专利名称：高压放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有由一外壳包封的放电室的高压放电灯，特别涉及一种金属卤素灯，该灯在外壳和放电室之间的中间空间内安放了一个起动辅助装置。
拥有起动辅助装置的高压放电灯，特别是卤素金属灯早为本领域的技术人员所熟知。这种灯适于各种用途，如一般室内照明，一般室外照明，视频照明等等。现有灯的放电室基本上是用石英玻璃制成的。这种放电室也可用陶瓷材料制造。在本说明和权利要求书中，陶瓷材料是指紧密烧结的多晶金属氧化物(例如Al2O3或YAG(钇铝石榴石))和紧密烧结的多晶金属氮化物(例如AIN)。
卤素金属灯的一个已知问题是点燃时间较长。此问题源自在灯的填料中由于负电碘存在而缺少自由电子。在本领域内，已知有若干方法对付此问题。例如在放电室中加入少量85Kr可以弥补此一不足。具有放射性是将86Kr用作填充材料的一个缺点。
此外，在卤素金属灯内使用点燃辅助装置(如紫外线放大器)帮助点燃。紫外线放大器基本上为一位于放电室附近，作为紫外线源的小放电管。这种紫外线放大器已为Zaslavsky等人的美国专利No.4,818,915所公开。此紫外线放大器有一用紫外线发射石英材料制的外壳。此紫外线放大器在击穿时将产生约253.7nm(或更少)的紫外线。由于此紫外线的影响，在放电室内产生自由电子，从而有力地促进灯的点燃。
目前为紫外线放大器的工作原理是由于使用了由一镇流器提供的点燃脉冲，放大器通过紫外线放大器的气体(或潘宁混合物)实现能量从灯的一个端子到灯的另一个端子的容性耦合。紫外线放大器的位置必须在紫外线放大器的石英体和反电势之间提供一个最小的间隙。此间隙减少了可能破坏紫外线放大器本身和灯的通过紫外线放大器的飞弧现象。此外，电极和紫外线放大器内发射板之间的位向以及反电势对建立一个辉光电压所必需的最小电压有影响。因此为了得到最佳效果，灯的装配件要求对紫外线放大器的发射表面和反电势之间的调准问题给予某种程度的注意。
现有的紫外线放大器设计不提供框架支承，原因是放大器仅支承于一个端头上。这样，在某些型式的灯中，就需要单独的连接支承结构。
本发明提出一种独特的高压放电灯。这种灯有一个含离子化填料和第一及第二电极的放电室；一个有第一和第二端子的灯座。这种灯用第一和第二电流导体将上述第一和第二电极同上述第一和第二端子实现电耦合。一个外壳包围上述放电室并规定它们之间的中间空间。一个紫外线放大器置于空间内的外壳和放电室之间。本紫外线放大器除了其余东西外包括一个含离子化填料的外壳；一个密封在上述外壳内且和上述第一电流导体实现了电耦合的电极；一个和上述第二电流导体实现了电耦合且和上述外壳实现了容性耦合的导电件；一个位于上述导电件和上述外壳之间以防它们之间飞弧的绝缘件。此高压放电灯最好是卤素金属灯，它拥有含稀有气体、汞和一种卤素金属。
在一个优先实施例中，导电件可为一个环绕外壳的环。导电件最好为金属的，即Ni。绝缘件最好为位于外壳和导电环之间的圆形套筒。绝缘件可用硼硅玻璃制造。
本发明的一个目的是提供一种包含紫外线放大器，能在最低电压条件下产生辉光放电的灯。
本发明的一个目的是提供一种包含紫外线放大器，能向灯装配件提供结构支承的灯。
本发明还有一个目的是提供一种包含紫外线放大器，能在紫外线放大器和反电势之间保持一贯的和最佳的隔离，以便改进灯的点燃特性和简化制造的灯。
从下述对发明主题的详细说明中，本领域的技术人员将能清楚了解本发明灯的种种特点。
参阅附图(不按比例)将更详细地解释本发明灯的各个实施例，其中
图1为本发明灯的侧视图；图2为本发明紫外线放大器的大比例透视图；以及图3为沿图2中3-3线取得的紫外线放大器的剖视图。
图1为一主题发明灯的优先实施例，用参考数10代表。灯10有一由外壳14围起来的放电室12，外壳也限定了它们之间的中间空间16。放电室12含有本领域技术人员熟悉的离子化填料，如汞和卤素金属。灯10还有一个位于外壳14底端的灯座18。第一供电导体20使灯座18中的第一端子25和放电室12的内电极22实现电连接。同样，第二供电导体24使灯座18中的第二端子21和放电室12的内电极26实现电连接。
发射紫外线的紫外线放大器28的位置在中间空间16内，靠近第一和第二供电导体20，24，并在外壳14和放电室22之间。一个含离子化填料的外壳30发射等于或小于253.7nm的紫外线帮助放电室12中的填料点燃。一个电极32的一头和供电导体20连接，其中间部分则密封在紫外线放大器28的外壳30内。在一个优先实施例中，外壳30用硼硅玻璃制成。填充材料可由惰性气体如Ar和一些汞，如彭宁混合物构成。这种外壳公开在授于Zaslavsky等人的美国专利No.4,818,915中，在这里引用作为参考。
利用外壳30内的填料，通过外壳30和本发明的一种新型导电件34的电容性耦合便产生紫外线。为了促进这种离子化，将导电件34置于外壳30附近，并通过连接线36和第二电流导体24实现电连。利用一合适的镇流器引起外壳30中的离子化给端子21和25施加一个点燃脉冲。绝缘件38位于导电件34和外壳30之间。绝缘件38的尺寸和形状经过选择，使其能保持导电件34和外壳30之间的预定距离，以便在防止它们之间飞弧的同时得以改进容性耦合。
紫外线放大器28可以装成一个组件，即将绝缘件38固定在外壳30和导电件34之间。结果能使导电件34保持和外壳30的适当距离以便产生电容性耦合。装配好的紫外线放大器随后便可按照灯的框架放置，无须进行目前技术条件下所要的至关重要的调准过程。
图2和3更详细地表示了紫外线放大器28。外壳30包封一个腔40，后者限定了下面将予介绍的放电空间。外壳30的壁42最好用硼硅玻璃或石英玻璃制造。外壳30的底部用气密密封方法围绕电极32形成。在一个优先实施例中，电极32用柯伐合金制成。另外正在设想将电极32制造Mo线状，其W端在腔34内。可以插入一钼箔(未示出)形成压力密封圈，或者使用一种材料和石英玻璃为热膨胀特性相匹配。发射板46可以安放在电极32的末端。
稀有气体和Hg的混合，如彭宁混合物适于作填料。最好为填充选择一个使击穿电压达到最小的压力。此填充压力易于通过实验确定。利用本领域技术人员熟悉的帕申曲线(Paschen eurve)可以获得较好的近似。
根据一个优先实施例，外壳30的外部长度为25mm，外径为4mm，内径为3mm，最大的内部长度为15mm。电极32的直径为0.5mm。紫外线放大器含Ar，其填充压力为10torr。填充压力最好在5～15torr之间。
绝缘件38最好采取圆套筒形式。绝缘材料如硼硅玻璃宜作此用。绝缘体38按其绝缘性能和将来自外壳30的紫外线干扰减至最小的要求选用。外壳30用一大部分未被绝缘件38包围。最好用抗高温水泥50将绝缘件38固定到外壳30上。还在考虑将绝缘件38设计成其他形状或用其他材料制造。
导电件34位于绝缘件38之上，最好按环绕的关系考虑采取环状或带状。导电件34有效地用连接线36和第二导电体24耦合。在一个优先实施例中，支承件48一头和第二导电体24焊接，另一头固定在绝缘件38上。连接线36将导电件34和支承件48耦合。另外也在考虑将连接线36直接和第二导电件24耦合。导电件34最好用下述材料Ni和不锈钢制造，宽度最好为约0.8mm，直径为7mm。
此外，还考虑将紫外线放大器28作为电流导体21和25之间的连接件用于在结构上支承灯的零件。如前所述，在外壳30、绝缘件38和导电件34之间建立了固定的连接。然后将放大器装配件28焊到第一和第二电流导体上，这样为灯装配件提供了额外的结构刚性，从而如图1所示排除了对于独立连接件的需要。
一系列的紫外线放大器进行了点燃试验。点燃电路包括一台Venolex脉冲发电机。这种起动器广泛用于高压放电灯的点燃试验，提供具有一个范围的高度和宽度的点燃脉冲。在此试验中，施加了一系列1Ts宽度，高度递增的脉冲。紫外线放大器中的辉光放电一旦产生，电压高度便被记录下来。
紫外线放大器备有几种相对于框架线的位向。上述紫外线放大器包含一根内部电极，电极上的发射板有一对宽面和一对窄面。位置1和2的安排使外壳接触框架线。位置1时，外壳30内的发射板46的方向是使宽面平行于框架线。位置2时，板46的宽面方向垂直于此线。至于位置3和4，外壳在空间内的位置大约距框架线3mm。位置3时，板46的方向使宽面平行于框架线；位置4时，板46的宽面方向垂直于此线。位置5时，外壳30的安排使导电件和绝缘件如本发明上述那种情况。
表1
试验结果列于表1中。表1显示14种不同放大器外壳采取前述1～4位置中的方向所得的最低辉光电压。外壳和绝缘件及导电件结合的位置5通过最低辉光电压的减少显示出发射效率增加。试验表明，紫外线放大器所需的电压比通过用的紫外线放大器减少400～500V。
权利要求
1.一种高压放电灯，它包括一个含有离子化填料和有第一(22)及第二电极(26)的放电室(12)；一个有第一(25)和第二端子(21)的灯座；第一(20)和第二电流导体(24)，它们使上述第一(22)和第二电极(26)同上述第一(25)和第二端子(21)实现电耦合；一个包封上述放电室(12)和限定它和外壳(14)之间的中间空间的外壳(14)；一个位于外壳(14)和放电室(12)之间的空间(16)中主要放射紫外光谱线的紫外线放大器(28)，其特征在于所述紫外线放大器包括一个含有离子化填料的外壳(30)；一个密封在外壳(30)中且和上述第一电流导体(20)实行电耦合的电极(32)；一个和上述第二电流导体(24)实现电耦合并和上述外壳(30)实现电容性耦合的导电件(34)以及一个位于上述导电件(34)和上述外壳(30)之间以免它们之间产生飞弧的绝缘件(38)。
2.按权利要求1所述的一种高压放电灯，其特征在于所述导电件(34)用镍或不锈钢制造。
3.按权利要求1或2所述的一种高压放电灯，其特征在于上述导电件(34)为一环。
4.按权利要求1，2或3所述的一种高压放电灯，其特征在于上述绝缘件(38)为一位于上述外壳(30)和上述导电环(34)之间的套。
5.按权利要求1，2，3或4所述的一种高压放电灯，其特征在于所述绝缘件(38)由硼硅玻璃制成。
全文摘要
一种高压放电灯,它包含一个陶瓷放电室,陶瓷放电室包围一个含离子化填料(包括卤素金属)的放电空间。放电空间中有第一电极和第二电极、放电室有纵向轴线,具备有:一个中央空心圆柱零件,该零件围起一个放电空间并且有一端部;一个有外表面的端块,该端块以气密方式封闭圆柱零件以及一个以气密方式通过烧结连接和端块连接的凸塞,该凸塞有间隙地包围一根和第一电极接通的馈电线,上述凸塞用密封陶瓷密封,馈电线经过其中引出,该高压放电灯的特征在于在凸塞位置上,端部外表面的安排使外表面在端部位置上沿轴线方向远离放电空间。
文档编号H01J61/54GK1248344SQ98802606
公开日2000年3月22日 申请日期1998年12月7日 优先权日1997年12月18日
发明者A·W·杰克逊, A·V·哈里哈兰, R·J·罗宾逊, A·E·科瓦尔, J·阿尔德曼 申请人:皇家菲利浦电子有限公司