专利名称：高压放电灯的制作方法
技术领域：
本发明基于一种根据权利要求1的前序部分的高压放电灯。这样的高压放电灯适 用于借助声共振的工作，并且通常具有金属卤化物填充物。
背景技术：
WO 2005/088675公开了一种具有陶瓷放电容器的高压放电灯，所述高压放电灯具 有金属卤化物填充物，其中除了 Hg和Xe外，还使用金属卤化物NaJ、Tl J、CaJ2以及SEJ3。 主要使用Ce、Nd和/或ft·作为稀土金属SE。在放电容器的位于电极之间的区域方面，壁 负载应该至少为30W/cm2。该灯设计用于机动车，并且在没有声共振的情况下工作。在EP 1 729 324中示出类似的高压放电灯。其中详细描述了通过纵向声共振的共振工作的可能 性。
发明内容
本发明的目的是，提供一种金属卤化物灯，所述金属卤化物灯用于借助声共振的 工作，并且所述金属卤化物灯的特点是高的效率。该目的通过权利要求1的特征得以实现。特别有利的构造可在从属权利要求中获得。原则上，具有金属卤化物填充物的陶瓷放电容器用于借助声共振来工作。为了确 保能够在120和1501m/W之间的高的效率，已经发现，必须有针对性地改进热条件。为此， 对于不同的额定功率，必须有针对性地驱动声感应的对流，所述对流根据确定的规定借助 放电容器的表面来衡量。因此能够迫使出现新类型的热条件，所述热条件典型地使效率达 到140至1501m/ff的水平。目的是达到稳定的多室对流。那么，这能够保持在大的功率范围上。为此重要的 是，确定特殊表面的区域，并且为此遵从准则。为此，一个合适的特征值是功率密度。通过用于相对于应用的额定功率的表面比例的缩放规则的说明，能够构成用于不 同的功率等级和光通量等级的陶瓷放电容器。本发明有针对性地调节在借助声模式工作的填充物中的对流流动。该流动导致在 电极尖端后面朝着放电容积的端部的附加的热流。这引起该端部的加热，并且也引起冷点 的加热。为了阻止该加热，必须建立有效的端部冷却，使得放电容器的冷点和端部不被急剧 加热。为了使金属卤化物灯能够以纵向声模式工作，放电容器的几何形状应该具有至少 为1. 5的所谓的纵横比AV。纵横比优选在3. 5至6的范围内，尤其是AV = 4. 5至5，特别 适合的是4. 6至4. 8的纵横比AV。纵横比为放电容器的内部长度和内径之间的比例。放电 容器具有纵轴线并且基本上为圆柱形。放电容器也能够在中间鼓起。例如在US 6 400 100 中公开了用于这样的灯的工作方式。在内容积方面，优选使用圆柱形的放电容器。其具有外壳面以及外端面，或者至少具有斜面，所述斜面延伸至管状的端部的基点，所述管状的端部在此通常为毛细管。外壳面 连同外斜面和外端面限定整个外表面0SUM，不包括毛细管或阻塞件。如果在该整个外表面 OSUM方面表示额定功率P，那么表明，对于高的效率而言，如此限定的单位额定功率PS = P/OSUM必须达到17至22W/cm2的值，而同时必须保持高的壁负载。壁负载应该至少达到·Ι2cm 。为了理解本发明，必须的是，想象放电容器横向于纵轴线分成三部分。在此，边界 分别为电极的尖端。在纵轴线上的与尖端相交的垂线限定热的电弧部分，放电弧在所述电 弧部分中延伸。放电弧在工作时比较热。在该电弧部分的区域内的壁负载应该优选在观 至40W/cm2的范围内。电弧部分的这个外表面用OH表示。位于外表面OH后面的包括用于冷却斜面或端面的端部的表面用OK表示。因为放 电容器具有两个端部，所以必须使用两个端部的表面。通常两个端部是对称的，使得每个冷 却表面具有一半0K。如果与OH相关联的电弧部分在工作时达到至少^W/cm2的高的壁负载W，那么冷 却特别有效，而整个表面0SUM，即OH和OK的总和，具有17至22W/cm2的明显较低的单位额 定功率。换言之，在端部的区域内的表面OK必须足够地大。OK和OH之间的比例VH优选为 0. 75至1. 00。特别优选在范围VH = 0. 85至0. 90内。通过如在OK的区域内涂覆或借助 于肋或翅片扩大表面的技术手段，能够更改VH0同样有利于热条件的是，毛细管不过多地占据空间。用于在包括端面的两个毛细 管的整个表面OC和放电容器的整个表面OSUM之间的比例VK的优选值为VK = 0. 15至 0. 35。优选的值为0. 22至0. 25。放电容器的壁厚应该优选确定尺寸为，使得限定放电容积的整个内壁表面的单位 额定功率WI为30至42W/cm2。对于WI，优选38的值为至41W/cm2。在遵从这样的壁负载和单位额定功率的情况下，实现在放电容积的区域内的15. 5 至19K/mm的适合的纵向温度梯度TE。其指的是，在两个电极之间位于中心的中点M和放电 容积的通过端面封闭的相应的端点S之间的温降，其中在放电容器的外部上测量温度。沿 着M和S之间的轴向投影的距离用g表示。毛细管优选设计成，使得在毛细管的内部轴向长度L上的温度梯度TK为30至 45K/mm，尤其是34至40K/mm。该值高于在目前的灯(目前小于30K/mm)中的值。这通过尽 可能短地构成端部结构来达到。借助这些尺寸，调节下面的温度。在放电容器的中间，温度应该最高为1200°C，但 是在端部，温度应该在点S上降至最高1080°C。温度优选在1050至1070°C的范围内，最好 为低于1050°C的值。这个考虑与端部设计结构是否以一体的结构形式或阻塞件等来实现无关。本发明的特殊的实施例考虑到，为了促进在冷却的端部表面上的冷却效果，在可 见光谱范围内透明的且具有提高的近红外(NIR)发射率的涂层至少部分涂覆在放电容器 的外表面OK上。OTR是指0.8至3μπι(近红外)的范围。如不具有涂层的Al2O3的陶瓷的 典型的NIR发射率ε大约为0.1。涂层能够在整个端部区域上延伸，或者也能够只是在整 个端部区域的一部分上延伸。在此，在石墨的情况下，发射率ε能够达到直至0.8的值。相反，在3μπι和8μπι之间的长波的红外(IR)射线目前由包封泡壳反射，并且不能够用于表面区域的局部冷却。相反，在直至3 μ m范围内的射线部分地通过外泡壳的玻璃 逸出。因此，用于该区域的发射率能够有针对性地涂层改进，以便促进端部区域的冷却。任何在可见光谱范围内透明的耐高温的层都适合作为涂层，尤其是石墨也适合作 为透明的导电层或多层涂层(例如&02/ΙΤ0(铟锡氧化物))，其中最外层为导电层。导电 的、透明的、耐高温的层具有相当于其内部的电子等离子频率的发射率。当待冷却的区域的 部分表面被涂覆时，该区域的发射率增加。因此减少的端部上的冷却的表面，更确切地说， 减少至不具有涂层的表面的60%的值。
下面将借助于多个实施例详细阐述本发明。附图示出图1示出具有陶瓷放电容器的金属卤化物灯；图2详细地示出陶瓷放电容器的剖视图；图3示出在放电容器上的重要参数的图示；图4示出用于具有涂层的端部区域的替代方案。
具体实施例方式图1示出金属卤化物高压放电灯1的实施例。其具有两侧封闭的陶瓷放电容器2。 放电容器纵向延伸，并且具有两个带有密封件6的端部3。两个电极4在放电容器的内部彼 此相对。密封件6构成为毛细管，电极系统16借助于玻璃焊料19被密封在所述毛细管内。 导线5分别能够从毛细管6中伸出，所述导线以已知的方式与相关联的电极4连接。该导 线分别通过支架7与灯头13内的触点连接。已知的金属卤化物填充物适合作为用于放电容器的填充物，尤其是放电容器含有 金属卤化物的填充物，所述金属卤化物选自Na的碘化物、Tl的碘化物、Ca的碘化物、稀土金 属(SE)的碘化物中的一个或者它们的组合。该系统尤其适用于下述填充系统NaJ、T1J、 CaJ2,以及SEJ3，其中SE为元素Ce、Pr、Nd中的至少一个。在图2中详细地示出端部区域。在这里，毛细管6—体地在放电容积上模制形成。 端部部分起始于电极的尖端的高度(以虚线示出，线a)，并且延伸至毛细管达到其恒定的 直径的点(线b)。图3示出一个实施例，在所述实施例中，放电容器为具有大约4. 7的纵横比的圆柱 形的管20。在略微变细的端部，阻塞件6插入端部的管口内，并且借助于玻璃焊料密封。额 定功率为70W。整个壁负载为19.5W/cm2。在电极的尖端之间的区域内(在两条线a之间) 的壁负载为34W/cm2。在这里，在被冷却的表面(位于放电容器的尖端后面，包括在线b处 的端面)和在电极之间的被加热的表面(在两条线a之间)之间的比例大约为85%。在毛 细管的整个表面和放电容器的整个表面之间的比例为22%至25%。在内表面21上的壁负 载(总共)为39. 5W/cm2。在放电容器的中点M(正好位于两个电极尖端之间)和在封闭所述放电容器的端 面的外面的点S之间的温度梯度(在放电容器的外面测量)是15.5至19K/mm。优选地，尽 可能高的值在17. 5至18.阢/mm。相反，目前的通常的值为12至15K/mm。类似地，对于沿着毛细管的温度梯度TK，适用的是，在毛细管的起始点TKl (向外看)和毛细管的端部TK2之间达到34至41K/mm的温度的梯度。优选39至41K/mm的尽可 能高的值。相反，目前通常的值大约为27至观！^ 。在放电容器的被冷却和被加热的外表面OK和OH之间的比例通常情况下——即未 涂层的情况下，应该在75%至100%的范围内。在使用OTR发射涂层时，能够相当小地选择 被冷却的端部的表面，降至不具有涂层时的值的60%。图4示出一个实施例，在所述实施例中，端部3的表面部分地在P区域内涂层。上述比例主要适用于Al2O3陶瓷。但是，在如AlN或蓝宝石或混合系统的其它陶瓷 中，适用类似的条件。在涂层的情况下，OK与OH的比例的值能够减小高达20%。总体上，推荐60%至 100%的值。在未涂层时，应该尽可能遵从75%至100%的值。根据涂层和材料的等级和范 围，能够降到直至60%。
权利要求
1.一种高压放电灯，具有纵向延伸的陶瓷放电容器，在所述陶瓷放电容器端部上，具有 指向放电的电极尖端的电极系统保持在密封件内，其中所述密封件为管状的，并且尤其包 括毛细管，其中所述放电容器具有至少1.5的纵横比AV，其中所述放电容器具有金属卤化 物填充物，并且具有大于25W/cm2的壁负载，其特征在于，所述灯适用于借助纵向声调制工 作，其中所述放电容器的整个外表面OSUM的单位额定功率PS在17和22W/cm2之间的范围 内，而同时在所述外表面的在所述电极的所述尖端之间延伸的部分区域OH内的壁负载在 28和40W/cm2之间的范围内。
2.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，用于冷却所述端部并位于OH外部的 表面OK总计为OH的60%禾口 100%之间，优选75%禾口 100%之间。
3.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，在所述两个毛细管的表面OC和所述 放电容器的所述表面OSUM之间的比例在15 %和35 %之间。
4.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，所述放电容器的所述整个内表面的 所述单位额定功率为30至42W/cm2。
5.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，在所述放电容器的中点和在所述端 面的高度上的点S之间的温度的梯度TE为15. 5至19K/mm。
6.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，在所述毛细管的基点和所述毛细管 的端点之间的温度的梯度TC在34和41K/mm之间。
7.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，所述端部区域的所述表面OK的至少 一部分用OTR涂层涂覆，或者设有扩大表面的结构，尤其是设有翅片或肋。
8.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，所述放电容器含有具有金属卤化物 的填充物，所述金属卤化物选自Na的碘化物、Tl的碘化物、Ca的碘化物、稀土金属(SE)的 碘化物中的一个或它们的组合。
全文摘要
一种高压放电灯，具有陶瓷放电容器，所述陶瓷放电容器具有至少1.5的纵横比。为了借助声共振工作，在电极的尖端之间延伸的部分区域的外表面的壁负载为28至40W/cm2，并且同时确保所述放电容器的整个外表面的单位额定功率为17至22W/cm2，不包括毛细管或阻塞件。
文档编号H01J61/82GK102057460SQ200980120749
公开日2011年5月11日 申请日期2009年5月28日 优先权日2008年6月3日
发明者克劳斯·施托克瓦尔德, 帕特里克·穆勒, 赫伯特·魏斯 申请人:奥斯兰姆有限公司