一种超高压汞灯电极以及超高压汞灯的制作方法

本发明涉及一种超高压汞灯电极以及超高压汞灯。

背景技术：

近年来，超高压汞灯与反射器组合的光源装置已经广泛地用作投影装置的光源。超高压汞灯装在光反射器的抛物反射面或椭球反射面的焦点位置，即可形成一支整体型的高亮度光源。这种光源可用于多媒体投影机、液晶背投显示器系统、DLP数码光输出系统的投影机等投影技术领域。

投影光源要求接近点光源，才能保证投影装置在屏幕上提供足够的亮度。因此投影装置主要使用短弧放电。然而，采用短弧灯会导致灯的电压降低，电流增大等后果，这类电极表现出极为显著的损耗。

传统的电极示例如图3所示，电极一般包括由钨制成的电极棒和同样材料制作的线圈。由于线圈需要缠绕在电极棒周围，因此需要对电极棒和线圈的厚度在一定程度上相互限制：过粗的线圈无法实现对电极棒的有效缠绕。因此，线圈被单绕在电极棒的远端，第二绕组开始于线圈的一部分处，以形成电极基体，然后电极基体的远端被热熔融以形成电极。而在电极棒与线圈半径相同的情况下，未充分熔融的电机线圈部会存在于电极远端的熔融凸圆内，参见图4，当电极远端随着灯的驱动时间流逝而损耗时，在凸圆内的未熔融电极线圈部逐渐暴露出来，熔融凸圆中的电极温度分布不均匀，使得放电环境在驱动灯的过程中放电不稳定、出现光源亮度分布不均匀、闪烁。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种超高压汞灯电极以及超高压汞灯。

根据本发明提供的一种用于超高压汞灯的电极，包括电极棒、金属线圈；

所述金属线圈缠绕于所述电极棒的远端部周围形成绕组；其中，所述金属线圈的缠绕缝隙中还填充有导热粉末。

作为一种优化方案，所述导热粉末包括金属粉末。

作为一种优化方案，所述金属粉末包含一种或一种以上黑色金属。

作为一种优化方案，所述金属粉末包含一种或一种以上有色金属。

作为一种优化方案，所述电极棒的远端部和靠近所述远端部的金属线圈还被熔融处理形成电极远端。

作为一种优化方案，所述金属线圈被缠绕以形成多层所述绕组。

作为一种优化方案，所述金属线圈被缠绕以形成单层所述绕组。

作为一种优化方案，所述电极棒为钨棒，所述金属线圈为钨丝。

作为一种优化方案，所述导热粉末的粒径为1nm～9×10⁵nm。

基于同一发明构思，本发明还通过了一种超高压汞灯，包括灯泡和所述的电极；一对所述电极相对设置在所述灯泡中，且所述远端部相互靠近。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明在电极的缠绕缝隙内添加导热粉末，这些导热粉末在电极工作时受热而与周围的其他粉末和金属丝或电极棒熔融粘结，线圈之间的热传导被改善，最后使得金属线圈的缠绕缝隙被填充，电极的各个部分被牢牢地相互附着，使得电极部整体更加牢固。通过在缠绕缝隙中填充导热粉末能够大幅度提高相邻线圈之间的热传导性。通过本发明的导热粉末，使电极状态稳定，进而提高灯泡的亮度、均匀度，减少闪烁问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是本发明一种可选的电极中金属线圈的缠绕方式示意图(双绕)；

图2是本发明一种可选的远端部和部分金属线圈被熔融处理形成电极远端的示意图；

图3是传统的电极上线径相同的金属线圈缠绕结构示意图；

图4是传统的熔融处理后形成的电极远端结构截面示意图；

图5是本发明一种可选的熔融处理后形成的电极远端结构截面示意图；

图6是本发明一种可选的单绕金属线圈示意图；

图7是本发明一种可选的双绕金属线圈示意图；

图8是本发明一种可选的超高压汞灯的截面示意图。

其中1-远端部，2-电极棒，3-金属线圈，5-反射镜，6-发光管。

具体实施方式

下文结合附图以具体实施例的方式对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，还可以使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。

本发明针对现有技术中的问题在电极的线圈缠绕缝隙内填充金属粉末，这些粉末在电极工作时受热而与周围的其他粉末或金属丝或电极棒熔融粘结，线圈之间的热传导被改善，最后使得金属线圈的缠绕缝隙被填充，电极的各个部分被牢牢地相互附着，使得电极部整体更加牢固。通过本发明的电极，使电极状态稳定，能够通过提高热传导率而有效降低电极的工作温度，提高灯泡的亮度、均匀度，减少闪烁问题。所述的缠绕缝隙是指线圈在缠绕结构中相邻金属线圈之间、金属线圈与中心的电极棒之间因几何形状原因必然存在的缝隙。越是粗的线圈存在越大的缠绕缝隙。而本发明则无需复杂结构或工艺，仅需要通过填充导热粉末就能实现电极性能的明显改善，极大地提高了超高压汞灯的性能。

图1示出根据本发明所述的一种电极实施例在电极远端被熔融成型之前，超高压汞灯电极上的金属线圈3的缠绕方式示意图，其中金属线圈3为双绕的示意。在本发明提供的一种用于超高压汞灯的电极的实施例中，如图1所示，包括电极棒2、金属线圈3；所述金属线圈缠绕于所述电极棒的远端部周围形成绕组；其中，所述金属线圈的缠绕缝隙中还填充有导热粉末。

所述导热粉末可以非金属粉末或金属粉末。作为一种可选实施例，所述导热粉末包括金属粉末。进一步，该金属粉末还可以受热熔融或半熔融形成缝隙填充质。图1中所示的金属线圈3可以被单绕，或双绕，或三绕在电极棒2的远端部1周围。具体实施过程中，可以根据灯的功率等对绕组的线圈箍数和线圈重叠层数进行适应性的调整设计。线圈箍数是指金属线在电极棒2周围缠绕的次数，线圈的重叠层数为通过缠绕线圈形成的层数。所述金属线圈3被缠绕以形成多层所述绕组。金属线圈3在图1和图7中为双绕，在图6中为单绕。如图6、7所示，通过改变金属线圈3的缠绕重叠层数可以调整熔融形成的电极远端尺寸。

填充金属粉末的方式可以是对缠绕缝隙喷洒粉末，或将缠绕有金属线圈的电极棒2伸入粉末堆中滚动搅拌，也可以是刷涂等方式实现，本发明不限于此。经实验对比，填充金属粉末后的电极在亮度上比未填充粉末的电极提升10％，明显地减少了暗点。由于电极的热传导效率获得了极大的提升，因此电极处于工作状态下的工作温度能够获得一定幅度的下降，利于延长电极的使用寿命。

所述电极棒2的远端部1和靠近所述远端部1的金属线圈3还被熔融处理形成电极远端。图2所示为图1中远端部1和部分金属线圈3通过电弧放电或者激光辐射来熔融处理后的外观，其截面示意图参见图5。

所述金属粉末是具有导热性的金属粉末，包括有色金属、和/或黑色金属。所述金属粉末包含一种或一种以上有色金属。有色金属的所述金属粉末可选为包括铜、铅、锌、铝、镁、金、银、铂、钨、钼、锗、锂、镧、铀中任一或任意多个的组合。所述金属粉末包含一种或一种以上黑色金属。黑色金属的金属粉末可选为包括铁、锰、铬、钒、钛中任一或任意多个的组合。从稀有程度的角度选择，所述金属粉末还可以选用稀土或掺如稀土。所述金属粉末用于提高电极的导热性能，本发明保护的金属粉末类型不限于此。

上述导热粉末的粒径范围为1nm～9×10⁵nm。1纳米至900微米的颗粒粒径为本发明导热粉末的可选范围，且粒径优选在4.5×10⁵nm以下。

作为一种可选实施例，所述电极棒2为钨棒，所述金属线圈3为钨丝。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种超高压汞灯，如图8所示，包括灯泡和所述的电极；一对所述电极相对设置在所述灯泡中，且所述远端部1相互靠近。由所述灯泡和电极可以形成超高压汞灯，放电容器中填充有例如0.1-0.3mg/mm³的汞、卤素和稀有气体，并且该对电极之间的距离可选为2.0mm或更短。使用本发明的电极的光源装置在闪耀、亮度变化和灯寿命方面示出比使用传统电极的光源装置更优异的结果。图8为一种可选的超高压汞灯的实施例，其中包括了反射镜5和发光管6，两电极设于所述发光管6中。

电极在工作时温度上升，金属粉末的存在能够大幅度提高相邻线圈之间的热传导性，线圈缠绕缝隙中的金属粉末则能够因受热而熔融或半熔融形成线圈缝隙的填充质，进而增强线圈之间、线圈与电极棒之间的接触面积，增大热传导效率。由于金属粉末体积较小，整个电极在工作中受热的金属粉末熔融而相互凝结并牢牢地附着在线圈的缠绕缝隙之中。缠绕缝隙被填充之后的电极具有更大且平滑的发光表面积，因而具有更加均匀的分布。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。