TW200834642A - Electrode for discharge lamp - Google Patents

Description

200834642 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種放電燈用的電極，特別是陰極，其具備 一核心和一至少以區域方式圍繞該核心的外罩。 【先前技術】 直流高壓放電燈，例如，HBO燈（水銀蒸氣燈）或XBO燈（氙 燈），之陰極通常由鎢所構成且以氧化钍來摻雜。氧化钍之 成份因此大約是0.4至大約3重量百分比。由於氧化钍是一 種放射性物質，則在已钍化的鎢電極中亦會顯示出放射 性。法律上的規定設定了放射性物質的存在原則。若達到 一種危險性，則在該放射性物質存在時須使標誌和措施改 變。陰極以氧化钍來摻雜時所具有的功能是使陰極尖端上 的工作函數下降，這樣在該燈操作時可使陰極尖端達到一 種較小的溫度。這與該燈的壽命期間所產生的陰極回火之 下降有關，可引起使用者注意到這樣對有效光電流或有效 光輻射的下降量的減少是有助益的。 燈功率的增加通常需要使陰極尺寸擴大，以便使溫度以 及和溫度有關的電極回火保持儘可能小。在放電燈的功率 達到大約5 kW時，整個陰極或陰極頭都由含钍之材料所製 成而不會超過活性的極限値。在功率大於8kW時，”不超過 活性的極限値”已不可能。 特別是在包括一核心如一外罩的陰極中，在傳統的形式 中已顯示出機械上的不穩定性。特別是在燈起動時，陰極 將會發生裂痕。 200834642 【發明內容】 本發明的目的是提供一種放電燈用的電極，其機械性可 穩定地形成，且核心和外罩穩定地互相配置著。 此目的藉由具有申請專利範圍第1項特徵的電極以及具 有申請專利範圍第1 3項特徵的高壓放電燈來達成。 本發明的電極特別是形成陰極。放電燈用的電極包括一 核心和一至少以區域方式圍繞該核心的外罩。於是，形成 二個由不同材料所構成的部分區域。該外罩在長度方向中 具有一種連續的鑽孔，其在第一部分區域中具有第一直徑 且在第二部分區域中具有第二直徑。於是，可較佳地使各 組件機械穩定地固定在該外罩中。 鑽孔之過渡區是由第一直徑以步級方式變成第二直徑而 形成。藉由此種不連續的過渡區，可使機械固定性和穩定 的定位性獲得改良。 該鑽孔在該外罩中較佳是在與放電燈之放電空間相面對 的末端上所具有的直徑較與該放電空間相遠離的末端的直 徑還小。 該核心較佳是經由該鑽孔的整個長度而在第一直徑的此 部分區域中延伸。特別是該核心亦以區域方式而在第二直 徑之此部分區域中延伸。於是，該核心可更佳地固定在該 外罩中。 該核心較佳是包括一基座，其配置在該外罩中且所具有 的直徑大於該鑽孔之二個直徑中的較小的直徑。特別是該 基座鄰接於該鑽孔之二個直徑之間的過渡區上而配置著且 -6 - 200834642 在該鑽孔之直徑較大的該部分區域中延伸。藉由上述的構 成’則可確保將該核心固定在該外罩中。於是可防止該核 心特別是在燈起動時由該外罩中脫出。 該外罩較佳是由無钍之材料所形成。超過所允許的放射 性極限値時所造成的問題因此可予以防止。 該核心較佳是以钍摻雜的材料來形成。於是，在該電極 中可形成二個不同的材料區域，其中該核心特別是與該電 極的縱軸成共軸且因此亦與該外罩的縱軸成共軸而形成。 一種電極支件較佳是在該鑽孔之直徑較大的此部分區域 中延伸。 該核心和電極支件相鄰地定位在一種於外罩中延伸的區 段中。該核心因此較佳是以其基座定位在該電極支件上。 該電極支件可與該外罩相焊接。該核心亦可與該外罩相 焊接或相壓接著。特別是適當的焊接材料可施加在該外罩 和該核心之間。此外，亦可進行一種壓接。於此，一種金 屬箔可形成在該核心和該外罩之間。藉由該焊接材料和該 金屬箔，則可確保在該電極的二個部分之間形成電性和熱 性接觸區。 除了電極以及該外罩和該電極支件的個別組件（特別是 核心）的機械穩定性之外，亦可使陰極之放射性達到幾乎可 任意下降的程度。 此外，亦可使用不同的材料（例如，鉬）於該外罩中。然而， 該外罩例如亦可由鎢來形成。不同材料所形成的混合物亦 可用於該外罩中。該核心較佳是由鎢來形成且以钍來摻雜。 200834642 藉由使用不同材料於該外罩中，則可使整個電極系統的 斷裂穩定性提高且其重量亦可下降。於是，亦可輕易地對 一構件（例如，鑽孔）進行加工或產生一種表面結構。 此外，藉由該電極以多組件（包括一核心和一外罩）的形式 來構成，則可實現一種模組式的積木原理。因此，藉由相 同的外罩幾何形式以及不同的核心（例如，材料組成不相 同），則可使尖端或類似物之幾何形式改變，於是能以很簡 單的方式來形成不同的電極，特別是陰極。 此外，藉由將電極分開成一核心和一外罩，則可實現一 種較小的含钍區，其易於濃縮。又，亦可進行一種較簡單 的高溫淨化用的燒紅過程。 又，本發明亦涉及一種高壓放電燈，其具有本發明中所 述的電極及其有利的形式。特別是此高壓放電燈能以水銀 蒸氣燈或氙燈來形成。 較佳是形成該高壓放電燈，使其電功率大於或等於 4kW，特別是大於或等於5kW。以上所建議的電極相對於電 功率大於8kW的放電燈而言已顯示是特別有利的。藉由此 種形式的電極，則在具有此種極限値的電功率的放電燈中 亦可保持著操作性，且亦可確保該電極之個別組件之機械 穩定性。 在一種形式的水銀蒸氣燈中，水銀濃度較佳是大於或等 於8 mg/ccm，更佳是大於或等於10 mg/ccm。若以氙燈來形 成該放電燈，則氙-冷全壓較佳是大於6巴（bar)，更佳是大 於8巴。 200834642 以下將依據圖式來說明本發明的實施例。 【實施方式】 第1圖顯示一陰極1之切面圖。此陰極1包括一核心1 1， 其在本實施例中由以钍來摻雜的鎢材料所形成。 棒形的核心1 1由一外罩1 2所圍繞，該外罩1 2由一種無 钍之材料（例如，鎢或鉬）所形成。特別是在該陰極1之尖端 之與放電燈之放電空間相面對的前端上，該核心1 1以由該 外罩1 2突出的方式而配置著。該核心1 1之前端1丨丨以錐形 的形式而形成且由該外罩1 2延伸而出。 該核心1 1是與該外罩12和該陰極1之縱軸A (第2圖） 共軸而配置著。此外，該核心1 1具有一種小於該外罩1 2 之長度（y方向）。 該外罩12具有一種在長度方向中連續的鑽孔121，其在 前方的此部分區域中具有一種直徑d 1。在該外罩1 2之後方 的此部分區域中，該鑽孔1 2 1具有一種較直徑d 1還大之直 徑d2。 鑽孔121之由直徑dl至直徑d2之過渡區121a在本實施 例中是以步級的形式來形成。 如第1圖所示，該核心1 1經由該鑽孔121之直徑d 1的 此部分區域之整個長度（y方向）而延伸。該核心1 1在後端 上具有一種直徑爲d3的基座112。此直徑d3在本實施例中 大於直徑d 1且小於該鑽孔12 1的直徑d2。 須形成該核心1 1，使該基座1 1 2在該鑽孔1 2 1之直徑d2 的部分區域中延伸。該基座1 1 2因此用作該核心1 1在該過 -9- 200834642 渡區1 2 1 a上的止動件。較佳是形成該基座1 1 2，使其在該 ' 過渡區121a中適當地緊靠在該外罩12之壁上。 _ 此外，一種電極支件3在該鑽孔1 2 1之直徑d 2之此部分 區域中延伸，且該核心11(特別是基座112)直接緊靠在該電 極支件3上。 核心1 1可焊接在該外罩1 2中或與該外罩1 2相壓接著。 爲了進行焊接，則在該核心11之外側和該外罩1 2之內側之 間可將一種焊接材料施加至該鑽孔1 2 1之區域中。爲了進 f 1 行壓接，則可在該核心11和該外罩12之間施加一種金屬 箔。以相對應的方式，則該電極支件3可與該外罩1 2相焊 接或相壓接。 該外罩1 2因此包含一種與縱軸A共軸的雙鑽孔，其具有 不同的直徑dl和d2。 第2圖中顯示該外罩12之切面。該外罩12在其面向該 放電空間的前端具有一錐形的部分區域1 2 a。一圓柱形的部 分區域12b連接於該錐形的部分區域12a而形成。

I 該過渡區121a在縱軸A之方向觀看時形成在該部分區域 1 2b中。本實施例中該鑽孔1 2 1之直徑d 1的此部分區域所 具有的長度（y方向）大於該鑽孔121之直徑d2的此部分區域 的長度。此外，由圖中可看出：該過渡區1 2 1 a中，小直徑 d 1擴展至大直徑d2時是以步級的形式來形成。此步級是由 該外罩1 2之向下延伸的斜壁所形成。 第3圖中顯示該核心1 1的切面，其中在該錐形的部分區 域之前端1 1 1上以平坦形式來形成。此外，由中央的部分 -10- 200834642 區域1 1 3至該基座1 1 2的過渡區同樣以步級的形式來形成。 - 第3圖顯示一種高壓放電燈I，其具有一種如第1圖所示 ‘ 形式的陰極1。 此外，形成一個陽極2，此時陰極1固定在固持棒或電極 支件3上，且該陽極2固定在一固持棒或一電極支件4上。 電極支件3或4然後分別注入至另一固定元件5或6(例如， 石英棒）中。高壓放電燈I之上述各組件配置在一種由石英 玻璃所構成的放電管7中，此處，特別是該陽極2和陰極1 (、 配置在一種形成橢圓形的放電燈泡7 1中。各電極支件3和 4是與一種未圖示的鉬箔相連接，該鉬箔以真空密封的方式 熔接在該放電管7之管形的末端中或燈泡頸中。此外，該 高壓放電燈I包括終端基座8和9。 【圖式簡單說明】 第1圖本發明的電極之切面圖。 第2圖是第1圖之電極之一外罩的切面圖。 第3圖是第1圖之電極的核心的切面圖。 I / 第4圖本發明的高壓放電燈之切面圖。 【主要元件符號說明】 A 縱軸 I 放電燈 1 陰極 2 陽極 3、4 電極支件 5、6 固定元件 -11- 200834642 7 放電管 71 放電燈泡 8、9 終端基座 11 核心 111 、二 丄山 刖W 112 基座 113 中央的部分區域 12 外罩 12a 錐形的部分區域 12b 圓柱形的部分區域 121 鑽孔 121a 過渡區 dl 、 d2 、 d3 直徑

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Claims (1)

1. 200834642 十、申請專利範圍： 1. 一種放電燈⑴用之電極，特別是陰極，其包括一核心（11) # 和一至少以區域方式圍繞該核心（11)之外罩（12)，其特徵爲 =該外罩（12)在長度方向（A)中具有連續的鑽孔（121)，其在 第一部分區域中具有第一直徑（dl)且在第二部分區域中具 有第二直徑（d2)。 2. 如申請專利範圍第1項之電極，其中該鑽孔（1 2丨）之過渡區 (12 la)由第一直徑（dl)至第二直徑（d2)是以步級的形式而形 Γ 成。 3 ·如申請專利範圍第1或2項之電極，其中該鑽孔（1 2 1)在該 外罩（12)中在面向該放電空間之末端上所具有的直徑（dl) 小於在遠離該放電空間之末端上所具有的直徑。 4·如申請專利範圍第1至3項中任一項之電極，其中該核心 (11) 在第一直徑（dl)之此部分區域中經由該鑽孔（121)之整 個長度而延伸。 5 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之電極，其中該核心 ί k (11)包括一基座（112)，其配置在該外罩（12)中且所具有的 直徑（d3)大於該二個直徑（dl，d2)中之較小者。 6. 如申請專利範圍第5項之電極，其中該基座（1 12)緊靠在該 鑽孔（121)之二個直徑（dl，d2)之間的過渡區（121a)上且在 鑽孔（121)之較大直徑（d2)之此部分區域中延伸。 7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之電極，其中該外罩 (12) 由一種無钍之材料所形成。 8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之電極，其中該核心 -13- 200834642 (11)由一種以钍來摻雜的材料所形成。 9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之電極，其中一種電 極支件（3)在該鑽孔（121)之較大直徑（d2)之此部分區域中 延伸。 10. 如申請專利範圍第9項之電極，其中該核心（11)，特別是 該核心（11)之基座（112)，座落在該電極支件（3)上。 11. 如申請專利範圍第9或10項之電極，其中該電極支件（3) 是與該外罩（12)相焊接或相壓接。 12. 如申請專利範圍第1至11項中任一項之電極，其中該核 心（11)是與該外罩（12)相焊接或相壓接。 13. —種具有電極之放電燈，該電極特別是陰極且是申請專 利範圍第1至1 2項中任一項所述之電極。 -14-