专利名称：一种高压汞蒸气放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高压汞蒸气放电灯，包括抗高温材料制成的外壳，其中设有钨制成的两个电极，和放电空间中的填充物，其主要由操作条件下自由运动的汞，稀有气体和卤素组成。
背景技术：
一种德国专利DE 38 13 421 A1公开的高压汞蒸气放电灯，带有卤素的循环过程，以避免壁变黑，这种灯可用作视频和数据投影仪的光源。灯只有不变黑，才能实现长点燃时间。通过添加卤素到填充物中可实现长点燃时间，可防止从电极蒸发的钨沉积到外壳壁上。由于与灯外壳和电极材料发生反应，添加的卤素含量在点燃过程有损失，这中断了卤素循环。灯用大量卤素进行填充将导致开始点燃时出现气相的高浓度卤素，造成更多的电极腐蚀和更短的点燃时间。
发明内容
因此，本发明的目的是长时间保证气相的卤素浓度平衡。
本发明提出的一种高压汞蒸气放电灯实现了这个目的，该放电灯包括抗高温材料制成的外壳，其中设有钨制成的两个电极，和放电空间中的填充物，其主要由操作条件下自由的汞，稀有气体和卤素组成。根据本发明，外壳包括除放电空间外的第二空间，第二空间连接到放电空间。在第一点燃阶段，汞蒸发并收集在第二空间。如果空间位置选择适当，一部分汞填充物将冷凝在第二空间形成液体汞，第二空间还可称为中空空间，液体汞在操作期间不能再次蒸发。一部分充填卤素以卤化汞的形式溶解在液体汞中。
虽然卤化汞在室温下不溶于汞，但令人惊奇地在200℃以上出现溶解相。卤化汞的溶解相可作为点燃灯中气相的卤素浓度的储存或缓冲。在这种情况下，溶液上的离解压力确定了气相中的卤素蒸气压。其结果是，灯含有卤素缓冲，即液体或固体卤素储存，其可在气相出现卤素损失的情况下提供循环过程所需的卤素量。
第二空间的体积在液体汞填充物体积的0.5％到40％之间，最好是在1％到10％之间。汞的主要部分因此保留在放电空间，不在第二空间中冷凝，使灯的操作压力得到保持。因此储存的体积很小，整个汞填充物中只有很小部分在第二空间冷凝。
简单地讲，第二空间设置于电极引线贯穿件，这样其温度在灯点燃时低于放电空间的壁的最冷点。
第二空间最好设置在所述电极杆的内端，或设置在电极杆的侧面。由于距放电空间一定距离，溶解相储存的温度可选择具有足够的卤化汞溶解，溶液相上的离解压力在导致最佳卤素迁移循环的范围内自身调节。放电空间和中空空间通过毛细管或槽互相连接，以便这两个空间可实现压力和浓度平衡。一般地，毛细管，裂口或槽会在生产过程中在电极杆附近出现，可用于连接。灯的外壳容纳有一个或多个连接到放电空间内部体积的第二中空空间，第二空间还可称作外壳内部空间，灯操作时其温度比放电空间内壁上的最冷点还要低，使得该部分的汞充填物可以冷凝。
对于用于视频和数据投影仪的灯，最好测量汞填充物，使得操作时内部空间保持超过0.15毫克/每立方毫米的汞含量。如果要达到最有利的发射压力，操作时这些灯中的汞蒸气压必须非常高，这只有在外壳非常小时才能实现。灯含有的汞填充物超过0.15毫克/每立方毫米。
一般地，使用的卤素是溴，其在每立方毫米内部空间的填充量为10-6到10-1μmole之间，最好在10-5到10-2μmole之间。
本发明的这些和其他方面将参考下面介绍的实施例进行说明，产生更清楚的了解。
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图1是显示带有两个位于电极杆端部的中空空间的高压汞蒸气放电灯的顶视截面图；图2是显示带有位于电极杆侧面的中空空间的第二高压汞蒸气放电灯的顶视截面图；和图3是显示带有位于电极杆旁边的中空空间的第三高压汞蒸气放电灯的顶视截面图。
具体实施例方式
图1显示高压汞蒸气放电灯1，设有石英玻璃外壳2，带有椭圆形外壳中心部分3，和两个外壳端部4，5，外壳端部还称作电极引线贯穿件。电极引线贯穿件4，5内分别设有钼箔6，7，用于在突出到外面的供电导线8，9和电极杆10，11之间真空密封和电连接。电极杆10，11设置了形成钨电极12，13的端部12，13，其突出到外壳中心部分3的放电空间14。电极引线贯穿件4，5设有中空空间15，16，其设置在电极杆10，11的端部17，18的钼箔6，7上。中空空间15，16用于储存，其体积小于填充的汞含量的10％。放电空间14通过壁19封闭。
图2显示第二高压汞蒸气放电灯21，设有石英玻璃外壳22，带有椭圆形外壳中心部分23，和两个电极引线贯穿件24，25。电极引线贯穿件24，25内分别设有钼箔26，27，用于在突出到外面的供电导线28，29和电极杆30，31之间真空密封和电连接。电极杆30，31设置了形成钨电极32，33的端部32，33，其突出到外壳中心部分23的内部34。电极引线贯穿件24设有中空空间35，其设置在电极杆30侧面和钼箔26的前面。中空空间35的体积小于填充的汞含量的10％。
图3显示第三高压汞蒸气放电灯41，设有石英玻璃外壳42，带有椭圆形外壳中心部分43，和两个电极引线贯穿件44，45。电极引线贯穿件44，45内分别设有钼箔46，47，用于在突出到外面的供电导线48，49和电极杆50，51之间真空密封和电连接。电极杆50，51设置了形成钨电极52，53的端部52，53，其突出到外壳中心部分43的内部54。电极引线贯穿件44设有中空空间55，其设置在电极杆50旁边和钼箔46的前面。中空空间55的体积小于填充的汞含量的10％。设置了至少一个毛细管56或通道从中空空间55延伸到电极杆50，或直接延伸到放电空间54。
德国专利DE 3813421 A1介绍了一种最大压力汞灯，其中气相自由溴的浓度在10-4和10-6μmol/mm3之间。这个范围可保证最佳的卤素迁移循环。这对应于点燃灯中HgBr2所需的离解压力在大约0.4到40mbar之间。稳定的气相的卤素浓度最好接近下阈值操作灯，以使得电极腐蚀尽可能小。
德国专利DE 3813421 A1介绍的灯1，21用于实验序列，可用作视频和数据投影仪的光源，显示视频图象，储存空间15，16或35设置在电极杆10，11，30的一端17，18或侧面。填充物的氩作为起动气体，汞的含量每立方毫米内部体积为0.25毫克，溴的含量大约为1.5×10-4μmole/mm3。对储存空间15，16或35进行选择使得其小于10％填充汞的体积。储存空间温度在大约1000K时，离解压力为大约4mbar，完全蒸发时需要大约50mbar。
清楚地显示出的灯1，21具有比对应的无储存空间的参考灯更低的钨迁移速率和更好的长时间稳定性。在2000小时的点燃期间未发现气相的溴含量有明显的下降。
标记表1汞蒸气放电灯32电极2石英玻璃外壳33电极3外壳中心部分34外壳内部4电极引线贯穿件 35中空空间5电极引线贯穿件 366钼箔37电极的内端7钼箔38电极的内端8供电线 399供电线 4010 电极杆 41汞蒸气放电管11 电极杆 42石英玻璃外壳12 电极43外壳中心部分13 电极44电极引线贯穿件14 放电空间45电极引线贯穿件15 中空空间46钼箔16 中空空间47钼箔17 电极的内端 48供电线18 电极的内端 49供电线19 外壳壁 50电极杆20 51电极杆21 汞蒸气放电灯52电极22 石英玻璃外壳53电极23 外壳中心部分54外壳内部24 电极引线贯穿件 55中空空间25 电极引线贯穿件 56毛细管26 钼箔57电极的内端27 钼箔58电极的内端
28供电线5929供电线6030电极杆6131电极杆6权利要求
1.一种高压汞蒸气放电灯(1，21，41)，包括抗高温材料制成的外壳(2，22，42)，其中设有钨制成的两个电极(12，13，32，33，52，53)，和放电空间(14，34，54)中的填充物，其主要由操作条件下自由的汞，稀有气体和卤素组成，其特征在于，所述外壳(2，22，42)设有第二空间(15，16，35，55)。
2.根据权利要求1所述的高压汞蒸气放电灯，其特征在于，所述第二空间(15，16，35，55)的温度在操作时比所述放电空间(14)的壁(19)内侧最冷点更低。
3.根据权利要求1或2所述的高压汞蒸气放电灯，其特征在于，所述第二空间(15，16，35，55)的体积是液体汞填充物体积的0.5％到40％，优选为1％到10％。
4.根据前面权利要求1到3中任一项所述的高压汞蒸气放电灯，其特征在于，所述第二空间(15，16，35，55)设置在电极引线贯穿件(4，5，24，25，44，45)内。
5.根据前面权利要求1到4中任一项所述的高压汞蒸气放电灯，其特征在于，所述第二空间(15，16)设置在所述电极杆(10，11)的内端(17，18)。
6.根据前面权利要求1到5中任一项所述的高压汞蒸气放电灯，其特征在于，所述第二空间(35)设置在所述电极杆(30)的侧面。
7.根据前面权利要求1到5中任一项所述的高压汞蒸气放电灯，其特征在于，所述第二空间(55)设置在所述电极杆(50)的旁边。
8.根据前面权利要求1到7中任一项所述的高压汞蒸气放电灯，其特征在于，每立方毫米内部空间有超过0.15毫克的汞在操作期间蒸发。
9.根据前面权利要求1到7中任一项所述的高压汞蒸气放电灯，其特征在于，使用的卤素是溴，其在每立方毫米内部空间的填充量为10-6到10-1μmole，优选为10-5到10-2μmole之间。
10.一种照明装置，具体为投影仪，设有前面权利要求1到9中任一项所述的高压汞蒸气放电灯(1，21，41)。
全文摘要
本发明涉及一种高压汞蒸气放电灯(1)，带有抗高温材料制成的外壳(2)，其中设有钨制成的两个电极(12，13)，和放电空间(14)中的填充物，其主要由操作条件下自由的汞，稀有气体和卤素组成。根据本发明，外壳(2)设有第二空间(15，16)。
文档编号H01J61/30GK1833304SQ200480006038
公开日2006年9月13日 申请日期2004年2月27日 优先权日2003年3月6日
发明者H·E·菲舍尔, D·利尔斯, B·恩格尔布雷希特 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司