端区域支撑约12cm长的螺旋。
在图2所示的实施例中涉及了一种钩状隔离支架14，其中该隔离支架固定在器壁3的一端，比如焊接固定，并且它还垂直于延伸方向辅助地固定住支撑管9。为了采用这种方式在较长的路段上可靠地支撑所述的支撑管9连同螺旋6，可以沿长度方向设置多个这种隔离支架14，其中这些支架也有利地以不同方向径向地向外伸展。这种隔离支架钩14的合适相互间隔为大约15cm。
图3示出了用作隔离支架的一种贯通的支架圆盘15，其中支撑管9连同螺旋6一起在中心穿过该圆盘延伸。该支架圆盘15在相对于器壁3的整个面上把支撑管9连同螺旋6支撑起来。
图4示出了两个在螺旋6的长度方向上依次排列的支架杆16、17形式的支架，其中这些支架杆均垂直地通过放电室3从一器壁侧向另一侧延伸。这些支架杆固定在器壁3的至少一侧上，比如通过焊接。这些支架杆16、17的至少一个是作为抽吸管17来构造的，其中该抽吸管在某个位置向放电室2外突出一段19，并且在放电室2中具有一个、优选为多个的开孔20。在这种型式中，如果在螺旋6的长度方向上依次采用多个这种杆16、17，则也是有意义的。
在图5的实施例中，再次采用了一种轴向延伸的支撑管9。该轴向延伸的支撑管9由多个径向延伸的横向支撑18来支撑，其中该横向支撑在支撑管9与放电室2的侧壁3之间延伸。
在另一未示出的实施例中，轴向延伸的支撑管不在螺旋6的内部而是在其外部延伸。从而内部螺旋电极6通过电介质、即支撑管的器壁与放电室分开。这种灯适合于双极运行。另一选择方案在于，把电极用介电材料完全包围起来，比如把反电极熔入介电材料中。在此，该电极也可以具有任意的形状。在这种情况下可以说是把电极集成在支架中。

Claims (18)

1.一种具有填充了放电介质的放电室(2)和具有远离器壁(3)而在放电室(2)中延伸的电极(6)的放电灯(1)的制造方法，其中在放电室(2)的制造过程中把抽吸管安装在放电室(2)上，通过抽吸管把放电室(2)抽空及/或用放电介质来填充它，并且接着把该抽吸管密封，其特征在于，在放电室(2)中设置有由不导电材料构成的支架(10、14-18)，该支架把电极(6)固定在放电室(2)中的给定位置上，并且该支架(10、14-18)或者该支架(10、14-18)的一部分作为抽吸管或抽吸管的一部分来构造和使用。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，支架(10)的用作抽吸管的部分被构造成管子(9)的形式，该管子的一端穿过放电室(2)的器壁(4)而插入到放电室(2)中。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在管子(9)的管壁上沿其长度方向在放电室(2)中设有穿透该管壁的开孔(11)。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，电极(6)具有长的、基本在主延伸方向上延伸的形状。
5.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，支架(10)具有在电极(6)的主延伸方向上纵向延伸的支撑元件(10)，该支撑元件在至少一部分区域对电极(6)进行支撑。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，支撑元件(10)作为支撑管(9)来构造，该支撑管用作抽吸管。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，电极(6)和/或支撑元件(10)如此来设置，使得电极(6)至少在其长度的一部分区域上围绕着支撑元件(10)螺旋形地延伸。
8.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，放电室(2)为柱状，并且电极(6)和/或支撑元件(10)被调准为沿柱轴延伸。
9.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，支撑元件(10)从位于灯座(5)对面的端面伸入到放电室(2)中，并且固定在该端面(4)之中或之上。
10.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，支撑元件(10)设有垂直于支撑元件的纵向而延伸的支架凸起(12)或支撑凹口。
11.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在电极(6)和/或支撑元件(9、10)与器壁(3)之间，设置有垂直于主延伸方向延伸的隔离支架(14、15)作为支架或支架的一部分。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，垂直于电极(6)的主延伸方向而设置的、并且在器壁(3)之间延伸的支架圆盘(15)被用作隔离支架(15)，通过该支架圆盘把电极(6)和支撑元件(9、10)移到给定的位置上。
13.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，电极以一种构造的导电涂层的形式敷设到支架上。
14.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，电极至少部分地布置在支架的至少一部分之中。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，电极至少部分地布置在支撑管中。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，电极至少在其灯延伸长度的一部分区域上呈螺旋形延伸地布置在支撑管内。
17.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，支架由玻璃、石英玻璃或陶瓷制成。
18.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，放电灯(1)被设计用于介电阻塞放电。
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