KR20110052696A - 전극 조립체, ｃｍｈ 방전 램프 및 방전 램프용 전극 조립체 제조 방법 - Google Patents

전극 조립체, ｃｍｈ 방전 램프 및 방전 램프용 전극 조립체 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110052696A
KR20110052696A KR1020117005409A KR20117005409A KR20110052696A KR 20110052696 A KR20110052696 A KR 20110052696A KR 1020117005409 A KR1020117005409 A KR 1020117005409A KR 20117005409 A KR20117005409 A KR 20117005409A KR 20110052696 A KR20110052696 A KR 20110052696A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
overwind
molybdenum
mandrel
electrode assembly
discharge lamp
Prior art date
Application number
KR1020117005409A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101673632B1 (ko
Inventor
제임스 에이 레오날드
지안민 히
실라드 네메스
Original Assignee
제너럴 일렉트릭 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제너럴 일렉트릭 캄파니 filed Critical 제너럴 일렉트릭 캄파니
Publication of KR20110052696A publication Critical patent/KR20110052696A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101673632B1 publication Critical patent/KR101673632B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
    • H01J61/366—Seals for leading-in conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/13—Solid thermionic cathodes
    • H01J1/15—Cathodes heated directly by an electric current
    • H01J1/16—Cathodes heated directly by an electric current characterised by the shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J5/00—Details relating to vessels or to leading-in conductors common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J5/46—Leading-in conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
    • H01J61/06—Main electrodes
    • H01J61/073—Main electrodes for high-pressure discharge lamps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/022—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes
    • H01J9/025—Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes of field emission cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/04—Manufacture of electrodes or electrode systems of thermionic cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/24—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
    • H01J9/28—Manufacture of leading-in conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/24—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
    • H01J9/32—Sealing leading-in conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/24—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
    • H01J9/32—Sealing leading-in conductors
    • H01J9/323—Sealing leading-in conductors into a discharge lamp or a gas-filled discharge device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

방전 챔버(24)와, 그를 통한 개구를 갖는 적어도 하나의 레그(26, 28)를 갖는 세라믹 본체(22)를 갖는 방전 램프(20), 특히 세라믹 금속 할로겐화물(CMH) 램프용 전극 조립체(30, 32)가 제공된다. 전극 조립체는 본체 내에 적어도 부분적으로 수용되고, 바람직하게는 니오븀 맨드릴(40), 몰리브덴 맨드릴 및 맨드릴 상에 수용되는 몰리브덴 오버와인드(44)를 포함한다. 다음에, 텅스텐 부분(48, 50)은 몰리브덴 복합물에 결합된다. 오버와인드의 인접한 턴은 오버와인드 및 몰리브덴 맨드릴 상의 관련 밀봉 재료의 수용을 용이하게 하기 위해 간격에 의해 이격된다. 간격은 오버와인드의 직경에 대해 오버와인드의 인접한 턴 사이의 치수의 대략 10% 내지 50%이다.

Description

전극 조립체, ＣＭＨ 방전 램프 및 방전 램프용 전극 조립체 제조 방법{LOWER TURN PER INCH (TPI) ELECTRODES IN CERAMIC METAL HALIDE (CMH) LAMPS}
본 발명은 전극 조립체 및 그 형성 방법, 뿐만 아니라 전극 조립체를 구비하는 세라믹 금속 할로겐화물(CMH) 램프와 같은 방전 램프에 관한 것이다.
레그 온도(leg temperature)가 충분히 높으면, 밀봉 부식이 CMH 램프와 같은 방전 램프에 대한 주요한 고장 모드이다. 특히, 재료 부적합성(incompatibility)은 세라믹 아크 튜브 내에 금속 와이어를 밀봉하는 것과 관련된 과제이다. 즉, 각각의 재료의 열팽창 계수가 충분히 유사하지 않으면, 균열이 궁극적으로 밀봉 글래스 또는 세라믹 내에 발생하고, 이는 도즈(dose)의 누설 및/또는 램프 고장을 유도한다. 예를 들어, CMH 램프에 사용되는 통상의 세라믹인 알루미나(alumina)는 니오븀(niobium)의 열팽창 계수와 비교적 밀접하게 정합하는 열팽창 계수를 갖는 것으로 알려져 있다. 이는 리드 또는 전극 와이어를 위한 기초 재료로서 니오븀을 사용하는 것을 제안하는 경향이 있을 수 있다. 그러나, 니오븀은 CMH 램프에 통상적으로 사용되는 도즈 재료와 부적합성이 있다. 실제로, 니오븀은 할로겐화물 도즈에 노출될 때 시간에 따라 열화될 수 있고, 궁극적으로는 램프 고장을 유도한다. 이는 리드 조립체에 니오븀의 사용을 생략하는 것을 제안한다. 다른 한편으로는, 텅스텐 및 몰리브덴이 도즈 재료와 더 적합성이 있다. 텅스텐 및 몰리브덴은 알루미나와 비교적 부적합성이 있어 이들 재료의 오정합이 세라믹 재료 내에 균열을 유도하게 하는 열팽창 계수를 갖는 문제점이 있다.
이들 경합적인 문제점에 부합하려는 시도의 결과로서 개발된 것은 방전 램프, 특히 CMH 램프를 위한 복합 전극인데, 여기서 리드 와이어 또는 전극 조립체는 조립체의 가운데 또는 중간부로서 몰리브덴에 맞대기 용접된 제 1 또는 외부 단부에 있는 니오븀과 몰리브덴의 다른 단부에 고정된 텅스텐 전극의 복합물이다. 더욱이, 몰리브덴의 중간 영역은 바람직하게는 2개의 별개의 부분, 즉 그 주위에 감겨진 몰리브덴 오버와인드(overwind), 헬릭스(helix) 또는 코일을 수용하는 몰리브덴 맨드릴(mandrel) 또는 섕크(shank)로 구성된다. 이 방식으로, 레그를 통한 개구가 전기 전도성, 내열성 및 도즈 저항성인 전극 조립체로 충전된다. 몰리브덴 오버와인드를 갖는 몰리브덴 맨드릴은 이들 요구에 부합하고, 통상의 사상은 도즈가 응축하거나 석출하기 위한 영역이 거의 없게 되도록 기밀한 권취가 레그를 가능한 한 완전하게 충분하도록 요구된다는 것이다. 즉, 램프 레그가 냉점(cold spot)에 상응하기 때문에, 레그는 CMH 램프에서 예를 들어 도즈가 레그 내에서 응축되거나 석출되는 결점을 갖는다. 방전 챔버 내에 도입되는 최초 수 밀리그램의 도즈는 궁극적으로 레그 내에서 종료되고, 이는 고가의 제안이 된다. 따라서, 내열성이지만 전기 전도성인 도즈 저항성 재료로 가능한 한 레그를 많이 충전하는 것이 통상의 요구가 되어 왔다.
램프 수명의 감소 위험을 감소시키기 위해 CMH 램프 내의 밀봉 보이드(void)의 양을 감소시키는 것이 중요하다. 밀봉 글래스 또는 프릿(frit) 밀봉부가 도즈로부터 니오븀을 보호하기 위해 리드 와이어 조립체의 적어도 일 부분을 따라 제공되고, 또한 몰리브덴 맨드릴 및 나선형 오버와인드의 부분을 따라 내향으로 연장한다. 보이드는 때때로 구조적 배열에서 발견되고, 밀봉 보이드는 일반적으로 프릿 밀봉부(예를 들어, 밀봉 글래스)가 없거나 포켓 또는 개구, 즉 보이드를 갖는 몰리브덴 맨드릴의 외경을 따른 그리고 내경 영역을 따른 그리고 코일의 인접한 턴(turn) 사이의 영역이라 칭한다. 밀봉 프로세스 중에 밀봉 보이드의 형성의 이유는 완전히 이해되지는 않는다. 그러나, 밀봉 보이드의 양의 높은 편차가 단일의 뱃치(batch), 뿐만 아니라 하나의 뱃치로부터 다른 뱃치 내에서 발견되어 왔다. 그 램프 레그 온도가 높고 그리고/또는 더 높은 양의 밀봉 보이드를 갖는 제품은 최종적인 누설의 경향이 더 높다. 프릿은 몰리브덴 턴 내로 완전히 진입하지 않을 수 있는 것으로 판단되어 왔지만, 통상의 사상은 오버와인드의 인접한 턴 사이의 간격을 허용하는 것이 바람직하지 않다는 것이었다.
따라서, 밀봉 보이드의 정도를 감소시키고, 이에 의해 램프 수명의 증가를 유도하는 요구가 존재한다.
본 발명은 밀봉 보이드의 확률을 감소시키고 이러한 보이드의 양을 감소시키기 위해 몰리브덴 턴 사이의 간격을 증가시킨다.
방전 램프용 전극 조립체는 세라믹에 양호하게 정합하는 제 1 열팽창 계수를 갖지만 램프의 도즈에 의해 공격을 받는 제 1 부분을 포함한다. 전극 조립체의 제 2 부분은 제 1 부분에 연결된 제 1 단부와, 제 2 단부를 갖는다. 전극 조립체의 제 2 부분은 제 1 부분과는 상이한 재료로 형성되고, 제 2 열팽창 계수를 갖고, 제 1 부분보다 도즈에 의한 공격에 대한 저항성이 높다. 나선형 오버와인드(helical overwind)가 오버와인드의 인접한 턴(turn)들이 서로 이격되어 오버와인드와 제 2 부분 상에 관련 밀봉 재료의 수용을 용이하게 하는 제 2 부분 상에 수용된다. 텅스텐 전극이 제 2 부분의 제 2 단부에 부착된다.
나선형 오버와인드는 바람직하게는 오버와인드의 직경에 대해 오버와인드의 인접한 턴 사이에서 측정된 제 1 치수의 약 10 퍼센트(10%) 초과, 바람직하게는 대략 10 퍼센트(10%) 내지 50 퍼센트(50%)인 간격을 갖는다.
간격은 더 바람직하게는 20 내지 30 퍼센트(20 내지 30%)이다.
CMH 방전 램프는 방전 챔버와, 방전 챔버와 연통하는 개구를 갖는 적어도 하나의 레그를 갖는 세라믹 본체를 포함한다. 전극 조립체가 본체 내에 적어도 부분적으로 수용되고, 전극 조립체는 니오븀 맨드릴, 몰리브덴 맨드릴, 텅스텐 부분 및 몰리브덴 맨드릴 상에 수용된 몰리브덴 오버와인드를 포함하고, 오버와인드의 인접한 턴은 간격에 의해 이격된다. 제 1 프릿 밀봉부가 니오븀 맨드릴의 적어도 일부와 오버와인드 및 몰리브덴 맨드릴의 제한된 부분 상으로 연장된다.
몰리브덴 맨드릴의 직경은 바람직하게는 몰리브덴 오버와인드의 직경의 대략 1 내지 5배의 범위(1:1 내지 5:1)이다.
프릿 밀봉부는 몰리브덴 맨드릴의 대략 1 내지 2 밀리미터(1 내지 2 mm)에 걸쳐 연장된다.
전극 조립체 제조 방법은 제 1 단부에서 니오븀 맨드릴에 결합되고 제 2 단부에서 텅스텐 부분에 결합된 몰리브덴 맨드릴 및 오버와인드를 공급하는 단계를 포함한다. 이 방법은 턴 및 몰리브덴 맨드릴 상에 밀봉 프릿을 수용하기 위해 몰리브덴 맨드릴의 인접한 턴 사이에 간격을 제공하는 단계를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 간격은 5 미크론(5 μ) 초과이다.
방법은 오버와인드의 직경의 대략 10% 초과, 바람직하게는 약 10 퍼센트(10%) 내지 약 50 퍼센트(50%)의 범위인 간격을 형성하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 몰리브덴 맨드릴의 직경 대 오버와인드의 직경의 비가 대략 1:1 초과이고, 바람직하게는 대략 1:1 내지 5:1의 범위이다.
주요 이득은 증가된 램프 수명에 있다. 증가된 램프 수명과 관련된 것은 세라믹 내의 균열의 감소이다.
제조와 관련된 증가된 수율이 이 램프 구조체 및 그 형성 방법으로부터 발생할 수 있는 것으로 고려된다.
또 다른 이득은 공지의 제조 프로세스의 나머지를 실질적으로 변경하지 않고 이 개량을 구비하는 능력에 있다.
또 다른 이득 및 장점은 이하의 상세한 설명을 숙독하고 이해하는 것으로부터 더 명백해지게 될 것이다.
도 1은 바람직한 실시예에 따라 부분적으로 단면으로 도시된 램프 조립체의 입면도.
도 2는 종래 기술의 장치에 따른 도 1의 원으로 나타낸 부분의 부분 단면 확대도.
도 3은 도 2와 유사한 본 발명의 도면.
도 4는 도 3과 유사한 본 발명의 다른 실시예의 도면.
도 5는 램프 조립체 내의 밀봉 보이드를 도시하는 이미지.
도 6은 몰리브덴 맨드릴/오버와인드의 길이의 부분을 따른 밀봉 보이드의 감소 또는 제거를 도시하는 도 5와 유사한 이미지.
도 1을 먼저 참조하면, 램프 조립체 또는 CMH 램프 조립체(20)가 중공(hollow) 아크 튜브 본체 또는 포위체(envelope)(22)를 갖는 것으로 도시되어 있다. 본체는 내부 캐비티(cavity) 또는 아크 방전 챔버(24)를 포함한다. 축방향에 대향하여 종방향으로 연장하는 것은 제 1 및 제 2 레그(leg)(26, 28)이다. 이 유형의 세라믹 아크 튜브 내의 각각의 레그는 외부 전원(미도시)에 접속된 전극/리드 와이어 조립체(30, 32)를 각각 수용하는 개구를 포함한다. 게다가, 밀봉부(34, 36)는 레그에 대해 전극 조립체를 기밀 밀봉하기 위해 각각의 레그에 제공된다. 예를 들어, 바람직한 밀봉부는 리드 와이어 조립체의 니오븀 부분을 따라 통상적으로 제공되고 전극 조립체의 몰리브덴 부분 상으로 부분적으로 연장되는 프릿(frit) 밀봉부이다.
더 구체적으로, 리드 와이어/전극 조립체(30, 32)는 바람직하게는 열팽창 오정합으로부터의 응력과 관련된 고장을 감소시키거나 배제하는 열팽창 정합부라 또한 칭하는 제 1 또는 외부 리드부(40)를 포함하는 3부분 조립체이다. 제 1 리드부(40)는 바람직하게는 니오븀으로부터 형성되지만, 원하는 열팽창 정합을 제공하는 다른 재료가 본 발명으로부터 벗어나지 않고 사용될 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 레늄(rhenium)이 예를 들어 하나의 이러한 재료이지만, 일반적으로 더 고가의 대안이다. 제 2 또는 중간 부품(도 2)은 할로겐화물 저항성 재료로서 기능하고, 일 바람직한 구조적 장치는 몰리브덴 오버와인드(overwind)(44)를 갖는 몰리브덴 맨드릴(mandrel)(42)이다. 물론, 몰리브덴의 다수의 동일한 바람직한 특성을 갖고 금속 할로겐화물 램프의 고온 환경에서 양호하게 동작하는 것으로 판명되어 있는 텅스텐 또는 서멧(cermet)과 같은 다른 재료가 사용될 수도 있다. 제 3 또는 내부 리드부(46)는 모두 통상적으로 텅스텐으로 제조된 섕크(48) 및 코일(50)로 구성된다. 따라서, 외부 리드부 또는 니오븀은 예를 들어 용접에 의해 중간 부품에 결합되고, 마찬가지로 몰리브덴 부품의 제 2 단부는 용접 프로세스에 의해 텅스텐 섕크 및 코일로 구성된 내부 리드 또는 전극에 결합된다.
도 2는 램프의 레그 중 하나의 확대된 원으로 나타낸 부분을 도시한다. 특히, 이는 몰리브덴 맨드릴(42) 및 몰리브덴 오버와인드(44)로 구성된 중간 부품을 포함한다. 이 배열에서, 오버와인드의 인접한 턴은 기밀한 것으로 의도되는데, 즉 어떠한 공간도 오버와인드의 코일 사이에 요구되지 않는다. 전술된 바와 같이, 오버와인드의 코일 사이의 공간을 배제하는 이유는 인접한 턴 사이에 어떠한 간격도 존재하지 않고 이에 의해 가능한 한 많이 레그를 통해 개구를 충전하여 방전 챔버(24)로부터의 도즈가 이 영역에서 석출되거나 응축되지 않게 하는 것을 보장하는 것이다. 마찬가지로, 기밀한 권취는 특히 열 전달 관점으로부터 도움이 된다. 궁극적으로 고체 와이어만으로 형성된 경우에 너무 큰 열 손실을 갖는 단일의 더 큰 직경의 몰리브덴 와이어 또는 섕크를 이용하는 것보다, 가늘고 긴 경로가 나선형 코일 또는 오버와인드에 의해 제공된다.
도 3에서, 몰리브덴 맨드릴은 구성요소(142)로 표시하고, 오버와인드는 144로 나타낸다. 가장 중요한 차이점은, 도 2 및 도 3의 비교에서 주목되는 바와 같이, 오버와인드의 인접한 턴 또는 코일 사이의 간격(G) 또는 소형 공간의 제공이다. 오버와인드의 직경(D)에 대한 이 간격 치수의 비교는 대략 20 퍼센트(20%)의 간격 대 직경비(G/D)를 제공한다. 따라서, 간격 치수의 절대값이 중요하지만, 간격(G)은 바람직하게는 5 미크론(5μ)이고, 바람직하게는 대략 0.05보다 큰 G/D 비가 또한 바람직하다. 간격(G)의 제공은 글래스 프릿을 위한 더 큰 공간을 생성한다. 작은 양만큼 공간을 개방함으로써, 이어서 밀봉 글래스 또는 밀봉 프릿은 틈 공간에 도달할 수 있고, 몰리브덴 오버와인드 및 몰리브덴 맨드릴의 제한된 길이 주위의 효과적인 밀봉을 제공할 수 있다. 램프 성능의 관점으로부터, 단지 오버와인드 내의 간격이 전극 조립체의 니오븀 부분에 인접하여 제공되면 이상적일 수 있다. 그러나, 조립체의 실용성은 조립체의 더 경제적인 관점에서 간격(G)이 오버와인드의 길이 전체에 걸쳐 제공되는 것을 지시한다. 간격 및 잉여 체적이 램프의 성능에 영향을 미칠 수 있다는 초기 염려가 존재하지만, 초기 시험은 비실체성 증분양의 초기 도즈가 요구되는 것을 지시한다.
도 2의 종래 기술의 디자인이 통상적으로 0% 내지 1% 간격을 요구하는 경우, 즉 대부분의 인접한 턴이 서로 접촉하는 가능한 한 기밀한 턴을 갖는 경우, 약 10 퍼센트(10%)보다 큰 간격, 바람직하게는 대략 10 퍼센트(10%) 간격으로부터 최대 50 퍼센트(50%) 간격과 10 퍼센트(10%) 내지 30 퍼센트(30%) 간격을 위한 관련 램프 성능 데이터의 제공은 성능의 어떠한 실질적인 열화도 초래되지 않는다는 것을 증명한다. 당 기술 분야의 숙련자는 열팽창 계수 문제로 인해 글래스 프릿에 의해 밀봉되는 오버와인드의 양을 제한하는 것이 여전히 요구된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 니오븀 맨드릴에 인접한 전극 조립체의 몰리브덴 부분의 단지 대략 1 내지 2 mm만이 밀봉 프릿에 커버될 수 있는 가능성이 있다.
도 4를 참조하면, 몰리브덴 맨드릴은 이제 도면 부호 242로 나타내고, 오버와인드는 도면 부호 244로 표현된다. 여기서, 오버와인드의 인접한 코일 사이의 50 퍼센트(50%)의 정도의 더욱 더 큰 공간 또는 간격이 제공된다. 니오븀에 인접한 전극 조립체의 몰리브덴 부분의 단부에 밀봉 프릿의 제한된 커버리지를 제공함으로써, 몰리브덴과 세라믹 사이의 임의의 잠재적인 열팽창 오정합의 제한된 영향이 존재한다. 마찬가지로, 밀봉부 및 몰리브덴은 그렇지 않으면 니오븀과 불리하게 반응할 수 있는 할로겐화물 도즈의 해로운 영향으로부터 니오븀을 위한 원하는 보호를 제공한다. 시간 경과에 따라, 도즈는 결국에는 밀봉 글래스를 통해 확산되고, 수명 메커니즘의 종점이 될 수 있다. 그러나, 몰리브덴의 밀봉부 길이의 주의 깊은 제어는 열팽창 오정합으로부터의 응력에 기인하는 고장을 제거한다. 본 발명은 또한 니오븀을 더 양호하게 보호함으로써 더 긴 램프 수명을 촉진하기 위해 몰리브덴 오버와인드의 틈 공간을 충전하는 것을 요구한다.
본 발명은 또한 몰리브덴 맨드릴 직경 대 몰리브덴 오버와인드의 직경의 비가 대략 1:1 초과이고, 바람직하게는 대략 1:1 내지 5:1의 범위일 수 있는 것을 고려한다. 표준비는 대략 3:1이고, 틈 공간이 밀봉 프릿으로 충전될 가능성이 더 많기 때문에, 이제 피치를 개방하는 것은 중간 부품의 오버와인드 및 맨드릴부가 밀봉되는 것을 보장한다.
제조 프로세스의 부분으로서, 니오븀 와이어가 얻어져서, 직선화되고, 소정 길이로 절단된다. 다음에, 오버와인드를 위한 몰리브덴 와이어 및 섕크를 위한 몰리브덴 와이어가 연속적인 부분으로 함께 권취되어 다음에 마찬가지로 소정 길이로 절단된다. 전극 조립체 또는 몰리브덴 복합물의 제 2 부분은 이어서 니오븀 맨드릴/섕크에 맞대기 용접되고, 텅스텐 맨드릴/섕크 및 전극은 몰리브덴 복합물의 다른 단부에 맞대기 용접된다. 전극 조립체는 방전 레그 내의 개구를 통해 삽입되고, 글래스 밀봉 프릿 디스크가 레그 상에 배치된다. 전극 조립체의 특정 위치는 주의 깊게 제어되어 전극이 아크 방전 챔버 내에 정확하게 위치되게 하고 마찬가지로 니오븀-몰리브덴 계면의 위치가 레그 내의 원하는 위치에 정확하게 적합된다. 이 방식으로, 니오븀에 대한 밀봉 프릿의 가열 및 용융은 원하는 밀봉부를 제공한다. 마찬가지로, 밀봉 프릿의 부분은 니오븀 섕크에 인접한 대략 1 내지 2 mm의 몰리브덴 부품 상으로 연장하고, 전술된 바와 같이 할로겐화물 도즈로부터 니오븀의 원하는 보호를 제공한다.
몰리브덴 턴 사이의 간격을 증가시킴으로써, 밀봉 보이드를 갖는 가능성이 감소되고, 마찬가지로 이러한 보이드의 양이 감소된다. 몰리브덴 코일 사이에 더 넓은 간격을 도입하는 것은 문제점에 대한 확고한 해결책을 제공한다. 몰리브덴 턴 사이의 간격을 증가시킴으로써, 용융된 프릿이 보이드 내에 더 용이하게 흐를 수 있다. 인치당 적은 수의 턴을 갖는 몰리브덴을 갖는 전극은 높은 와트(150W 내지 400 W)뿐 아니라 낮은 와트(39W 내지 70W)의 CMH 램프의 모두에 대해 밀봉 보이드를 제거하는 효과가 입증되었다. 아크 튜브의 세라믹 레그 내의 밀봉 보이드를 제거함으로써, 조기 밀봉부 누설의 위험이 감소된다. 실행 가능성 시험이 전술된 바와 같은 낮은 와트와 높은 와트의 램프의 모두에 수행되지만, 이들 특정값은 본 발명을 과도하게 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다.
도 5 및 도 6의 비교는 몰리브덴 맨드릴 및 오버와인드의 적어도 일부를 따라 밀봉 보이드의 감소 또는 제거를 구체적으로 도시한다. 더 구체적으로, 도 5는 몰리브덴 맨드릴의 외경을 따라 그리고 니오븀 섕크에 인접한 축방향 위치에서 몰리브덴 오버와인드의 내경을 따라 접경된 영역에 위치된 바람직하지 않은 수의 밀봉 보이드를 도시한다. 이러한 밀봉 보이드는 전술된 이유로 바람직하지 않고, 할로겐화물 도즈가 니오븀에 도달할 잠재성이 이에 따라 증가하기 때문에 밀봉 보이드가 몰리브덴 맨드릴과 오버와인드 상으로 연장하는 밀봉 글래스의 주요 부분에서 발견되는 경우에 특히 바람직하지 않다. 따라서, 본질적으로 3개의 영역이 존재한다. 제 1 영역은 프릿 밀봉부가 니오븀 섕크 상에 수용되는 좌측 단부에 제공된다. 제 2 영역은 일반적으로 몰리브덴 맨드릴 및 오버와인드에 의해 우측 단부에 형성되고, 제 3 영역은 일반적으로 프릿 밀봉부가 니오븀/몰리브덴 용접부를 커버하고 할로겐화물 도즈 저항성 섹션으로서 기능하는 할로겐화물 저항성 또는 몰리브덴 부품(맨드릴 및 오버와인드)의 제한된 또는 최소 길이에 걸쳐 연장하는 제 1 및 제 2 영역 사이에 위치된다. 다른 한편으로는, 도 6은 몰리브덴 맨드릴 및 오버와인드 상으로 연장하는 제 3 영역 내의 더 높은 정도의 밀봉 글래스를 따른 밀봉 보이드의 감소 또는 제거를 도시한다. 감소된 비율의 밀봉 보이드는 몰리브덴 맨드릴 상의 그리고 오버와인드 아래의 프릿 밀봉부의 수용을 용이하게 하기 위한 인치당 낮은 수의 턴을 갖는 오버와인드(즉, 오버와인드의 인접한 턴이 이격되어 있음)를 갖는 이들 배열에서 실현된다.
본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었다. 명백하게는, 수정 및 변경이 상기 상세한 설명을 숙독하고 이해할 때 다른 것들에 발생할 수 있을 것이다. 본 발명은 모든 이러한 수정 및 변경을 포함하는 것으로서 해석되는 것으로 의도된다.
20: CMH 램프 조립체 22: 중공 아크 튜브 본체
24: 아크 방전 챔버 26: 제 1 레그(leg)
28: 제 2 레그 30, 32: 전극/리드 와이어 조립체
34, 36: 밀봉부 40: 제 1 리드부
42: 몰리브덴 맨드릴(mandrel) 44: 오버와인드(overwind)
46: 내부 리드부 48: 섕크(shank)
50: 코일

Claims (20)

  1. 방전 램프용 전극 조립체에 있어서,
    제 1 열팽창 계수(CTE)를 갖고 램프의 도즈(dose)에 의해 공격을 받는 제 1 부분과,
    상기 제 1 CTE와는 상이한 제 2 CTE를 갖고 상기 제 1 부분보다 도즈에 의한 공격에 대해 저항성이 높은, 상기 제 1 부분과 상이한 재료로 형성된 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖는 제 2 부분과,
    상기 제 2 부분의 제 2 단부에 접속된 전극과,
    상기 제 2 부분 상에 수용된 나선형 오버와인드(helical overwind) - 상기 오버와인드의 인접한 턴(turn)들은, 상기 오버와인드와 제 2 부분 상의 관련 밀봉 재료의 수용을 용이하게 하도록 서로 이격되어 있음 - 를 포함하는
    전극 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 나선형 오버와인드는 상기 오버와인드의 직경에 대해 상기 오버와인드의 인접한 턴들 사이에서 측정된 제 1 치수의 대략 10% 내지 50%의 간격을 갖는
    전극 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 간격은 20% 내지 30%인
    전극 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부분은 니오븀(niobium)으로 형성되는
    전극 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 부분은 몰리브덴(molybdenum)으로 형성되는
    전극 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 나선형 오버와인드는 몰리브덴으로 형성되는
    전극 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 나선형 오버와인드는 몰리브덴으로 형성되는
    전극 조립체.
  8. 세라믹 금속 할로겐화물(CMH) 방전 램프에 있어서,
    방전 챔버 및 적어도 하나의 레그(leg)를 구비하는 세라믹 본체 -상기 적어도 하나의 레그는 상기 방전 챔버와 통하게 하는 개구를 가짐- 와,
    상기 본체 내에 적어도 부분적으로 수용된 전극 조립체 -상기 조립체는 니오븀 맨드릴(mandrel), 몰리브덴 맨드릴, 텅스텐 부분 및 상기 몰리브덴 맨드릴 상에 수용된 몰리브덴 오버와인드를 포함하고, 상기 오버와인드의 인접한 턴들은 소정의 간격만큼 서로 이격됨- 와,
    상기 니오븀 맨드릴의 적어도 일부분과 상기 오버와인드 및 몰리브덴 맨드릴의 제한된 일부분 상에서 연장하는 적어도 제 1 밀봉부를 포함하는
    CMH 방전 램프.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 간격은 상기 오버와인드의 직경에 대해 상기 오버와인드의 인접한 턴들 사이에서 측정된 제 1 치수의 대략 10% 내지 50%인
    CMH 방전 램프.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 간격은 대략 20% 내지 30%인
    CMH 방전 램프.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 몰리브덴 맨드릴의 직경은 상기 몰리브덴 오버와인드의 직경의 대략 1 내지 5배의 범위(1:1 내지 5:1)인
    CMH 방전 램프.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 몰리브덴 맨드릴의 직경은 상기 오버와인드의 직경의 대략 3배(3:1)인
    CMH 방전 램프.

  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 램프는 35 와트 내지 400 와트인
    CMH 방전 램프.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 제 1 밀봉부는 상기 몰리브덴 맨드릴의 대략 1mm 내지 2mm에 걸쳐 연장되는
    CMH 방전 램프.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 오버와인드의 인접한 권선 사이의 간격(G)은 5μ보다 큰
    CMH 방전 램프.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 오버와인드의 간격 대 직경(D)비(G/D)는 0.05보다 큰
    CMH 방전 램프.
  17. 방전 램프용 전극 조립체 제조 방법에 있어서,
    제 1 단부에서 맨드릴에 결합되고 제 2 단부에서 전극부에 결합되는 할로겐화물 저항성 맨드릴 및 오버와인드를 공급하는 단계와,
    상기 할로겐화물 저항성 오버와인드의 인접하는 턴들 사이에 간격을 제공함으로써 상기 턴들과 상기 할로겐화물 저항성 맨드릴 상에 밀봉 프릿(seal frit)을 수용하게 하는 단계를 포함하는
    방전 램프용 전극 조립체 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 간격은 5 μ보다 큰
    방전 램프용 전극 조립체 제조 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 간격은 상기 오버와인드의 직경의 약 10%보다 큰
    방전 램프용 전극 조립체 제조 방법.

  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 할로겐화물 저항성 맨드릴의 직경 대 상기 오버와인드의 직경의 비는 약 1:1보다 큰
    방전 램프용 전극 조립체 제조 방법.
KR1020117005409A 2008-08-08 2009-07-16 전극 조립체, ｃｍｈ 방전 램프 및 방전 램프용 전극 조립체 제조 방법 KR101673632B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/188,532 US8089212B2 (en) 2008-08-08 2008-08-08 Lower turn per inch (TPI) electrodes in ceramic metal halide (CMH) lamps
US12/188,532 2008-08-08
PCT/US2009/050812 WO2010017007A2 (en) 2008-08-08 2009-07-16 Lower turn per inch (tpi) electrodes in ceramic metal halide (cmh) lamps

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110052696A true KR20110052696A (ko) 2011-05-18
KR101673632B1 KR101673632B1 (ko) 2016-11-07

Family

ID=41228191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117005409A KR101673632B1 (ko) 2008-08-08 2009-07-16 전극 조립체, ｃｍｈ 방전 램프 및 방전 램프용 전극 조립체 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8089212B2 (ko)
EP (1) EP2311059A2 (ko)
JP (1) JP5613667B2 (ko)
KR (1) KR101673632B1 (ko)
CN (2) CN102177568A (ko)
WO (1) WO2010017007A2 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8053990B2 (en) * 2007-09-20 2011-11-08 General Electric Company High intensity discharge lamp having composite leg
US9535380B2 (en) * 2013-05-29 2017-01-03 Ricoh Company, Ltd. Fixing device and image forming apparatus
US20150084501A1 (en) * 2013-09-25 2015-03-26 General Electric Company Electrode design in a ceramic metal halide (cmh) lamp
US20150318163A1 (en) * 2014-05-01 2015-11-05 General Electric Company Oxidized electrodes as oxygen dispensers in metal halide lamps
CN104143493B (zh) * 2014-06-15 2017-08-25 泰州市东兴合金材料有限公司 电光源用三节电接导丝及其制造工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1006560A2 (en) * 1998-12-04 2000-06-07 Toshiba Lighting & Technology Corporation Feedthrough for a high-intensity discharge lamp, lighting circuit and lighting system with such a discharge lamp
JP2002245970A (ja) * 2001-02-19 2002-08-30 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光管および照明装置
JP2005108848A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd メタルハライドランプ
US20060226776A1 (en) * 2005-04-11 2006-10-12 Chen Nancy H Dimmable metal halide HID lamp with good color consistency

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4275329A (en) 1978-12-29 1981-06-23 General Electric Company Electrode with overwind for miniature metal vapor lamp
ES2150433T3 (es) 1992-09-08 2000-12-01 Koninkl Philips Electronics Nv Lampara de descarga de alta presion.
JPH10284003A (ja) * 1997-03-31 1998-10-23 Toshiba Lighting & Technol Corp 高圧放電ランプおよび照明装置
JP4433426B2 (ja) * 1999-03-30 2010-03-17 ハリソン東芝ライティング株式会社 高圧放電ランプおよび照明装置
US6621219B2 (en) * 2000-12-28 2003-09-16 General Electric Company Thermally insulating lead wire for ceramic metal halide electrodes
US6528945B2 (en) 2001-02-02 2003-03-04 Matsushita Research And Development Laboratories Inc Seal for ceramic metal halide discharge lamp
JP2003059451A (ja) 2001-08-09 2003-02-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高圧放電ランプ
KR20030020846A (ko) * 2001-09-04 2003-03-10 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 고압방전램프 및 그 제조방법
EP1306884B1 (en) 2001-10-17 2008-09-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High pressure discharge lamp
DE10214777A1 (de) * 2002-04-03 2003-10-16 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß
DE10256389A1 (de) * 2002-12-02 2004-06-09 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß
DE102004012242A1 (de) * 2004-02-23 2005-09-01 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Elektrodensystem für eine Hochdruckentladungslampe
WO2005083744A2 (de) 2004-02-23 2005-09-09 Patent-Treuhand- Gesellschaft Für Elektrische Glühlampen Mbh Elektrodensystem für eine hochdruckentladungslampe
US7489081B2 (en) * 2004-04-01 2009-02-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light burner and method for manufacturing a light burner
US7164232B2 (en) * 2004-07-02 2007-01-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Seal for ceramic discharge lamp arc tube
US7362053B2 (en) * 2005-01-31 2008-04-22 Osram Sylvania Inc. Ceramic discharge vessel having aluminum oxynitride seal region
JP4837605B2 (ja) 2006-11-01 2011-12-14 ハリソン東芝ライティング株式会社 メタルハライドランプ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1006560A2 (en) * 1998-12-04 2000-06-07 Toshiba Lighting & Technology Corporation Feedthrough for a high-intensity discharge lamp, lighting circuit and lighting system with such a discharge lamp
JP2002245970A (ja) * 2001-02-19 2002-08-30 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光管および照明装置
JP2005108848A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd メタルハライドランプ
US20060226776A1 (en) * 2005-04-11 2006-10-12 Chen Nancy H Dimmable metal halide HID lamp with good color consistency

Also Published As

Publication number Publication date
US8089212B2 (en) 2012-01-03
WO2010017007A3 (en) 2010-05-20
EP2311059A2 (en) 2011-04-20
CN105762046B (zh) 2018-08-17
US20100033093A1 (en) 2010-02-11
WO2010017007A2 (en) 2010-02-11
KR101673632B1 (ko) 2016-11-07
CN102177568A (zh) 2011-09-07
JP2011530786A (ja) 2011-12-22
CN105762046A (zh) 2016-07-13
JP5613667B2 (ja) 2014-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6194832B1 (en) Metal halide lamp with aluminum gradated stacked plugs
US6181065B1 (en) Metal halide or sodium high pressure lamp with cermet of alumina, molybdenum and tungsten
JP4304902B2 (ja) 高圧放電ランプ
KR20110052696A (ko) 전극 조립체, ｃｍｈ 방전 램프 및 방전 램프용 전극 조립체 제조 방법
JPH1173921A (ja) セラミック放電管を備えたメタルハライドランプ
EP1568066B1 (en) High-pressure discharge lamp, and method of manufacture thereof
US6621219B2 (en) Thermally insulating lead wire for ceramic metal halide electrodes
US20020079841A1 (en) High-pressure discharge lamp and arc tube with long operating lifetime and high impact resistance
JP4587078B2 (ja) 高圧放電ランプに用いられる電極システム
US8664856B2 (en) Electrode for a discharge lamp and a discharge lamp and method for producing an electrode
US7511429B2 (en) High intensity discharge lamp having an improved electrode arrangement
JP4299039B2 (ja) セラミクス放電管を備えたメタルハライドランプ
US8053990B2 (en) High intensity discharge lamp having composite leg
US7795814B2 (en) Interconnection feedthroughs for ceramic metal halide lamps
US20090267513A1 (en) High-Pressure Discharge Lamp With Ceramic Discharge Vessel
JP4385495B2 (ja) 高圧放電ランプ
JPH10247453A (ja) 管球の給電構造
JP2003142033A (ja) セラミックメタルハライドランプおよびこの製造方法
JPH1186792A (ja) 放電ランプ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant