TWI390585B - 高強度氣體放電燈 - Google Patents

Description

高強度氣體放電燈

本發明係關於一種高強度氣體放電(HID)燈，更特定而言，本發明係關於具有適於溫度限制之電極之氣體放電燈。

高強度氣體放電燈之電極構造受到必須同時滿足以進行合適電極操作之多個要求的操縱。該等燈必須可靠啟動，且在穩定狀態條件下合適地運作。對於一適合電極結構，該等電極之啟動及穩定狀態操作體系設定不同且經常相抵觸之限制。

在燈操作之啟動(即點火)及起轉過渡階段期間，該等電極運行通過具有不同數量級之電流之輝光及輝光至弧過渡模式。對於一長的實用產品壽命，此等過渡階段必須儘可能短以減少由藉由自放電電漿之重粒子撞擊而進行的噴濺引起及由接近或有時甚至在其熔點溫度上之電極材料之過高蒸發速率引起的電極降級。在電極操作之此等過渡階段過程中，在該燈中產生放電電漿且一般需要自該電漿轉移至該等電極之足夠能量。所轉移的能量加熱該等電極直到由電場促進的熱離子電極發射提供保持該燈在操作中之所需交接(take-over)電流且然後使該燈進入穩定狀態條件之溫度。

一旦該等電極已被加熱直到其等穩定狀態操作溫度，該等電極之空間溫度分佈必須適當調整以在與該放電電漿之其等介面區域處提供所需放電電流。另一方面，不僅跨電極正面而且沿著電極軸之合適溫度梯度必須建立以避免電極材料之過度蒸發、閃爍、弧定錨點移動及使電極足點過熱。

關於具有高交接、起轉及/或穩定狀態操作電流之高強度氣體放電燈(且尤其用於汽車應用之高強度氣體放電燈)之該等電極之要求之設定更苛刻。在用於汽車應用之高強度氣體放電燈之情況下，存在對於電極軸直徑、電極末端幾何形狀及定位設定的額外限制設定，其等係關於在光學投影系統(汽車頭燈)中之燈之效能。另外，在燈操作之該啟動及起轉過渡階段期間，「瞬間光」產生及「熱重啟」能力之需要意味重燈電流及重電極負荷。在燈起轉期間汽車頭燈一般係以70W至90W之一功率加熱，該功率係在約30S內逐漸減少至35W以達到額定穩定狀態燈功率值及燈操作條件。因此，在此起轉階段期間，電極本體之一實質部分係以較該等穩定狀態條件之更高溫度運行。此導致極高電極足點溫度，但是周圍的放電容器壁溫度係低的：接近一非操作燈之溫度值。在該等熱電極足點處及超過此點之該容器壁中(即在負責使該放電容器真空密閉閉合之密封區段(捏縮密封區段)中)之該高空間及時間溫度梯度引起在圍繞該等電極之該密封之玻璃中之極高熱致機械應力位準。此等熱致高機械應力當重複啟動該等燈且然後斷開時於此等捏縮或收縮密封區段產生裂紋及裂紋擴散。此導致形成滲漏通道，且繼而導致放電腔之填充氣體及劑量成分之損耗，因此最後使該燈不能操作。此等短壽命燈嚴重影響產品壽命效能及可靠性，藉此亦以一負面方式影響道路安全，且增加車輛維修成本。

自先前技術中已知高強度氣體放電燈之該等電極經常具有接近該電極末端之一線圈結構。此線圈組件之作用部分係幫助點火且部分係經由增強的輻射冷卻設定沿著該電極之軸(且尤其在接近該電極末端之區域中)之合適軸向溫度梯度。

例如在美國4,105,908中揭示一種具有此線圈配置之金屬鹵化物燈。此已知燈之輝光至弧過渡係藉由使用包括在一鎢軸上之一開放式鎢絲線圈之電極加速，該線圈包括兩層之一複合絲，該複合絲係由在一核心上開放纏繞一附加繞組且然後在該軸上緊密纏繞兩層之該複合絲而完成。雖然此結構在啟動時減少噴濺且減少輝光至弧過渡時間，但是所揭示的線圈結構係放置在相對接近該電極末端，其係與由汽車工業對於高強度氣體放電燈設定的可應用標準相抵觸。藉此，此已知燈不能用於此技術領域。

在美國4,232,243中揭示一種高壓電氣體放電燈。其等電極較佳地包括配置在相對接近該電極末端之鎢絲線圈，該配置具有與以上相同缺點。

在美國4,893,057中進一步揭示一種HID燈。此已知HID燈合併提供該弧快速過渡至該電極末端之「全金屬」電極。該電極包括具有在末端尾端處之一緊密的包覆線圈之塗釷鎢絲之一長度，使得該電極末端之快速加熱促進該弧自線圈裂隙快速過渡至該末端。再次，該線圈係相對接近該電極末端且專有地發揮該點火的作用，而不是亦限制在電極足點處之溫度。

現在用於汽車應用之高強度氣體放電燈中的電極具有一更簡單幾何形狀。此等電極在該電極軸上不具有一線圈組件，至少明確地不在該弧腔內。此係因為此等燈必須與一些額外限制一致，該等額外限制基本係關於使用此等燈處之頭燈/投影反射器之光學設計。關於此等光學考慮及此等燈之放電容器之極緊緻幾何形狀之嚴格限制一般不允許將額外組件配置在及接近在該電極軸上之該等末端處。該等電極之軸向溫度分佈係藉由一功率平衡操縱，該功率平衡在與該放電電漿介接之電極末端處之輸入功率、在該電極軸之圓筒側表面上之輻射及傳導/對流冷卻及朝向電極足點區域之跨軸斷面之傳導功率損耗之間。

一般亦在技術中已知在高操作電流之高強度氣體放電燈之電極上可使用一線圈以降低在該電極足點處之玻璃壁上之熱負荷。與位在接近先前描述的該電極軸之該末端之該線圈相反，此一線圈位在該放電腔外且由該放電腔之壁材料圍繞，即將其「捏縮」至在放電腔尾端區段處之玻璃至金屬密封之大量玻璃材料中。儘管此線圈結構於下之優點：增加電極足點表面且因此降低在圍繞所捲繞電極區段之玻璃上每單位表面之功率負荷，但是其不常用於高強度氣體放電燈產品中。對於此之一原因係圍繞在該玻璃壁中之該線圈組件之微通道中之一劑量損耗。在燈操作期間，該劑量成分慢慢地自該放電腔朝外遷移且填充在該密封中之該電極上之該線圈周圍之微通道。此劑量遷移之結果係燈參數中之一逐漸變化。此係因為在該弧腔中之該劑量數量及其溫度(「冷點溫度」)係重要因數，其等決定該燈之電性的及光學參數，尤其金屬鹵化物燈之顏色效能及光通量。由在該等微通道中之顯著劑量損耗引起的在燈效能中之此一逐漸(且經常非常快速)的變化係不可接受的。

在圍繞在該密封中之該電極上之該線圈之微通道中之劑量損耗之其他結果係在該等微通道中積聚一劑量貯存器。由於例如金屬鹵化物劑量組件之熱膨脹係數可係大於圍繞該等通道之石英玻璃之熱膨脹係數達若干數量級，所以裂紋可因來自在該石英玻璃與貯存器中之該等金屬鹵化物劑量組件之間之此熱膨脹失配之機械應力而產生。最終，該燈可變得滲漏且不能操作，或甚至可能破裂。

因此，存在對提供具有電極之一高強度氣體放電燈之一特定需要，該等電極藉由沿著在該放電容器內之該電極軸之增強之熱散逸(主要藉由輻射且額外藉由對流/傳導遍及在該放電容器中之圍繞的放電氣體及蒸氣)而限制該等電極足點之溫度。相較於具有嵌入線圈之足點溫度限制結構，亦存在對於一較簡單足點溫度限制結構之一需要。存在對提供具有一電極結構之此一燈之一進一步需要，該電極結構不具有接近指向該放電容器之中央區域之其末端部分之額外元件。

在本發明之一例示性實施例中，提供一種高強度氣體放電燈，其包括-一放電容器，其具有圍封一放電空間之一內壁，-一含在該空間中之可離子化材料，及-至少兩個電極，每一者具有一嵌入部分及一電極軸，該電極軸係自該放電容器之該內壁延伸且於該電極之一末端結束，該等電極係配置在該空間中以在該等末端之間建立一電弧，其中該等電極之該等電極軸之各者包括-一增厚部分，其係配置在該電極之該嵌入部分與該末端之間，-一第一軸區段，其係延伸在該嵌入部分與該增厚部分之間，該第一軸區段具有一第一長度及一第一軸直徑，及-一第二軸區段，其係延伸在該電極之該增厚部分與該末端之間，該第二軸區段具有一第二長度及一第二軸直徑，且其中該增厚部分具有大於該等第一及第二軸直徑之任一者之一總直徑，藉此具有分別高於該第一軸區段之特定表面及該第二軸區段之特定表面之一特定表面，且經配置以藉由熱散逸而限制該電極軸在該內壁處之溫度，及該增厚部分具有與該內壁相距該第一軸直徑之至少50%之之一最小距離，該第二軸區段之長度係該第二軸直徑之至少100%，且該第一長度係至多等於該第二長度。

所提出的電極結構較佳地可用於具有高交接、起轉及/ 或穩定狀態操作電流之高強度氣體放電燈中。該所提出的電極幾何形狀特別係可應用於汽車應用之高強度氣體放電燈。本發明具有超過先前技術之優點：配置接近該內壁之該增厚部分確保該電極之該足點之有效冷卻，而該電極軸之剩餘部分係不受影響的，藉此允許其用於以下應用中：不期望在該等電極末端周圍有額外元件。

現在將參考所附圖式，詳細描述本發明。

首先參考圖1及圖2，以電極結構之一例示性實施例顯示一高強度氣體放電燈1。該高強度氣體放電燈1包括一放電容器，該放電容器具有圍封一放電空間之一內壁2及含在該空間中之一可離子化材料。

至少兩個電極3係配置在該燈中，每一者具有一嵌入部分4，該嵌入部分4較佳藉由該放電容器之一捏縮密封或收縮密封區段5密封至該內壁2中。該等電極3亦具有一電極軸6，該電極軸6係自內壁2延伸至一末端7。該等電極係配置在該放電空間中以在該等末端7之間建立一電弧。

該等電極3之該等電極軸6之各者包括-一增厚部分20，其在該電極3之該嵌入部分4與該末端7之間，-一第一軸區段11，其係延伸在該嵌入部分4與該增厚部分20之間，且具有一第一長度X及一第一軸直徑D1，又-一第二軸區段12，其係延伸在該電極3之該增厚部分20與該末端7之間，且具有一第二長度Y及一第二軸直徑D2。 該增厚部分較佳地係形成為配置在該電極軸6上之一線圈。

該增厚部分20具有大於該等第一及第二軸直徑D1及D2之任一者之一總直徑D，假定：D1及D2不必彼此不同。由於該增厚部分20具有一較大直徑，所以其亦具有高於該等第一及第二軸區段11及12之特定表面之一特定表面。在此背景中之總直徑意為一全部涵蓋直徑，即一最小虛擬圓筒(其係與該電極軸平行且圍封該增厚部分20)之一直徑。在此背景中之特定表面意為對於一給定電極區段之區段表面/區段長度之比率。由於其較高特定表面，該增厚部分20藉由熱散逸(主要藉由輻射且額外地藉由對流/傳導遍及在該放電容器中之圍繞氣體及蒸氣)限制該電極軸6在該內壁2處(即在電極足點處)之溫度。

為了實現所提出電極結構之期望效果，該增厚部分20不可以碰觸該放電容器之該內壁2，但是必須較佳地係配置接近該內壁2。以此方式，該電極足點之一局部化溫度限制係藉由增強該電極軸6之熱散逸(即藉由在該放電容器尾端部分處之該內壁2與較熱電極軸6之間之一增強之熱交換)而實現，但是不具有對於在該增厚部分20周圍之該內壁2之任意負面的、集中地過熱效果。吾等之實驗顯示：該增厚部分20應以該第一軸直徑D1之至少50%之一最小距離與該內壁2隔開。在此背景中之最小距離意為該增厚部分至該內壁2之最近點與該內壁2之距離。此一最小距離將消除有關於該內壁2與該增厚部分20之不期望接觸之可製造性及定位精確度顧慮，同時仍確保該等電極足點之局部化溫度限制功能。此外，該增厚部分20應與該電極之該末端7隔開用於確保一靜弧，即用於避免由在該末端7與該增厚部分20之間之弧「跳動」引起的一閃爍效果。吾等之實驗顯示：若該第二軸區段之長度Y係該第二軸直徑D2之至少100%，則避免一閃爍效果。對於該等電極足點之局部化溫度限制及對於在該電極末端7處之弧穩定性，又對於使該放電容器之中央區域不具有額外電極組件，該第一長度X應為至多等於該第二長度Y。

因此，該所提出的電極結構在該電極軸上具有一增厚部分20。該增厚部分20較佳地係形成為佈置在該電極軸上之一線圈元件。與先前技術電極結構相反，但是此增厚部分20係完全位在該弧腔內部，且完全不具有與該放電容器壁之任意直接接觸。該增厚部分20必須儘可能地接近電極足點而放置。以此方式，可消除具有由該放電容器之壁材料覆蓋之一線圈之該電極構造之缺點，如在一般先前技術之討論中描述。藉此可避免在該線圈周圍之玻璃對金屬密封中之微裂紋之產生及擴散。

同時，限制該電極軸6之該足點之溫度，即該電極軸6係藉由在該增厚部分之該表面上之主要輻射功率損耗有效冷卻。當在該增厚部分之該區域中的該電極軸6之溫度亦因為該等電極之電流超負荷而高很多時，在該燈之啟動及起轉階段期間此主要輻射冷卻效果係最有效的。以此方式，具有該所提出的電極結構，由於通過該電極軸6朝向該足點之傳導功率係藉由在該增厚部分20上之主要輻射功率損耗之數量減少，所以在該電極足點處之該放電腔壁上之熱負荷減少。

另一方面，由於該所提出的電極結構之該增厚部分20係與該電極之該末端7隔開，所以在該燈之穩定狀態操作條件下，該電極軸6之該正表面之溫度基本不受該增厚部分20影響。此係與先前技術結構相反，先前技術中一線圈係位於接近該電極軸之末端區域。除了未改變的電極末端溫度分佈外，該所提出的結構亦可容易地滿足關於該等電極之末端部分之光學限制，因為接近該末端之該電極軸之幾何形狀不受該增厚部分20影響。

該增厚部分20之尺寸必須調整至對於在該電極足點處及在電極末端處之溫度、對於該電極末端區域之幾何限制以及可製造性及定位精確度限制所設定之同時需要。該增厚部分20必須確保在啟動及起轉階段期間之高所需(主要)輻射功率損耗，以及在穩定狀態條件期間之較多減少的最佳散逸功率損耗。

在一較佳實施例中，該第二長度係該第二軸直徑D2之至少150%，較佳地係該第二軸直徑D2之至少200%。與該末端7之間隔實現對於該電極足點之一更集中的冷卻，同時甚至較不影響在該末端7之周圍之電極參數

在描繪的實施例中，該第一軸直徑D1及該第二軸直徑D2係藉由應用具有一沿著其長度之一致直徑之一電極軸6而相等。但是D1及D2亦可不同，同時該增厚部分20總是具有大於該等第一及第二軸直徑D1、D2之任一者之一總直徑D。

該增厚部分亦可形成為在電極軸6上之一軸向擬對稱本體。圖3至圖10描繪在該電極軸6上之軸向擬對稱本體之例示性實施例。該本體可分離地製造且例如藉由焊接在該電極軸6上而固定，或可與該電極軸6整體地製造。該本體可具有一肋狀或不平坦表面以進一步增加該特定表面，導致該電極足點之一更有效冷卻。一增厚部分21可為如在圖3中所示的一圓筒成形本體。在圖4中描繪裝備圓形肋狀物31之一圓筒成形增厚部分22。該本體亦可具有一球、橢圓或圓錐形狀。在圖5中顯示具有一橢圓成形本體之一增厚部分23。

在一特定較佳實施例中，該增厚部分之該本體具有朝向該內壁2漸縮之一形狀，該漸縮形狀較佳地遵循該放電容器之該內壁2之形狀。此等增厚部分24及25以誇大形式分別在圖6及圖7中顯示。該等增厚部分24及25之尺寸必須以避免弧光管本身之任意可製造性問題之一方式選擇，例如在執行密封該容器之尾端區段之前，該等增厚部分24及25必須配合且滑進該放電容器之該尾端區段之孔中。在圖6中之該增厚部分24具有一橢圓區段之一形狀，該橢圓區段具有基本上與該放電容器之該內壁2平行而運行之一外壁。在圖7中之該增厚部分25裝備圓形肋狀物32，該等圓形肋狀物32之邊緣基本上係遵循該放電容器之該內壁2之該形狀，即對於所有肋狀物32而言，在該內壁2與該等肋狀物32 之該等邊緣之間之距離係大致相同。此等實施例具有兩個主要優點。首先，該等增厚部分24、25以一基本上一致方式加熱該壁2，藉此避免該放電容器之局部過熱。其次，該等增厚部分24、25可配置成儘可能地接近該壁2同時提供最高可能的特定表面，藉此確保一高熱散逸效率且使該放電容器之中央區段不具有任意額外電極元件。例如在汽車應用中此係非常重要的，其中可應用標準可能阻止在該燈之一中央區域中增加特定電極元件。

在一進一步較佳實施例中，該增厚部分係形成為在該電極軸6上之一線圈，該線圈較佳地係焊接至該電極軸上，更佳的是熔化至該電極軸上。此一熔化的增厚部分26可在圖8中見到。藉由所焊接或所熔化結構，熱轉移係在該電極軸6與該增厚部分26之該接觸表面之間增強且完成一更堅硬構造。如在圖9中描繪，形成一增厚部分27之該線圈可為一多層線圈，較佳的是相較於在面向該嵌入部分4之其側，該線圈在面向該末端之其側上具有更多層繞組。增厚部分可以與在該等電極末端7處形成先前技術線圈之基本上相同方式非常容易地形成為圍繞該電極軸6之表面之線圈。一漸縮線圈結構具有如圖6及圖7之該等實施例之類似優點。

以上描述之該電極結構之實施例允許將先前技術電極製造技術應用至該等電極末端。如在圖10中描繪，除了該增厚部分20外，該第二軸區段12可在該末端處具備一進一步增厚部分33。該進一步增厚部分33較佳地係形成為自該先 前技術中已知的一線圈，該線圈可被焊接至該第二軸區段12上，較佳地係熔化至該第二軸區段12上且甚至可被成形，例如球形。該進一步增厚部分33可與該增厚部分之任意實施例一起使用。

該等電極軸及該等增厚部分可為用於該技術之任意合適材料。具有類似例如ThO₂ 、稀土元素氧化物之添加劑或不具有添加劑之鎢或含有例如K、Al及/或Si之鎢合金係適於該等電極軸及該等增厚部分兩者。對於該等增厚部分，亦可使用具有較低熔化溫度之材料，類似Mo、Re、Os及/或具有或不具有作為一額外合金添加劑之鎢之其合金。

以上所描述的電極構造尤其係可應用於具有高交接、起轉及/或穩定狀態操作電流之高強度氣體放電燈，及更特定而言係可應用於用於汽車應用之高強度氣體放電燈。所提出的電極構造提供改良之可靠性及更長之產品壽命。此等利益係藉由減少在該等電極足點處之該放電容器之該壁上之熱負荷藉此減少當重複導通及斷開該燈時在圍繞該等電極之該放電容器之該壁中之裂紋產生及擴散之機率而完成。

包含最佳模式之此書面描述使用實例以揭示本發明，且亦能使熟悉此項技術之任意者製作及使用本發明。本發明之專利範圍係由申請專利範圍定義，且可包含熟悉此項技術者想到的其他實施例。若此等其他實施例具有該等申請專利範圍之文字語言相同之結構元件，或若其等包含具有與該等申請專利範圍之文字語言無實際差異之等效結構元 件，則期望其等在該等申請專利範圍之範疇內。

1‧‧‧高強度氣體放電燈

2‧‧‧內壁

3‧‧‧電極

4‧‧‧嵌入部分

5‧‧‧捏縮密封或收縮密封部分

6‧‧‧電極軸

7‧‧‧末端

11‧‧‧第一軸區段

12‧‧‧第二軸區段

20‧‧‧增厚部分

22‧‧‧增厚部分

23‧‧‧增厚部分

24‧‧‧增厚部分

25‧‧‧增厚部分

26‧‧‧增厚部分

27‧‧‧增厚部分

31．．．肋狀物

32．．．肋狀物

33．．．進一步增厚部分

圖1係一高強度氣體放電燈之一較佳實施例之一縱向斷面圖；圖2係在圖1中所示的電極結構之一放大示意斷面圖；及圖3至圖10係該電極結構之進一步較佳實施例之示意斷面圖。

1‧‧‧高強度氣體放電燈

2‧‧‧內壁

3‧‧‧電極

4‧‧‧嵌入部分

5‧‧‧捏縮密封或收縮密封部分

6‧‧‧電極軸

7‧‧‧末端

20‧‧‧增厚部分

Claims (16)

1. 一種高強度氣體放電燈，其包括一放電容器，其具有圍封一放電空間之一內壁，一含在該空間中之可離子化材料，及至少兩個電極，每一者具有一嵌入部分及一電極軸，該電極軸係自該放電容器之該內壁延伸且於該電極之一末端結束，該等電極係配置在該空間中以在該等末端之間建立一電弧，其中該等電極之該等電極軸之各者包括一增厚部分，其係配置在該電極之該嵌入部分與該末端之間，一第一軸區段，其係延伸在該嵌入部分與該增厚部分之間，該第一軸區段具有一第一長度及一第一軸直徑，該第一軸直徑具有與該嵌入部分相同之直徑，及一第二軸區段，其係延伸在該電極之該增厚部分與該末端之間，該第二軸區段具有一第二長度及一第二軸直徑，且其中該增厚部分具有大於該等第一及第二軸直徑之任一者之一總直徑，藉此具有分別高於該第一軸區段之特定表面及該第二軸區段之特定表面之一特定表面，且經配置以藉由熱散逸而限制該電極軸在該內壁處之溫度，及該增厚部分具有與該內壁相距該第一軸直徑之至少50%之一最小距離，該第二軸區段之該長度係該第二軸直徑之至少100%，且該第一長度係至多等於該第二長 度。
2. 如請求項1之高強度氣體放電燈，其中該第二長度係該第二軸直徑之至少150%。
3. 如請求項1之高強度氣體放電燈，其中該第二長度係該第二軸直徑之至少200%。
4. 如請求項1之高強度氣體放電燈，其中該第一軸直徑及該第二軸直徑係彼此相等。
5. 如請求項1之高強度氣體放電燈，其中該增厚部分係形成為一軸向擬對稱本體。
6. 如請求項5之高強度氣體放電燈，其中該軸向擬對稱本體具有一肋狀表面以進一步增加其特定表面。
7. 如請求項5之高強度氣體放電燈，其中該軸向擬對稱本體具有一球、圓筒、橢圓或圓錐形狀。
8. 如請求項5之高強度氣體放電燈，其中該軸向擬對稱本體具有一漸縮形狀。
9. 如請求項8之高強度氣體放電燈，其中該軸向擬對稱本體之該漸縮形狀遵循該放電容器之該內壁之形狀。
10. 如請求項1之高強度氣體放電燈，其中該增厚部分係形成為在該電極軸上之一線圈。
11. 如請求項10之高強度氣體放電燈，其中該線圈係焊接或熔化至該電極軸上。
12. 如請求項10之高強度氣體放電燈，其中該線圈係一多層線圈。
13. 如請求項12之高強度氣體放電燈，其中相較於在面向該 嵌入部分之側，該線圈在面向該末端之一側上具有更多層繞組。
14. 如請求項1之高強度氣體放電燈，其中該第二軸區段在該末端處具備一進一步增厚部分。
15. 如請求項14之高強度氣體放電燈，其中該進一步增厚部分係形成為焊接或熔化至該電極軸上之一線圈。
16. 一種高強度氣體放電燈，其包括一放電容器，其具有圍封一放電空間之一內壁，一含在該空間中之可離子化材料，及至少兩個電極，每一者具有一嵌入部分及一電極軸，該電極軸係直接地自該放電容器之該內壁延伸且於該電極之一末端結束，該等電極係配置在該空間中以在該等末端之間建立一電弧，其中該等電極之該等電極軸之各者包括一增厚部分，其係配置在該電極之該嵌入部分與該末端之間，一第一軸區段，其係延伸在該嵌入部分與該增厚部分之間，該第一軸區段具有一第一長度及一第一軸直徑，該第一軸直徑具有與該嵌入部分相同之直徑，及一第二軸區段，其係延伸在該電極之該增厚部分與該末端之間，該第二軸區段具有一第二長度及一第二軸直徑，且其中該增厚部分具有大於該等第一及第二軸直徑之任一者之一總直徑，藉此具有分別高於該第一軸區段之特 定表面及該第二軸區段之特定表面之一特定表面，且經配置以藉由熱散逸而限制該電極軸在該內壁處之溫度，及該增厚部分具有與該內壁相距該第一軸直徑之至少50%之一最小距離，該第二軸區段之該長度係該第二軸直徑之至少100%，且該第一長度係至多等於該第二長度。