专利名称：金属卤化物灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属卤化物灯，更具体地说涉及具有高效率的金属卤化物灯。
背景技术：
由于人们对用于室内和室外照明的节能照明系统的日益增加的需要，因此一直在研究用于一般照明的具有较高发光效率的灯。一种具有较高发光效率的灯是越来越广泛地用于室内和室外照明的金属卤化物灯。这种灯大家十分熟悉，它包括密封在一对封闭且彼此间隔开的电极周围的、透光的电弧放电室，通常进一步还包括适当的活性材料比如惰性启动气体和特定摩尔比率的一种或多种可离子化的金属或金属卤化物或者两者。它们可能是功率相对较低的灯，这种灯通过提供启动电压和在随后操作中的电流限制的磁性或电子镇流器电路、在通常120伏特rms的电位下在标准的交流照明插座内工作。在发光效率、显色性和色彩稳定性方面，这种灯相对于其它类型的高压放电灯的优良性能是它们被广泛使用的原因。
这些的更好的性能是由于如下的原因可用于陶瓷电弧放电管陶瓷材料的操作温度比使用石英材料电弧管的灯所实现的操作温度更高，以及相比由氧化物形成的石英管，其中加热该氧化物使其粘度可允许其被压紧到所提供的电极上，利用烧结粉末预先在模具中压制并提供用于准备插入的电极的预制孔而形成的陶瓷管，可实现更加精确的尺寸控制，该磨具用于形成电极的预制孔以方便插入。考虑到灯在运行中在这种内部间隙中发生的极端情况，在多晶氧化铝(PCA)陶瓷管和两个彼此间隔开的通道电极之间实现的密封是这个灯在基本时间周期上成功操作的关键，所述的每个电极从由灯的边界壁形成的灯管的内部的密封间隙延伸到灯管的外部。
高压钠灯利用铌作为在室的内部和室的外部区域之间延伸的放电室通道电极的电极材料，因为它的热膨胀系数(TCE)与多晶氧化铝的热膨胀系数非常匹配。通过由混合的金属氧化物形成的陶瓷密封烧料将这种电极连接到多晶氧化铝，这种烧料的热膨胀系数类似于多晶氧化铝和铌的热膨胀系数。在灯运行的过程中这种密封烧料也能够抵抗铌在放电室中产生的高温下的腐蚀性。
但是，这种结构并不适合于具有陶瓷电弧放电室的金属卤化物灯，因为其中卤化的金属盐对铌和使用的密封烧料都具有腐蚀作用，这种放电室在用于金属卤化物灯通常是更低的冷点温度下，由于卤化物的更大的化学活性的缘故，这种腐蚀性更大。因此，为克服涉及在金属卤化物灯中使用的陶瓷电弧放电管中的通道电极的密封问题，已经尝试了多种变型方案。
耐火金属(比如钼、钨、铂、铑、铼，等)都能够在灯运行的过程中抵抗卤化物的腐蚀性，并且都可以用作通道电极的材料。但是，如下表所示，它们通常具有比多晶氧化铝的热膨胀系数更低的相应的热膨胀系数。由于在每种灯的运行过程中和在灯的工作寿命内的热循环的缘故，在电弧放电管本体中的通道电极和陶瓷材料的热膨胀系数之间的较大差别导致了在金属通道电极和它们设置在其中的陶瓷电弧放电管本体之间的分离。这些分离使在电弧放电管封闭的间隙中产生密封裂纹的蒸汽泄漏，甚至在这些电极附近的管本身开裂，由此导致电弧放电管的密封性损失。
表通常使用的或可能使用的金属卤化物灯材料的热膨胀系数
通常，用于电弧放电管本体中密封通道电极的密封方法可以分为四类一使用密封烧料、烧结在电极周围的管体、使用与在其一侧上的电极的热膨胀系数与在另一侧上的本体的热膨胀系数基本匹配的分级的热膨胀系数密封、以及一起使用新型电弧电管材料。在这些方法种类中某些方法在实际中相重叠(例如，使用分级的填料通过烧结实现密封)。
在附
图1中示出了在目前形成在用于作为预制的壳体结构的被封闭或被包含的区域周围的陶瓷金属卤化物灯的典型陶瓷电弧放电管20，这种封闭的区域包含各种可离子化的材料，并包括在灯运行期间发光的金属卤化物和启动气体比如氩或氙。在用于管20的这种结构中，一对多晶氧化铝、相对较小的内径和外径截断圆柱壳体部分或小直径管21a和21b每个都同心连接到在中心孔周围的一对多晶氧化铝端部闭合盘22a和22b中相应的一个，以使开口通路延伸过每个小直径管及其所连接的盘中的孔。这些端部闭合盘每个都连接到形成为相对较大的直径截断的圆柱壳体的多晶氧化铝管25的相应的一端，以在封闭的区域周围提供原生电弧放电室。电弧放电管20的这些不同的部分通过如下形成将氧化铝粉末压制成所需的形状，随后烧结压坯以便由此提供预制部分，并将各种预制部分通过烧结连接在一起以得到所需尺寸的预制单体。因此，结果形成了从电弧放电管20之外的区域到在陶瓷电弧放电管20内封闭的初级室区域的两个通路，每个通路沿着具有所选择的直径的对应一个通路并延伸过预制的小直径管和端部闭合盘。由此形成的通道每个都容纳相应的通道电极结构。在灯运行的过程中这种结构在小直径管的密封区域中形成了低温，这是因为电极结构的端部延伸过小直径管，进入闭合室一段重要的间距，由此使它们以及它们之间产生的放电电弧远离在放电管20的端部上的小直径管中的密封区。
在这些通路的每个通路中的电极结构提供在三部分中，在左边电极结构中包括小直径外部铌棒26a，在小直径管21a中该铌棒26a由陶瓷密封烧料27a包围，但除了通过对焊连接到中部的钼或金属陶瓷棒29a的部分以外，这个铌棒从小直径管延伸到电弧放电管20的外部。在右边电极的结构中包括小直径外部铌棒26b，在小直径管21b中该铌棒26b由陶瓷密封烧料27b包围，但除了通过对焊连接到中部的钼或金属陶瓷29b的部分以外，这个铌棒类似地从小直径管延伸到电弧放电管20的外部。在左边电极结构的另一端，小直径内部钨棒31a设置在棒29a一端的附近并从小直径管21a延伸进电弧放电管20的封闭区域。电极线圈32a安装在电弧放电管20的封闭区域中的棒31a的端部上。类似地，在右边电极结构的另一端，小直径内部钨棒31b设置在棒29b一端的附近并从小直径管21b延伸进电弧放电管20的封闭区域。电极线圈32b安装在电弧放电管20的封闭区域中的棒31b的端部上。
由于在其上分别安装了电极线圈32a和32b，钨棒31a和31b必需设置在小直径管21a和21b中的相应的一个中，并延伸进在电弧放电管20中的封闭区域，在电弧放电管20的制造已经完成之后，延伸过预制的小直径管和端部密封盘的通路的直径必需具有超过电极线圈32a和32b中的相应一个的外径的内径。结果，在钨棒31a和31b的外部表面和小直径管21a和21b的内部表面之间存在基本环形的间隙，这个间隙通过提供围绕钨棒31a和31b的相应部分并与其相对的钼线圈34a和34b而被部分地占据，并且这个间隙延伸到周围并连接到棒29a和29b的相应的部分以形成与其的互连并减小在这些区域中的金属卤化盐的冷凝作用。这些互连也可以通过对焊形成。因此，形成了右边电极结构35a和左边电极结构35b。
电极结构35a和35b在密封区中具有“折衷”的特性部件，这些部件在铌棒26a和26b的外部，这些铌棒提供了与多晶氧化铝非常好的热膨胀匹配，但在运行的过程中也受到在电弧放电管20内的金属卤化物的化学腐蚀。这些外部部件在每个电弧放电管20内所暴露的长度必需受到限制，由此要求在它和钨电极之间存在电极结构的桥接的中部部分(通常为钼或金属陶瓷棒)。还必需注意的是，要确保熔化的密封烧料完全在铌棒周围流动并超过它，由此在铌棒上形成抗由卤化物引起的化学反应的保护性表面。在小直径管内的烧料流动长度需要非常精确地控制。如果烧料的长度较短，则铌棒受到卤化物的化学腐蚀。如果这个长度过长，则在烧料和超过铌棒的固态中部的钼、钨或金属陶瓷棒之间的较大的热失配导致在该位置上在密封烧料或多晶氧化铝中的开裂。这些电极结构的结构复杂并且要求沿其进行对焊或压接，这种结构也需要严格地监测上述的密封过程。如果铌在密封位置上具有某些其它的替换材料，则可以简化电极制造和随后所使用的密封过程，并使其在运行的过程中更耐卤化物的化学腐蚀。
在相应的小直径管的多晶氧化铝和相应的铌棒之间实施密封的过程中混合的金属氧化物的陶瓷密封烧料27a和27b，比在高压钠灯中使用的金属氧化物具有更强的抗卤化物腐蚀性。但是，虽然具有这种抗蚀性，这种密封烧料仍然不能免于化学腐蚀。因此，在密封位置上消除铌会使在小直径管内的密封烧料最小且不要求严格的暴露长度成为可能。
当然在这种结构中，已经使用了利用不同的密封方法的陶瓷金属卤化物灯的其它陶瓷电弧放电管结构。这些方法比如包括如下的方法将多晶氧化铝直接烧结到电极结构，使用金属陶瓷和分级的热膨胀系数密封，或者甚至使用使管本体直接密封到单材料电极(比如钼或钨)的新型电弧放电材料。已经出现了偶尔使用金属陶瓷替代铌的灯。但这些替换方法仍然不能够在如下的几方面显示出综合的优点改进的灯的性能，降低成本，或者与已有的灯的工厂制造过程相兼容。
在进一步的变型方案中，已经使用了用于陶瓷金属卤化物灯的替代材料部分的电极结构。如附图2A至2C中所示，正如从相应的电极结构35aI或35bI中可以看出，最重要的变化包含替换在附图1的电极结构35a和35b中的小直径管的密封区域中的一部分铌棒或金属陶瓷棒的扁平的钼箔片。在附图2A的完整电极结构视图中，铌棒26a或26b再次提供在电极结构35aI或35bI(可替换的是钼)中，但这个棒通过平钼箔片36连接到中部钼或金属陶瓷棒29a或29b，并焊接到铌棒和中部棒，在附图2B的截面图也示出了这些。如前文所述，通过环形间隔填充线圈34a或34b(它也包绕在其附近)将中部棒的另一端连接到钨电极棒31a或31b。
在如附图1所示作为一个电极结构设置时，钼箔片36与密封烧料27a或27b和小直径管的多晶氧化铝21a或21b形成密封，并且为减小热应力选择或小于0.05mm的厚度。通过如下的方式进一步减小在密封烧料中直角终止边缘产生的应力通过这些边缘斜切到成斜面的边缘钼箔片36I中的所示的一点，如附图2C的截面视图所示。改善钼箔片的机械和热特性的进一步措施是与金属氧化物颗粒比如氧化钇掺合。通过给该箔片增加一定的粗糙度(例如通过喷沙或化学蚀刻实现)也能够在密封的过程中改善其与烧料的粘附力。
但是，如果具有这种结构所允许的厚度的箔片能够提供足够的电流传输能力，则附图2A至2C的电极结构35aI或35bI要求钼箔片36aI或36bI比延伸过通用于电弧放电管20的典型尺寸结构的预制小直径管21a或21b和端部闭合盘22a或22b的通路的直径更宽。但这些通道的直径并不能增加，因为增加意味着小直径管的外径也必须增加以保持足够的管壁厚度，由此增加这些小直径管的热容量，这就可能改变电弧放电管20的操作条件或者要求重新设计。结果，如果要保留电弧放电管20通用的结构，则使用附图2A至2C的电极结构35aI或35I需要在每个小直径管21a和21b的壁上跨越到另一小直径管的缝隙以在其中容纳钼箔片36或36I。因此，在电弧放电管20中设置所需的电极结构，该电弧放电管20不增加这种通用结构的改进成本。
因此所构造的钼箔片的机械强度较差。因此，导电部件产生了变形。结果，连接到钼箔片的电极部分的端部部分不可能设置在放电室内所需的位置。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种金属卤化物灯，该金属卤化物灯包括包括一其中密封有可离子化材料的放电室和从该放电室中伸出的小直径管的放电管；以及插入所述小直径管中并以密封烧料密封的电极结构，该电极结构的一端设置在放电室中。以密封烧料密封的电极结构的一部分包括通过弯曲导电薄片形成的导电部件。
在本发明的一种实施例中，电极结构可以包括第一电极部分，该第一电极部分的一端连接到导电材料，该第一电极部分的另一端设置在放电室中。
在本发明的一种实施例中，导电部件的至少一部分可以延伸到小直径管的外部。
在本发明的一种实施例中，电极结构可以包括第二电极部分，该第二电极部分通过导电部件连接到第一电极部分。
在本发明的一种实施例中，第二电极部分的至少一部分可以设置在小直径管的外部。
在本发明的一种实施例中，导电部件的至少一端可以具有最大开口范围。
在本发明的一种实施例中，导电部件可以是管的形式。
在本发明的一种实施例中，导电部件可以具有垂直于小直径管的纵向轴线的、并且基本为C形的截面。
在本发明的一种实施例中，可以通过弯曲导电薄片以使导电部件呈螺旋曲线形而形成导电部件。
在本发明的一种实施例中，可以通过弯曲导电薄片以使导电部件呈螺线形而形成导电部件。
在本发明的一种实施例中，导电部件可以由多个导电薄片构成。
在本发明的一种实施例中，电极结构可以设置在由导电部件包围的区域内，并包括具有基本等于小直径管的热膨胀系数的热膨胀系数的部件。
在本发明的一种实施例中，导电薄片可以具有边缘部分，并且该边缘部分的至少一部分可以具有这样的一部分该部分的厚度朝导电薄片的边缘变得更薄。
在本发明的一种实施例中，导电薄片的最大厚度可以是0.01mm至0.05mm。
在本发明的一种实施例中，导电薄片的主要成分可以是钼。
因此，在此所描述的本发明的优点在于提供了一种不会出现故障的低成本的金属卤化物灯。
通过阅读下文参考附图的详细描述，本发明的这些优点和其它的优点对于本领域的普通技术人员来说是显然的。
附图描述附图1所示为电弧放电管的剖面侧视图，附图2A、2B和2C所示为在电弧放电管中使用的电极结构及其部分的侧视图，附图3所示为在电弧放电管中使用的本发明的电极结构的侧视图，附图4所示为附图3的电极结构的一部分的侧视图，附图5所示为附图3的电极结构的一部分的变型实施例，附图6A、6B、6C和6D所示为附图3的电极结构的一部分的进一步的变型实施例的侧视图，附图7A、7B、7C、7D和7E所示为附图3的电极结构的一部分的进一步的变型实施例和附图3的电极结构的另一部分的变型实施例的截面的剖面侧视图。
具体实施例方式
如下的要求是难以满足的与在附图1中所示的电极结构一起使用的密封烧料足够地延伸到一定的程度以使沿中部钼或金属陶瓷棒覆盖铌棒，但尚未到随着温度的热膨胀失配导致密封烧料或小直径管或两者开裂的程度。因为钼棒在热膨胀系数方面与小直径管的多晶氧化铝的热膨胀系数十分匹配，所以希望铌棒被保持并且被密封烧料充分覆盖以保护它不受由在运行过程中的卤化物腐蚀的影响。
因此，必须减小在小直径管中沿电极结构的密封烧料延伸所要求的精度以避免在电极结构中部钼或金属陶瓷棒附近中的密封烧料甚至小直径管的开裂。这种开裂可能由于在运行过程中因为在该中部棒和密封烧料和小直径管两者之间的热膨胀系数失配所引起的热变化造成。在将该棒焊接到在其任一侧上的钨和铌棒上的过程中，中部棒的圆柱形的大部分优点都能够保持，同时通过使用薄导电体或使用某些其它的薄壁变型结构(而不是棒或棒的一部分)减小由温度变化引起的热应力，这种薄导电体比如有由薄圆柱壳体的一部分或足够柔软得可用于提供螺旋包绕外壳的薄簧片形成的金属箔片。这种结构能够提供足够的箔片材料以传输所需的电流负载而不改变在普遍使用的放电管中的普通使用的小直径管，并进一步提供开口内部间隙以将钨和铌棒或中棒的一部分以及在其中和附近的密封烧料一起容纳在其中。
对于所形成的这种箔片结构，使用薄的且通常是柔性的导电体比如金属箔片或薄片或导电条可以导致极大地降低随温度变化的热应力，因为它允许箔片更容易地随着在电极结构中温度的变化而产生轻微的位置变化，包括允许弹性和热塑变形，由此减小在附近的密封烧料中的应力，否则从这些密封烧料中可能产生应力。这样的结果在许多情形下可以通过类似于使用在附图2的电极结构中的平整的或几乎是平整的箔片(薄导电片)的成形箔片的补充处理来改善，这些处理包括使箔片边缘逐渐变细以使箔片边缘部分的至少一部分朝箔片边缘变得更薄，给箔片掺合金属氧化物颗粒和给箔片的表面形成一定的粗糙度。
在附图3的侧视图中的电极结构35aII或35bII中示出了这种电极结构的实施方式，这种电极结构适合于标准商用150W陶瓷金属卤化物灯。再次看到电极结构35aII或35bII，也就是在这种具有所形成的管状箔片38a或38b的电极结构中，具有铌棒(作为变型也可以是钼)26a或26b，并且通过使每个都有一部分插入到在其开孔中所形成的成形箔片38a或38b的对应的端部中，从而将这个棒连接到中部钼或金属陶瓷棒29a或29b，在该开孔中每个焊接到该箔片。如前文所述，中部棒的另一端设置在钨电极棒31a或31b和环形间隙填充线圈34a或34b的附近，并将它们连接在一起，同时也包绕在其附近。
如附图4所示，所形成的箔片38a或38b通过如下步骤形成弯曲带状或延伸的薄片状的金属包绕箔片，这种箔片的带或薄片厚度小于0.05mm(通常0.025至0.028mm厚度)，并且带或薄片的宽度为3mm或更小(通常2至3mm宽)。箔片的厚度优选为0.01mm至0.10mm，更为可取的是0.01mm至0.05mm。如果箔片的厚度小于0.01mm，则在形成箔片的过程中箔片可能断裂。如果箔片的厚度大于0.10mm，则可能不能够降低热应力。所形成的箔片38a或38b通过如下的方式形成使这种带状或长片状金属箔片以一定的方式包绕以使带或薄片的纵向中心线在它的大部分长度范围上具有三维螺旋空间曲线，这种曲线在它的大部分长度范围上导致了直径稍稍小于1mm但长度大约为7mm的内部开孔。心轴可用作包绕带状或长片状金属箔片的形式，如果需要的话，然后在已经完成了成形箔片之后删除它。示出了成形箔片38a或38b的剩余部分在它的其余长度上(而不是符合螺旋的带状或长片中线)以朝外盘旋以形成朝外扩口39a或39b，以在电弧管密封处理的过程中改善烧料，虽然这种扩口是不需要的。箔片由钼制成，但并不要求纯钼。箔片可以包含钼作为主要的成分。但是，所形成的箔片的主要成分并不限于钼，也可以是钨、铂、铑、铼等，它们都是抗卤素的。
在前述的电极布置结构的一种变型中，钼棒29a和29b中的一个或两者都可以省去，并由通过延伸钨棒31a和31b中的相应的一个以使它的延伸端处于成形箔片38a和38b中的相应的一个的端部或直接焊接在其中而替换它。在钨棒31a和31b中的延伸的一个的长度自然会增加，但钼线圈34a和34b仍然能够包绕在钨棒的一部分上以减小在它们和在小直径管21a和21b中相应的一个中的多晶氧化铝壁之间的环形空隙。在与钨棒31a和31b最近的端部相对着的另一端上成形箔片38a和38b可以在长度上延伸以给这些相对的端部提供成形箔片，这些相对的端部延伸过小直径管21a和21b的相应的端部，由此在相应的电极结构中省去铌棒26a和26b中的相应的一个。
附图1的混合的金属氧化物密封烧料27a和27b通过如下的方式仍然可用于分别在小直径管21a和21b中的电极结构35aII和35bII的密封通常在1500℃至1600℃下将这些混合物熔化并将熔化物送入在电极结构35aII和35bII周围的小直径管21a和21b以在成形箔片38a和38b的至少一部分的内部和外部流动。即使在所形成的箔片38a和38b和烧料和小直径管之间的热膨胀系数实质上失配，具有更小的质量和更窄的截面面积的薄箔片仍然能够在箔片中产生相对更小的热应力，因此在周围的烧料和小直径管中，特别是如果具有斜切的边缘，则这些部件尺寸随温度变化的变化会有不同。因此，如上文所示，由于这种箔片更容易移位和变形(弹性地或塑性地)，从而实现了相对较低的应力结果。此外，在密封的过程中这些密封烧料熔化并在小直径管中成形箔片匝之间流动，并且也在这种适当位置密封所形成的箔片的孔中流动。因此，通过将其周围密封的烧料密封在小直径管中而将这种形成的箔片形成为层状结构，因此得到了很好的密封性。此外，密封烧料的材料填充并密封在其外端(包括在这些端部上的扩展部分)上成形箔片的内部以很好地保护在其中提供的任何铌棒。
有多种不同的结构，在提供成形箔片38a或38b的过程中成形箔片可以形成在这种结构中以装配在延伸过在普遍用于电弧放电管20(如附图1所示)中的典型尺寸的结构的预制小直径管21a或21b和端部封闭盘22a或22b的通道中，由此提供电极结构。即使作为平整的薄片的箔片的宽度或长度和宽度超过这些通道的直径或其它的截面开口长度，通过在箔片表面上引入适合的曲率，可以提供这些各种变型的结构。因此，在另一实施例中，厚度小于0.05mm、宽度小于5mm和长度大约为10mm的起初平整的箔片被卷起，因此薄片的中线在它的大部分长度上呈二维圆形曲面，最后所形成的箔片38aI和38bI近似圆柱壳体，如附图5所示。这种形成的箔片在它的壳形结构中带有开口内孔，并具有稍微小于1mm的直径和大约10mm的长度。如先前的情况一样完成电极结构的组装。在此密封烧料再次流到由钼形成的箔片的内部和外部表面并附着在其上，并也填充在其顶端上。所形成的箔片38aI和38bI的斜切边缘在最大的气密完整性的密封长度上延伸，因为它们用于所形成的箔片38a和38b。
适合于装配在延伸过预制的小直径管和端部盘的成形箔片的其它适合的几何结构在组装或制造或这两个过程中能够提供相应的不同的制造优点的组合。因此，附图6A所示为所形成的箔片38aII和38bII的端部侧视图，这种成形箔片38aII和38bII是附图5的成形箔片38aI和38bI的多重包绕形式(通过螺线地弯曲所形成的箔片)。这种几何结构用于替代或部分替代钼线圈34a和34b以填充在相应的小直径管中设置的相应的电极结构周围的某些环形间隙，由此减小填充该间隙所需的密封烧料27a和27b的用量。
在另一方面，可能因为更厚的缘故，由于更不容易包绕箔片，在附图6B中所示的成形箔片38aIII和38bIII的端部视图是附图5的成形箔片38aI和38bI的部分或不完整地包绕形式，其中沿所形成的箔片的长度留下开口侧，并也使密封烧料允许更加容易地流入其内部。在附图6B中所示的所形成的箔片的变型中，在端部视图中可见的箔片曲率不需要呈圆形通路，相反，仅通过将箔薄片折叠成具有在附图6C中所示的开口通道结构类型的所形成的箔片38aIV和38bIV，可以形成侧面开口的所形成的箔片。这种所形成的箔片制造相对简单。在这种所形成的箔片具有基本C形的情况下，密封烧料流进它的一侧的开口中。结果，密封烧料能够容易地填充所形成的箔片的内部部分。
在甚至比附图6B中所示的情况更加不容易地包绕的箔片的情况下，部分包绕可减小到小于半圆，这种所形成的箔片对38a1III和38b2III可提供在附图6D中所示的相应的小直径管中的对应电极结构中。所形成的箔片由三个或更多的箔片构成。因此特定的几何结构的选择取决于可用的材料的特性和可用的制造过程。
这种所形成的箔片的几何结构可能具有周围的成形箔片的孔，或者如果不完全在其附近则通过将相邻的箔片表面充分弯曲而提供的成形箔片的内部，并在其中包括间隙填充棒。这种棒具有与密封烧料27a和27b和小直径管的热膨胀系数类似的热膨胀特征和在化学上能够抵抗在运行过程中在电弧放电管20中存在的蒸汽卤化物的同时能够抵抗灯密封和运行温度。这种用于所形成的箔片的内部棒的材料的实例是氧化铝，氧化铝也适合于用作形成在其附近的所形成的箔片的心轴，然后在适当的位置上留在设置于相应的小直径管中的相应的电极结构中。在任何情况下，在通过密封烧料设置在相应的小直径管中的相应的电极结构中作为在该小直径管中的该电极结构的密封之后，将这种棒密封到所形成的箔片的内壁。特别是在较大的孔形放电管中，这种结构有助于控制冷点温度，因为可以防止可蒸汽化的卤化物冷凝物停留在所形成的箔片内的烧料未填充的区域中。
该成形箔片35aII和35bII的外部部分或外部部分26a和26b也可以为具有成形箔片的这些变型中的某些变型的不同形式。因此，上述的铌棒26a和26b也可以是管状或所形成的箔片的结构，在这种密封所涉及的高温下，如果在通过密封烧料27a和27b分别将外部部分密封在小直径管21a和21b中的相应的一个中之前将它们提供在成形箔片35aII和35bII的相应的一个中，则可替换的是它们也可以是高熔点的金属比如钛或钼。如果在已经将另一电极部分密封在小直径管21a和21b的相应的一个中之后将外部部分26a和26b提在成形箔片35aII和35bII的相应一个中，则可以使用低熔点温度金属比如不锈钢或镍以替换它们。有利的是，选择用于这些电极外部部分26a和26b的材料仍然包含掺杂的材料(例如金属氧化物颗粒比如氧化钇和金属)，以改善这种特性，因为所形成的外部部分的掺杂材料能够更好地与周围的密封烧料匹配以提高在其间的附着力，并且使附着力更强以便在机械或热负载下不易弯曲。一种适合的外部部分结构使用具有掺锆的铌棒。
附图7A至7E所示为电极结构的外部部分的某些变型的侧面剖视图，在这些实例中，附图7A至7E仅示出了具有电弧放电管20的附近部分的小直径管21b，该电弧放电管20包括与管25的一部分连接的端部封闭盘22b和在其中提供的电极结构35bII，因为在小直径管21a中其它的电极结构可以是完全一样的结构。附图7A的电极结构35bII具有包括钨棒31b和钼线圈34b的第一电极部分、包括铌棒26b的第二电极部分和连接第一和第二电极部分的导电部件的成形箔片38b。所形成的箔片38b具有在焊接到铌棒26b的一个端部上的包绕部分和在焊接到铌棒26b的另一端部上的端部包绕部分，该端部包绕部分全部或几乎全部包含在小直径管21b内。在熔化混合的氧化物烧料以流到所形成的箔片38b的周围、在其内部和外部的侧面上和在铌棒26b的周围而形成密封之前完成这种组装，所得的固态的密封烧料27b提供在所形成的箔片27b的内部和外部，以使密封烧料27b填充在所形成的箔片38b和小直径管21b的壁之间的间隙，并在棒26b的周围的小直径管21b的端部上留下大致近似半球形的固体烧料盖(根据熔化的烧料的粘度和其它的相关的因素，可能更象回转体的锥形表面)。在附图7B中，加长的成形箔片38b的端部包绕部分焊接到位于小直径管21b外部的背部设置(set back)的铌棒26bI，并且随后混合的氧化物烧料被熔化以流到所形成的箔片38b的周围、在其内部和外部的侧面上和这个铌棒的周围，所示的铌棒设置成焊接到在小直径管21b的端部上近似半球形固态烧料盖中的成形箔片38b。
如果所形成的箔片38b进一步加长以使在小直径管21b之外实质进一步超过在小直径管21b的端部上的近似半球形固态烧料盖，在电极结构35bII的其余部分与在小直径管21b中的密封烧料27b的密封已经完成之后，电极结构外部部分能够组装到所形成的箔片38b。在这种情况下，可以使用更低熔点的温度材料替代用于这种外部部分的铌，比如不锈钢或镍。这种外部部分是棒或箔条，在附图7C中示出了使用棒形外部部分26bII的所得的电极结构。通过在附图7D所示的所形成的箔片38b的孔中包括氧化铝棒40可以实质地增加电极结构35bII的机械强度。此外，棒40可以用作心轴，在该心轴周围形成所形成的箔片38b，然后在部件组装在电极结构中时在适当的位置上留下。在附图7D所示的实施例中，所示的氧化铝棒40为在由导电部件所包围的区域内设置的部件。该部件的材料并不限于氧化铝。具有基本等于该小直径管的热膨胀系数的热膨胀系数的任何材料都可以用于该部件。
附图7E所示为根据本发明的另一实施例的金属卤化物灯的结构。
附图7E的实施例与附图7C的实施例的不同之处仅在于附图7E的电极结构35bII不包括铌棒，而附图7C的电极结构35bII包括铌棒。
在本实施例中，使用所形成的箔片38b替代铌棒。所形成的箔片38b是所形成的箔片的多重包绕形式。因此，所形成的箔片38b的强度能被提高到使用所形成的箔片38b替代铌棒的程度。
在上述的实施例中，解释了包括第一电极部分、第二电极部分和导电部件的电极结构(附图7A至7D)和包括第一电极部分和导电部件的电极结构(7E)。但是本发明并不限于这些实施例。只要包括下列特征的任何金属卤化物灯都在本发明的范围内插入在小直径管中并以密封烧料密封的电极结构，其中电极结构的一端设置在放电室内，并且以密封烧料密封的电极结构的一部分包括由弯曲薄的导电片所形成的导电部件。
因此，本发明可以提供一种没有故障的低成本的电弧放电的金属卤化物灯。
虽然参考优选的实施例已经描述了本发明，但是本领域的普通技术人员会认识到在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以对本发明的形式和细节作出改变。
权利要求
1.一种金属卤化物灯，包括包括一其中密封有可离子化材料的放电室和从该放电室中伸出的小直径管的放电管；以及插入所述小直径管中并以密封烧料密封的电极结构，该电极结构的一端设置在该放电室中，其中以密封烧料密封的电极结构的一部分包括一通过弯曲导电薄片形成的导电部件。
2.根据权利要求1所述的金属卤化物灯，其中电极结构包括第一电极部分，该第一电极部分的一端连接到所述导电材料，该第一电极部分的另一端设置在所述放电室中。
3.根据权利要求1或2所述的金属卤化物灯，其特征在于，所述导电部件的至少一部分延伸到所述小直径管的外部。
4.根据权利要求2所述的金属卤化物灯，其特征在于，电极结构包括第二电极部分，该第二电极部分通过所述导电部件连接到所述第一电极部分。
5.根据权利要求4所述的金属卤化物灯，其特征在于，第二电极部分的至少一部分设置在所述小直径管的外部。
6.根据权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征在于，导电部件的至少一端具有最大开口范围。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的金属卤化物灯，其特征在于，导电部件的形状为管子。
8.根据权利要求7所述的金属卤化物灯，其特征在于，导电部件具有垂直于所述小直径管的纵向轴线、并且基本为C形的截面。
9.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的金属卤化物灯，其特征在于，通过弯曲所述导电薄片以使导电部件呈螺旋曲线形而形成导电部件。
10.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的金属卤化物灯，其特征在于，通过弯曲所述导电薄片以使导电部件呈螺线形而形成导电部件。
11.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的金属卤化物灯，其特征在于，所述导电部件由多个导电薄片构成。
12.根据权利要求1、2、4、5、6或8所述的金属卤化物灯，其特征在于，电极结构设置在由导电部件包围的区域内，并包括一具有基本等于所述小直径管的热膨胀系数的热膨胀系数的部件。
13.根据权利要求1、2、4、5、6或8所述的金属卤化物灯，其特征在于，所述导电薄片具有边缘部分，并且该边缘部分的至少一部分具有这样的一部分该部分的厚度朝导电薄片的边缘变得更薄。
14.根据权利要求1、2、4、5、6或8所述的金属卤化物灯，其特征在于，所述导电薄片的最大厚度是0.01mm至0.05mm。
15.根据权利要求1、2、4、5、6或8所述的金属卤化物灯，其特征在于，所述导电薄片的主要成分是钼。
全文摘要
本发明提供一种没有故障的低成本的金属卤化物灯。该金属卤化物灯包括包括在其中密封有可离子化材料的放电室和从该放电室中凸伸出的小直径管的放电管，以及插入在小直径管中并以密封烧料密封的电极结构。该电极结构的一端设置在放电室中。以密封烧料密封的电极结构的一部分包括一通过弯曲导电薄片形成的导电部件。
文档编号H01J61/00GK1471128SQ0314890
公开日2004年1月28日 申请日期2003年6月24日 优先权日2002年6月24日
发明者凯利·蒂莫西·李, 拉维·贾甘纳坦, 朱惠玲, 凯利 蒂莫西 李, 贾甘纳坦 申请人:松下电器产业株式会社