ES2365268T3 - Quemador de cerámica para lámpara de halogenuro metálico de cerámica. - Google Patents

Abstract

Quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica para una lámpara (100) de halogenuro metálico de cerámica, comprendiendo el quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica un depósito (20, 22) de descarga que encierra un espacio (24) de descarga de una manera sustancialmente estanca a los gases y estando dotado de una carga ionizable que comprende uno o más halogenuros, comprendiendo el depósito (20, 22) de descarga una pared (30) de cerámica dispuesta entre una primera y una segunda partes (41, 42) de extremo, disponiéndose la primera y la segunda partes (41, 42) de extremo de manera que se hacen pasar conductores (51, 52) de alimentación eléctrica a través de las partes (41, 42) de extremo hacia electrodos (53, 54) respectivos dispuestos en el espacio (24) de descarga para mantener una descarga, comprendiendo la pared (30) de cerámica del depósito (20, 22) de descarga un tubo (60, 62, 64, 66, 68) para introducir la carga ionizable en el depósito (20, 22) de descarga durante la fabricación del quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica, tubo (60, 62, 64, 66, 68) que sobresale de la pared (30) de cerámica y está dotado de una junta (70, 72, 74, 76, 78) estanca a los gases, caracterizado porque el tubo (60, 62, 64, 66, 68) tiene un diámetro (D1) interno de entre 250 μm y 400 μm y en el que el tubo (60, 62, 64, 66, 68) tiene un espesor (D2) de pared de entre 150 μm y 250 μm.

Description

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un quemador de cerámica para una lámpara de halogenuro metálico de cerámica.

La invención también se refiere a una lámpara de halogenuro metálico de cerámica y a un procedimiento de sellado del quemador de cerámica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La lámparas de halogenuro metálico de cerámica contienen cargas que comprenden además de un gas de arranque también mezclas de sales de halogenuro metálico tales como yoduro de NaCe, yoduro de NaTl, yoduro de NaSc, yoduro de NaTlDy, o combinaciones de estas sales. Estas mezclas de sales de halogenuro metálico se aplican para obtener, entre otros, una eficacia luminosa alta, una temperatura corregida por color específica, y un índice de rendimiento de color específico.

En general, tales lámparas de halogenuro metálico de cerámica comprenden un depósito de descarga que encierra un espacio de descarga que comprende la carga de las mezclas de sales de halogenuro metálico. El espacio de descarga comprende además electrodos entre los que se mantiene una descarga. Normalmente, los electrodos atraviesan el depósito de descarga. Para cargar la lámpara de halogenuro metálico de cerámica con la mezcla de sales de halogenuro metálico, normalmente se proporciona una abertura de carga que se cierra posteriormente con un tapón de cierre.

Una realización de una lámpara de halogenuro metálico de cerámica de este tipo se conoce a partir de la solicitud de patente japonesa JP 10284002 así como del documento JP 63143738-A. En la lámpara de descarga conocida, la lámpara consiste en un recipiente estanco al aire que tiene un tapón realizado de un material que tiene casi el mismo coeficiente de expansión térmica para alinear un par de electrodos. El recipiente comprende además una abertura de escape. El medio de descarga se introduce en el recipiente a través de la abertura de escape, que se cierra luego por medio de un tapón en forma de T que se ajusta en la abertura del recipiente. El tapón en forma de T se fusiona a la pared del recipiente a través de irradiación con un láser que se dirige al tapón en forma de T. Una desventaja de la lámpara de halogenuro metálico de cerámica conocida es que, cuando el recipiente se miniaturiza, el tapón en forma de T no puede cerrarse sin aumentar la temperatura de todo el quemador, calentando la carga.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Un objeto de la invención es proporcionar un quemador de cerámica para una lámpara de halogenuro metálico de cerámica con una abertura de escape sellada que puede cerrarse sin calentar la carga.

Según la invención, el objeto se alcanza con un quemador de cerámica para una lámpara de halogenuro metálico de cerámica, comprendiendo el quemador de cerámica un depósito de descarga que encierra un espacio de descarga de una manera sustancialmente estanca a los gases y estando dotado de una carga ionizable que comprende uno o más halogenuros, comprendiendo el depósito de descarga una pared de cerámica dispuesta entre una primera y una segunda partes de extremo, disponiéndose la primera y la segunda partes de extremo de manera que se hacen pasar conductores de alimentación eléctrica a través de las partes de extremo hacia electrodos respectivos dispuestos en el espacio de descarga para mantener una descarga, comprendiendo la pared de cerámica del depósito de descarga un tubo para introducir la carga ionizable en el depósito de descarga durante la fabricación del quemador de cerámica, tubo que sobresale de la pared de cerámica y está dotado de una junta estanca a los gases en el que el tubo tiene un diámetro interno de entre 250 m y 400 m y tiene un espesor de pared de entre 150 m y 250 m.

El efecto de las medidas según la invención es que el uso del tubo permite que la junta estanca a los gases se disponga lejos de la pared de cerámica del depósito de descarga en un extremo que sobresale del tubo. Debido a esta distancia entre la junta estanca a los gases y la pared de cerámica, el tubo puede sellarse sin dañar la pared de cerámica del depósito de descarga. El diámetro interno del tubo es de al menos 250 m para garantizar que la carga ionizable del quemador de cerámica puede introducirse en el depósito de descarga. El diámetro interno no excede los 400 m porque esto requeriría fundir demasiado material de tubo para crear una junta estanca a los gases, dando como resultado una tensión térmica relativamente alta cuando se está proporcionando la junta estanca a los gases, dañando posiblemente el tubo. Además, el espesor de pared del tubo es de al menos 150 m para garantizar que el tubo es lo suficientemente fuerte como para soportar el gradiente térmico producido por la creación de la junta estanca a los gases y como para permitir que se funda suficiente material de pared de cerámica para cerrar el extremo que sobresale del tubo. El espesor de pared del tubo no excede los 250 m porque la fusión del tubo para crear la junta estanca a los gases llevaría un tiempo relativamente largo, lo que también da como resultado una tensión térmica relativamente alta que podría dañar el tubo cuando se está realizando la junta estanca a los gases. Preferiblemente, el espesor de pared debe ser sustancialmente la mitad del diámetro del tubo. En el recipiente conocido, se aplica la abertura de escape directamente en la pared del recipiente. El sellado de la abertura de escape se realiza llenando la abertura de escape con un tapón en forma de T y posteriormente fusionando el tapón en forma de T a la pared del recipiente a través de irradiación mediante un láser. La irradiación de láser aumenta localmente la temperatura del tapón en forma de T y el recipiente a la temperatura de fusión del material cerámico, que es de aproximadamente 2100ºC. Este aumento local de la temperatura crea un gradiente de temperatura local considerable que puede dar como resultado grietas en el material cerámico del recipiente. Para reducir la aparición de grietas, parte del recipiente conocido se calienta hasta aproximadamente 800ºC para reducir el gradiente de temperatura cerca de la ubicación de sinterización del tapón en forma de T mientras que el recipiente conocido está sellándose. Sin embargo, otra parte del recipiente debe estar a una temperatura por debajo de 350ºC para garantizar que la carga ionizable del recipiente no se evapore y no se escape fuera del recipiente a través de la abertura de escape antes de que el recipiente se selle. Para superar este problema, se enfría la otra parte del recipiente. En el quemador de cerámica según la invención, sin embargo, el depósito de descarga comprende el tubo que sobresale de la pared de cerámica. Una vez cargado el depósito de descarga con la carga ionizable a través del tubo, debe sellarse el extremo que sobresale del tubo. El extremo que sobresale del tubo se extiende lo suficientemente lejos de la pared de cerámica de manera que pueda sellarse mientras que la temperatura de la pared de cerámica y por tanto del depósito de descarga no exceda un límite de temperatura predefinido, lo que impide que la carga ionizable se evapore. Además, el aumento de temperatura limitado de la pared de cerámica impide la formación de grietas en la pared de cerámica debido a la tensión y el esfuerzo del material que resultarían de un gradiente de temperatura grande. El uso del tubo que sobresale de la pared de cerámica permite que el depósito de descarga del quemador de cerámica se reduzca en tamaño, porque el extremo que sobresale del tubo puede sellarse mientras que se omite el precalentamiento local de la pared de cerámica y el enfriamiento de otra parte del depósito de descarga.

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Los inventores se han dado cuenta de que cuando se miniaturiza el depósito de descarga, el sellado del recipiente conocido a través del calentamiento local del recipiente ya no es factible sin aumentar la temperatura de todo el recipiente. En el quemador de cerámica según la invención, el uso del tubo permite una junta estanca a los gases en el extremo que sobresale del tubo sin aumentar la temperatura del depósito de descarga por encima de un nivel predeterminado.

Un beneficio adicional de la unión del tubo a la pared de cerámica del depósito de descarga es que la junta estanca a los gases puede proporcionarse en el extremo que sobresale del tubo de manera relativamente rápida, dando como resultado un tiempo de procesamiento que es económicamente interesante. En el depósito conocido, debe calentarse una parte del recipiente hasta aproximadamente 800ºC antes de que pueda aplicarse el láser para ajustar el tapón en forma de T en el recipiente. Además, esto debe realizarse para cada recipiente, requiriendo un anillo de calentamiento aplicado a la parte del recipiente que debe calentarse, llevando todo esto un tiempo de calentamiento y funcionamiento considerable. En el quemador de cerámica según la invención, puede omitirse el calentamiento local adicional del depósito de descarga debido al tubo que sobresale de la pared de cerámica. Sólo debe calentarse el extremo que sobresale del tubo para aplicar la junta estanca a los gases, lo que normalmente requiere menos tiempo. Como resultado, se reduce considerablemente el tiempo de funcionamiento para sellar el quemador de cerámica una vez alimentada la carga ionizable al interior del depósito de descarga según la invención.

Tal como se usa en el presente documento, “cerámica” significa un material refractario tal como un óxido de metal monocristalino (por ejemplo, zafiro), óxido de metal policristalino (por ejemplo, óxido de itrio y óxido de aluminio densamente sinterizado policristalino), y material no oxídico policristalino (por ejemplo, nitruro de aluminio). Tales materiales permiten temperaturas de pared de 1500 a 1700ºK y resisten ataques químicos por halogenuros y otros componentes de carga. Para el fin de la presente invención, se encontró que el óxido de aluminio policristalino (PCA) es el más adecuado.

El uso de un tubo como conductor de alimentación eléctrica en la primera y la segunda partes de extremo para cargar el depósito de descarga de cerámica se da a conocer en la solicitud de patente internacional WO 93/07638. Sin embargo, un inconveniente del uso del tubo como conductor de alimentación eléctrica es que el tubo se dispone en una parte de temperatura relativamente baja del depósito de descarga, que normalmente da como resultado una lámpara de descarga de color inestable debido a la condensación de compuestos de la carga ionizable de la lámpara de descarga en el tubo. En el quemador de cerámica según la invención, el tubo se dispone en la pared de cerámica del depósito de descarga. Como consecuencia, la temperatura dentro del tubo permanece relativamente alta durante su funcionamiento, lo que impide que los compuestos de la carga ionizable se condensen en el tubo, de modo que se obtiene una lámpara de descarga de color sustancialmente estable.

En una realización del quemador de cerámica, el tubo sobresale a lo largo de una distancia predefinida desde la pared de cerámica del depósito de descarga para limitar la tensión del material hasta por debajo de un nivel predefinido cuando se proporciona la junta estanca a los gases. El nivel predefinido, por ejemplo, representa un nivel de tensión del material en el que no aparece ninguna grieta en el material cerámico. Tener una tensión del material por encima del nivel predefinido normalmente da como resultado grietas en el material cerámico, lo que limita sustancialmente la duración del depósito de descarga o da como resultado un depósito de descarga que no es estanco a los gases. La distancia que sobresale óptima del tubo por la que la tensión del material permanece por debajo del nivel predefinido puede ser diferente para diferentes materiales cerámicos del depósito de descarga.

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En una realización del quemador de cerámica, la distancia predefinida es de al menos 1 mm desde la pared de cerámica. Sin quedar obligados a proporcionar ninguna explicación teórica, los inventores han encontrado que puede sellarse un tubo que sobresale al menos 1 mm desde la pared de cerámica, por ejemplo, a través de irradiación del extremo que sobresale del tubo con un haz de láser, mientras que se evita sustancialmente la formación de grietas en la pared de cerámica del depósito de descarga.

En una realización del quemador de cerámica, el tubo atraviesa la pared de cerámica. Puesto que el tubo atraviesa la pared de cerámica, el tubo no sólo sobresaldrá del depósito de descarga para limitar la tensión del material cuando está aplicándose la junta estanca a los gases, sino que también entrará en el depósito de descarga a través de la pared de cerámica, lo que se traduce en una conexión estanca a los gases y fuerte entre la pared de cerámica y el tubo posible.

En una realización del quemador de cerámica, el tubo comprende sustancialmente el mismo material cerámico que la pared de cerámica. Un beneficio de esta realización es que el uso del mismo material cerámico da como resultado esfuerzos de tracción y/o compresión relativamente bajos entre la pared de cerámica y el tubo durante el funcionamiento del quemador de cerámica en la lámpara de halogenuro metálico de cerámica y durante el aumento de temperatura cuando está realizándose la junta estanca a los gases.

En una realización del quemador de cerámica, la junta estanca a los gases está constituida de material fundido del tubo. Un beneficio de esta realización es que la junta estanca a los gases se produce fundiendo el extremo que sobresale del tubo, lo que da como resultado un procedimiento de sellado relativamente sencillo. No son necesarios materiales adicionales tales como frita, materiales que pueden contaminar el depósito de descarga o pueden reaccionar con la carga ionizable del quemador de cerámica, alterando así el color de la luz emitida. Además, no se requieren tapones, lo que simplifica la manipulación del depósito de descarga, porque no debe colocarse ningún tapón en el extremo que sobresale del tubo. Proporcionar el tapón en el extremo que sobresale del tubo requiere un equipo de manipulación especial relativamente caro, especialmente cuando se miniaturiza el depósito de descarga.

En una realización del quemador de cerámica, la junta estanca a los gases comprende un tapón sellado al tubo. Un beneficio de esta realización es que el uso de un tapón reduce considerablemente un área que debe sellarse para generar la junta estanca a los gases. Cuando se aplica un tapón en el extremo que sobresale del tubo, sólo debe sellarse el área de contacto entre el tapón y el tubo. Esto requiere normalmente menos tiempo, y que se use menos material de sellado necesario.

En una realización del quemador de cerámica, el tapón tiene forma de T, o forma cónica, o forma sustancialmente esférica. Un beneficio de un tapón en forma de T es que cuando está proporcionándose el tapón no puede caer al interior del depósito de descarga. Un beneficio de una forma cónica es que pueden relajarse las tolerancias en las dimensiones del extremo que sobresale del tubo. Un beneficio de una forma sustancialmente esférica es que el tapón con forma esférica puede levantarse y colocarse fácilmente en el extremo que sobresale del tubo mediante una herramienta de colocación, por ejemplo por vacío.

En una realización del quemador de cerámica, el tapón se fusiona directamente al tubo. Un beneficio de esta realización es que la fusión del tapón al tubo evita el uso de un material de frita de sellado. Normalmente, una junta constituida de una frita puede degradarse debido al entorno químicamente riguroso dentro del depósito de descarga y debido a la temperatura alta en la pared de cerámica del quemador de cerámica. Esta degradación normalmente da como resultado una fuga de la junta con el tiempo, lo que limita la duración del quemador de cerámica. Además, la temperatura es normalmente inferior en las grietas o fisuras, permitiendo que parte de la carga ionizable se condense y se elimine de manera eficaz de la descarga, cambiando el aspecto de color del quemador de cerámica. El tubo que sobresale permite que el tapón se fusione directamente al extremo que sobresale del tubo, por ejemplo a través de irradiación con un haz de láser, mientras que se limita una elevación en la temperatura del resto del depósito de descarga, de modo que la carga ionizable no fluirá hacia fuera del depósito de descarga antes de que el depósito de descarga se haya sellado, mientras que se evitan mayores gradientes de temperatura en la pared de cerámica lo que puede conducir a la formación de grietas y a daño el depósito de descarga.

En una realización del quemador de cerámica, se escoge una ubicación del tubo en la pared de cerámica para impedir que la temperatura dentro del tubo, en su funcionamiento, sea menor que una temperatura de condensación de sustancialmente cualquier componente de la carga ionizable. Un beneficio de esta realización es que cuando la temperatura dentro del tubo, durante su funcionamiento, permanece lo suficientemente alta, ningún componente de la carga ionizable se condensará y como tal se eliminará de la descarga, lo que da como resultado que el quemador de cerámica sea sustancialmente estable en color. Especialmente en los quemadores de cerámica que pueden atenuarse, la distribución de la temperatura a lo largo de la pared de cerámica puede cambiar durante la atenuación. Durante la atenuación del quemador de cerámica, la temperatura de la pared de cerámica del depósito de descarga normalmente se reduce en relación con el estado no atenuado, dando como resultado un cambio de la temperatura en el tubo. La ubicación del tubo en la pared de cerámica debe escogerse de manera que, especialmente para un quemador de cerámica que puede atenuarse, también durante la atenuación la temperatura dentro del tubo no sea menor que la temperatura de condensación de cualquier componente de la carga ionizable, dando como resultado un quemador de cerámica que puede atenuarse que permanece sustancialmente estable en color durante su atenuación.

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En una realización del quemador de cerámica, los conductores de alimentación eléctrica a través de cada una de la primera y la segunda partes de extremo están formados por varillas sólidas directamente sinterizadas en el material cerámico de la primera y la segunda partes de extremo. Un beneficio de esta realización es que esta disposición de los conductores de alimentación eléctrica hace posible un depósito de descarga miniaturizado que no comprende frita. En los quemadores conocidos, los conductores de alimentación eléctrica se montan normalmente por medio de tapones extendidos que se sellan con una frita. Los tapones extendidos son necesarios para evitar que la temperatura de la frita exceda una temperatura predefinida, que normalmente está sustancialmente por debajo de la temperatura de funcionamiento de la descarga en el depósito de descarga. Un inconveniente de este uso conocido de la frita para sellar el depósito de descarga alrededor de los conductores de alimentación eléctrica es que los tapones extendidos impiden la miniaturización del depósito de descarga y del quemador de cerámica. Además, el sellado del depósito de descarga que usa una frita normalmente hace que estén presentes fisuras a temperaturas relativamente bajas, fisuras en las que pueden condensarse compuestos de la carga ionizable, dando como resultado un cambio del color de la lámpara de descarga durante su funcionamiento. No está presente ninguna fisura si los conductores de alimentación eléctrica se sinterizan directamente según la invención, dando como resultado un quemador de cerámica de color sustancialmente estable.

La invención también se refiere a una lámpara de halogenuro metálico de cerámica. La invención se refiere además a un procedimiento de sellado del quemador de cerámica según la invención, procedimiento que comprende una etapa de crear la junta estanca a los gases a través de una irradiación con un haz de láser.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS DIBUJOS:

Estos y otros aspectos de la invención son evidentes a partir de y se aclararán con referencia a las realizaciones descritas a continuación en el presente documento.

En los dibujos:

las figuras 1A, 1B y 1C son vistas en sección transversal de realizaciones de un quemador de cerámica según la invención que tiene un depósito de descarga cilíndrico,

las figuras 2A y 2B son vistas en sección transversal de realizaciones de un quemador de cerámica según la invención que tiene un depósito de descarga compacto, y

la figura 3 muestra una lámpara de halogenuro metálico de cerámica según la invención.

Las figuras son puramente esquemáticas y no se dibujan a escala. Algunas dimensiones se han exagerado de manera particularmente fuerte para mayor claridad. Los componentes similares en las figuras se indican mediante los mismos números de referencia en la mayor medida posible.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES:

Las figuras 1A, 1B y 1C son vistas en sección transversal de realizaciones de un quemador 10, 12, 14 de cerámica según la invención que tiene un depósito 20 de descarga cilíndrico. El quemador 10, 12, 14 de cerámica comprende un depósito 20 de descarga que encierra un espacio 24 de descarga. El depósito 20 de descarga está formado sustancialmente de un material cerámico, tal como óxido de aluminio (Al2O3). El depósito 20 de descarga comprende una primera y una segunda partes 41, 42 de extremo en las que se hacen pasar los conductores 51, 52 de alimentación eléctrica a través del depósito 20 de descarga. Los conductores 51, 52 de alimentación eléctrica están formados preferiblemente por varillas 51, 52 directamente sinterizadas en el material cerámico del depósito 20 de descarga. En general, se conecta un electrodo 53, 54 a los conductores 51, 52 de alimentación eléctrica en un lado de los conductores 51, 52 de alimentación eléctrica orientado hacia el espacio 24 de descarga. El electrodo 53, 54 está realizado a menudo de tungsteno. Los conductores 51, 52 de alimentación eléctrica se conectan a los electrodos 53, 54 para suministrar energía a los electrodos para iniciar y mantener una descarga en el espacio 24 de descarga. El quemador 10, 12, 14 de cerámica comprende un tubo 60, 62, 64 que sobresale de la pared 30 de cerámica lejos de la pared 30 de descarga. El tubo 60, 62, 64 se dispone para introducir la carga ionizable en el depósito 20 de descarga durante la fabricación del quemador 10, 12, 14 de cerámica. El tubo 60, 62, 64 se cierra con una junta 70, 72, 74 estanca a los gases.

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El efecto de usar el tubo 60, 62, 64 es que permite que la junta estanca a los gases se disponga lejos de la pared 30 de cerámica del depósito 20 de descarga en un extremo que sobresale del tubo 60, 62, 64. Un beneficio de esta disposición es que sólo debe calentarse el extremo que sobresale del tubo 60, 62, 64 cuando está proporcionándose la junta 70, 72, 74 estanca a los gases. La junta 70, 72, 74 estanca a los gases está formada, por ejemplo, de material 70 fundido del propio tubo 60, 62, 64 o, por ejemplo, está formada por un tapón 72, 74 de material colocado en el extremo que sobresale del tubo 60, 62, 64. El extremo que sobresale del tubo 60, 62, 64 debe calentarse para crear la junta 70, 72, 74 estanca a los gases.

En la realización del quemador 10 de cerámica mostrado en la figura 1A, se funde parte del material del tubo 60 que sobresale. En la realización del quemador 12, 14 de cerámica mostrado en las figuras 1B y 1C, el extremo que sobresale del tubo 62, 64 comprende un tapón 72, 74 que se fusiona al extremo que sobresale del tubo 62, 64 mediante el calentamiento del tapón 72, 74 y/o el tubo 62, 64 que sobresale en una superficie de contacto entre el tapón 72, 74 y el extremo que sobresale del tubo 62, 64. Debido a una distancia h predefinida que prevalece entre la junta 70, 72, 74 estanca a los gases y la pared 30 de cerámica, el tubo 60, 62, 64 puede sellarse mientras que se limita un aumento de temperatura del resto del depósito 20 de descarga. La limitación del aumento de temperatura del depósito 20 de descarga cuando está aplicándose la junta 70, 72, 74 estanca a los gases da como resultado un gradiente de temperatura relativamente pequeño a través del depósito 20 de descarga, lo que normalmente impide la formación de grietas en el material cerámico del depósito 20 de descarga. Además, la temperatura del depósito 20 de descarga que comprende la carga ionizable no debe exceder una temperatura predefinida antes de que el depósito 20 de descarga se haga estanco a los gases. Esto es para impedir que parte de la carga ionizable fluya hacia fuera del depósito 20 de descarga, lo que daría como resultado una concentración de la carga ionizable que es menor de lo requerido para un buen funcionamiento del quemador 10, 12, 14 de cerámica. Un beneficio adicional del tubo 60, 62, 64 es que el calentamiento local del extremo que sobresale del tubo 60, 62, 64 para generar la junta 70, 72, 74 estanca a los gases se alcanza de manera relativamente rápida, lo que reduce considerablemente el tiempo de procesamiento para sellar el depósito 20 de descarga y por tanto da como resultado un procedimiento de sellado económicamente interesante.

El tubo 60, 62, 64 sobresale del quemador la distancia h predefinida. La distancia h que sobresale óptima del tubo 60, 62, 64 puede ser diferente para diferentes materiales cerámicos usados para la pared 30 de cerámica y/o usados para el tubo 60, 62, 64. Los inventores han encontrado que un tubo 60, 62, 64 que sobresale al menos 1 mm de la pared 30 de cerámica puede sellarse, por ejemplo, a través de irradiación del extremo que sobresale del tubo 60, 62, 64 con un haz de láser (indicado con una flecha 90 en las figuras 1B y 1C) mientras que se evita sustancialmente la formación de grietas en la pared 30 de cerámica del depósito 20 de descarga.

En la realización mostrada en la figura 1A, el tubo 60 es un tubo 60 separado dispuesto en la pared 30 de cerámica del depósito 20 de descarga. El tubo 60 sobresale de la pared 30 de cerámica la distancia h predeterminada. En la realización mostrada en la figura 1A, se sella el extremo que sobresale del tubo 60 mediante la fusión del extremo que sobresale del tubo 60. La realización mostrada en la figura 1A comprende además un tapón 32 adicional dispuesto en una parte 42 de extremo del depósito 20 de descarga. El tapón 32 adicional comprende, por ejemplo, el conductor 52 de alimentación eléctrica directamente sinterizado al tapón 32 adicional. En la realización mostrada en la figura 1A, el tapón 32 adicional está realizado del mismo material cerámico que la pared 30 de cerámica. El uso del tapón 32 adicional hace posible generar una junta (indicada con una línea discontinua en negrita en la superficie de contacto entre el tapón 32 adicional y el conductor 52 de alimentación eléctrica) entre el tapón 32 adicional y el conductor 52 de alimentación eléctrica mediante un procedimiento diferente del procedimiento para la fabricación de la pared 30 de cerámica. Este procedimiento de producción alternativo del tapón 32 adicional puede generar, por ejemplo, una unión relativamente fuerte entre el tapón 32 adicional y el conductor de alimentación eléctrica, mientras que el tapón 32 adicional puede ser impermeable a la luz emitida desde el espacio 24 de descarga del quemador 10 de cerámica, por ejemplo a través del uso de un procedimiento de sinterización específico. El tapón 32 adicional por tanto permite que los conductores de alimentación eléctrica se sellen con una unión relativamente fuerte mientras que la pared 30 de cerámica del quemador 10 de cerámica permanece sustancialmente transparente a la luz emitida desde el espacio 24 de descarga. Alternativamente, el conductor 51 de alimentación eléctrica puede sinterizarse directamente al depósito 20 de descarga (indicado con una línea discontinua en negrita en la superficie de contacto entre el depósito 20 de descarga y el conductor 51 de alimentación eléctrica), por ejemplo tal como se muestra en la otra parte 41 de extremo del quemador 10 de cerámica de la figura 1A.

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En la realización mostrada en la figura 1B, el tubo 62 atraviesa la pared 30 de cerámica del depósito 20 de descarga. Puesto que pasa exactamente a través de la pared 30 de cerámica, el tubo 62 no sólo sobresaldrá del depósito 20 de descarga, sino que también penetrará en el depósito 20 de descarga más allá de la pared 30 de cerámica. Esto conduce a una conexión estanca a los gases y fuerte entre la pared 30 de cerámica y el tubo 62. El tubo 62 está formado del mismo material que la pared 30 de cerámica, lo que da como resultado tensiones mecánicas relativamente bajas, por ejemplo en el caso de un gradiente de temperatura cuando está creándose la junta 72 estanca a los gases o cuando está funcionando el quemador 12 de cerámica. La parte de extremo que sobresale del tubo 62 mostrado en la realización de la figura 1B comprende además un tapón 72 para proporcionar la junta 72 estanca a los gases y para sellar el depósito 20 de descarga. El tapón 72 se fusiona al extremo que sobresale del tubo 62, por ejemplo mediante calentamiento local del tapón 72 y/o mediante calentamiento local del extremo que sobresale del tubo 62. El tapón 72 tiene forma de T en la realización mostrada en la figura 1B.

En la realización mostrada en la figura 1C, el tubo 64 forma una parte integrada de la pared 30 de cerámica. El depósito 20 de descarga puede producirse, por ejemplo, mediante un procedimiento de moldeo por inyección o un procedimiento de extrusión muy conocido por los expertos en la técnica. El tubo 64 puede generarse directamente, por ejemplo, durante un moldeo por inyección del depósito 20 de descarga. Un beneficio del tubo 64 que forma una parte integrada de la pared 30 de cerámica es que el procedimiento de producción del depósito 20 de descarga puede simplificarse mientras que el tubo 64 se une de manera relativamente fuerte a la pared de cerámica. Naturalmente, el hecho que el tubo 64 forme una parte integrada de la pared 30 de cerámica implica que los coeficientes de expansión del tubo 64 y la pared 30 de cerámica sean idénticos, dando como resultado tensiones mecánicas relativamente bajas en el caso de un gradiente de temperatura. La parte de extremo que sobresale del tubo 64 mostrado en la realización de la figura 1C comprende además un tapón 74 para realizar la junta 74 estanca a los gases que cierra el depósito 20 de descarga. El tapón 74 tiene una forma esférica, por ejemplo. La forma esférica puede ser una bola o un elipsoide. Un beneficio de una forma sustancialmente esférica es que las herramientas de colocación (no mostradas) para colocar el tapón 74 en el extremo que sobresale del tubo 64 pueden levantar y colocar fácilmente el tapón 74 con forma esférica, por ejemplo por medio de una pinza que aplica vacío al tapón 74. Debido a la forma esférica, la orientación del tapón 74 en el extremo que sobresale del tubo 74 es sustancialmente irrelevante, lo que simplifica sustancialmente la colocación del tapón 74. El tapón 74 está realizado del mismo material que la pared 30 de cerámica y el tubo 64, lo que de nuevo da como resultado tensiones mecánicas relativamente bajas en el caso de un gradiente de temperatura. El tapón 74, por ejemplo, se fusiona al extremo que sobresale del tubo 64, por ejemplo mediante calentamiento local del tapón 74 y/o mediante calentamiento local del extremo que sobresale del tubo 64.

En la realización del depósito 20 de descarga mostrado en la figura 1C, el tubo 64 está ubicado en la pared 30 de cerámica sustancialmente en entre la primera y la segunda partes 41, 42 de extremo. En esta posición en la pared 30 de cerámica, la temperatura de la pared 30 de cerámica es relativamente alta en su funcionamiento, mediante la cual se impide que la temperatura dentro del tubo 64 en su funcionamiento sea menor que la temperatura de condensación de sustancialmente cualquier componente de la carga ionizable. Esto es especialmente beneficioso en un quemador 14 de cerámica que puede atenuarse en el que la distribución de temperatura sobre la pared 30 de cerámica puede cambiar durante la atenuación. Durante la atenuación del quemador 14 de cerámica, la temperatura de la pared 30 de cerámica se reduce normalmente en relación con el estado no atenuado. La colocación del tubo 64 sustancialmente entre la primera y la segunda partes 41, 42 de extremo, donde la temperatura normalmente es relativamente alta, hace que la temperatura durante su atenuación permanezca por encima de la temperatura de condensación de los componentes de la carga ionizable, dando como resultado un quemador 14 de cerámica de color sustancialmente estable.

Las figuras 2A y 2B son vistas en sección transversal de realizaciones de un quemador 16, 18 de cerámica según la invención que tiene un depósito 22 de descarga compacto. Un beneficio del uso del quemador 16, 68 de cerámica compacto en una lámpara 100 de halogenuro metálico de cerámica (véase la figura 3) es que las dimensiones de la lámpara 100 de halogenuro metálico de cerámica pueden miniaturizarse. El depósito 22 de descarga mostrado en las figuras 2A y 2B tiene un beneficio adicional porque la descarga mantenida entre los electrodos 53, 54 en el espacio 24 de descarga se elimina adicionalmente de la pared 30 de cerámica, reduciendo la temperatura de la pared 30 de cerámica. Además, la conformación del depósito 22 de descarga da como resultado una distribución más homogénea de la temperatura a través de la pared 30 de cerámica, dando como resultado menos ubicaciones en la pared de cerámica en las que la temperatura es lo suficientemente baja como para que algunos componentes de la carga ionizable se condensen y por tanto se eliminen de la descarga, lo que daría como resultado un cambio de color de la luz emitida desde el depósito 22 de descarga.

El depósito 22 de descarga de las realizaciones mostradas en las figuras 2A y 2B pueden tener sustancialmente, por ejemplo, forma de bola o forma sustancialmente elipsoidal (aparte del tubo).

La realización del quemador 16 de cerámica mostrado en la figura 2A comprende la primera y la segunda partes 41, 42 de extremo a través de cada una de las cuales se hace pasar un conductor 51, 52 de alimentación eléctrica respectivo hacia los electrodos 53, 54 respectivos para mantener una descarga. La primera y la segunda partes 41, 42 de extremo comprenden cada una el tapón 32 adicional que comprende los conductores 51, 52 de alimentación eléctrica, por ejemplo, directamente sinterizados al tapón 32 adicional tal como se indicó anteriormente. El depósito 22 de descarga en la realización mostrado en la figura 2A está formado por dos partes 22A, 22B diferentes (separadas en la figura 2A con una línea discontinua). Sólo una primera parte 22A del depósito de descarga comprende el tubo 66 que tiene la junta 76 estanca a los gases. Cada una de las dos partes 22A, 22B diferentes puede producirse, por ejemplo, en un procedimiento de moldeo por inyección o un procedimiento de extrusión, que resulta familiar para los expertos en la técnica. Esto da como resultado que el tubo 66 forma una parte integrada de la primera parte 22A del depósito de descarga. Normalmente, las dos partes 22A, 22B diferentes se unen entre sí y se sellan, por ejemplo en un procedimiento de sinterización. En la realización mostrada en la figura 2A la junta 76 estanca a los gases dispuesta en el extremo que sobresale del tubo 66 está realizada de material fundido del tubo 66, por ejemplo obtenido por irradiación del extremo que sobresale del tubo 66 con un haz de láser (no mostrado). La ubicación del tubo 66 de nuevo está sustancialmente entre la primera y la segunda partes 41, 42 de extremo para impedir que la temperatura esté por debajo de la temperatura de condensación de cualquier componente de la carga ionizable durante su funcionamiento.

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En la realización del quemador 18 de cerámica mostrado en la figura 2B, el tubo 68 tiene un tubo 68 separado dispuesto en la pared 30 de cerámica del depósito 22 de descarga. El extremo que sobresale del tubo 68 comprende un tapón 78 que, por ejemplo, se fusiona directamente al tubo 68 para crear la junta 78 estanca a los gases. En la realización mostrada en la figura 2B, el tubo 68 y el tapón 78 están formados cada uno del mismo material que la pared 30 de cerámica. La ubicación del tubo 68 está de nuevo entre la primera y la segunda partes 41, 42 de extremo. El depósito 22 de descarga está formado por dos partes 22C sustancialmente idénticas (separadas por la línea discontinua en la figura 2B), pudiendo producirse cada una de ellas, por ejemplo, en un procedimiento de moldeo por inyección o un procedimiento de extrusión conocido por los expertos en la técnica. Las dos partes 22C sustancialmente idénticas son partes 22C de óxido de aluminio, por ejemplo, que se unen entre sí de una manera estanca a los gases en una etapa del procedimiento de sinterización para formar el depósito 22 de descarga. En una realización del depósito 22 de descarga, cada una de las partes 22C sustancialmente idénticas puede incluir, por ejemplo, una mitad del tubo 68, lo que da como resultado una realización en la que el tubo 68 forma una parte integrada del depósito 22 de descarga (no mostrada). Un beneficio de usar dos partes 22C sustancialmente idénticas que forman el depósito 22 de descarga es que el procedimiento de moldeo o de extrusión puede realizarse de manera relativamente sencilla, y sólo es necesario un único molde para producir el depósito 22 de descarga, lo que da como resultado una reducción del coste de producción del quemador 18 de cerámica. Alternativamente, las partes 22 sustancialmente idénticas pueden extruirse o moldearse por inyección sin el tubo 68 que puede añadirse, por ejemplo, más tarde en una abertura en la unión entre las partes 22 sustancialmente idénticas.

El tubo 68 puede hacerse pasar, por ejemplo, a través de la pared 30 de cerámica del depósito 22 de descarga tal como se muestra en la figura 2B. Tal como se observó anteriormente, si se hace pasar a través de la pared 30 de cerámica, el tubo 68 no sólo sobresaldrá del depósito 20 de descarga proporcionando una distancia entre la pared 30 de cerámica y la junta 78 estanca a los gases, sino que también entrará en el depósito 20 de descarga. Esto proporciona una conexión estanca a los gases y fuerte entre la pared 30 de cerámica y el tubo 68.

En la realización del quemador 18 de cerámica mostrado en la figura 2B, el tapón 78 y el tubo 68 están realizados del mismo material que la pared 30 de cerámica. Esto da como resultado tensiones mecánicas relativamente bajas en el caso de un gradiente de temperatura. El tapón 78 tiene forma cónica, lo que tiene la ventaja de que pueden relajarse las tolerancias de producción entre las dimensiones del tapón 78 y las dimensiones del extremo que sobresale del tubo 68. Además, la forma cónica gradual normalmente da como resultado una junta entre el tapón 78 cónico y el tubo 68 que normalmente se extiende a lo largo de una longitud considerable a lo largo del tubo 68.

La figura 3 muestra una lámpara 100 de halogenuro metálico de cerámica según la invención. La lámpara 100 de halogenuro metálico de cerámica comprende el quemador 10, 12, 14, 16, 18 de cerámica según la invención.

Debe observarse que las realizaciones anteriores ilustran en vez de limitar la invención, y que los expertos en la técnica podrán diseñar muchas realizaciones alternativas sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

En las reivindicaciones, cualquier signo de referencia colocado entre paréntesis no se interpretará como limitativo de la reivindicación. El uso del verbo “comprender” y sus conjugaciones no excluyen la presencia de elementos o etapas distintos a los mencionados en una reivindicación. El artículo “un” o “una” antes de un elemento no excluye la presencia de una pluralidad de tales elementos. La invención puede implementarse por medio de un hardware que comprende varios elementos distintos. En la reivindicación del dispositivo que enumera varios medios, varios de estos medios pueden realizarse mediante uno y el mismo elemento de hardware. El mero hecho de que determinadas medidas citadas en las reivindicaciones dependientes mutuamente diferentes no indica que no puede usarse de manera ventajosa una combinación de estas medidas.

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Claims (13)

1. REIVINDICACIONES

   1. Quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica para una lámpara (100) de halogenuro metálico de cerámica, comprendiendo el quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica un depósito (20, 22) de descarga que encierra un espacio (24) de descarga de una manera sustancialmente estanca a los gases y estando dotado de una carga ionizable que comprende uno o más halogenuros, comprendiendo el depósito (20, 22) de descarga una pared (30) de cerámica dispuesta entre una primera y una segunda partes (41, 42) de extremo, disponiéndose la primera y la segunda partes (41, 42) de extremo de manera que se hacen pasar conductores (51, 52) de alimentación eléctrica a través de las partes (41, 42) de extremo hacia electrodos (53, 54) respectivos dispuestos en el espacio (24) de descarga para mantener una descarga, comprendiendo la pared

   (30) de cerámica del depósito (20, 22) de descarga un tubo (60, 62, 64, 66, 68) para introducir la carga ionizable en el depósito (20, 22) de descarga durante la fabricación del quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica, tubo (60, 62, 64, 66, 68) que sobresale de la pared (30) de cerámica y está dotado de una junta (70, 72, 74, 76, 78) estanca a los gases, caracterizado porque el tubo (60, 62, 64, 66, 68) tiene un diámetro (D1) interno de entre 250 m y 400 m y en el que el tubo (60, 62, 64, 66, 68) tiene un espesor (D2) de pared de entre 150 m y 250 m.

2. 2.

   Quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica según la reivindicación 1, en el que el tubo sobresale de la pared (30) de cerámica del depósito (20, 22) de descarga una distancia (h) predefinida para limitar las tensiones del material hasta por debajo de un nivel predefinido cuando está creándose la junta (70, 72, 74, 76, 78) estanca a los gases.

3. 3.

   Quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica según la reivindicación 2, en el que la distancia (h) predefinida desde la pared (30) de cerámica es de al menos 1 mm.

4. 4.

   Quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica según la reivindicación 1 ó 2, en el que el tubo (60, 62, 64, 66, 68) se hace pasar a través de la pared (20, 22) de cerámica.

5. 5.

   Quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica según la reivindicación 1 ó 2, en el que el tubo (60, 62, 64, 66, 68) comprende sustancialmente el mismo material cerámico que la pared (30) de cerámica.

6. 6.

   Quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica según la reivindicación 1 ó 2, en el que la junta (70, 76) estanca a los gases se forma de material fundido del tubo (60, 66).

7. 7.

   Quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica según la reivindicación 1 ó 2, en el que la junta (72, 74, 78) estanca a los gases comprende un tapón (72, 74, 78) sellado al tubo (62, 64, 68).

8. 8.

   Quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica según la reivindicación 7, en el que el tapón (72, 74, 78) tiene forma (72) de T, forma (74) esférica, o forma (78) cónica.

9. 9.

   Quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica según la reivindicación 7 u 8, en el que el tapón (72, 74, 78) está fusionado directamente al tubo (62, 64, 68).

10. 10.

    Quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica según la reivindicación 1 ó 2, en el que se escoge una ubicación del tubo (60, 62, 64, 66, 68) en la pared (30) de cerámica para impedir que la temperatura dentro del tubo (60, 62, 64, 66, 68) sea inferior a una temperatura de condensación de sustancialmente cualquier componente de la carga ionizable durante su funcionamiento.

11. 11.

    Quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los conductores (51, 52) de alimentación eléctrica a través de cada una de la primera y la segunda partes (41, 42) de extremo están formados por varillas (51, 52) sólidas directamente sinterizadas en el material cerámico de la primera y la segunda partes (41, 42) de extremo.

12. 12.

    Lámpara (100) de halogenuro metálico de cerámica que comprende el quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica según las reivindicaciones 1 ó 2.

13. 13.

    Procedimiento de sellado del quemador (10, 12, 14, 16, 18) de cerámica según la reivindicación 1 ó 2, comprendiendo el procedimiento una etapa de crear la junta (70, 72, 74, 76, 78) estanca a los gases a través de irradiación con un haz (90) de láser.