高壓氣體放電燈制造技術(shù)

一種高壓氣體放電燈，包括：放電容器；外殼，其封閉所述放電容器，在外殼與放電容器之間具有中間空間；UV增強(qiáng)器，其具有封閉帶有填充氣體的電極空間的壁以及從電極空間通過(guò)壁延伸到中間空間的內(nèi)部電極。所述UV增強(qiáng)器布置在外殼與放電容器之間的所述中間空間中，UV增強(qiáng)器的所述壁由陶瓷材料制成并且包含所述填充氣體。電極直接密封在壁內(nèi)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】【專利摘要】一種高壓氣體放電燈，包括：放電容器；外殼，其封閉所述放電容器，在外殼與放電容器之間具有中間空間；UV增強(qiáng)器，其具有封閉帶有填充氣體的電極空間的壁以及從電極空間通過(guò)壁延伸到中間空間的內(nèi)部電極。所述UV增強(qiáng)器布置在外殼與放電容器之間的所述中間空間中，UV增強(qiáng)器的所述壁由陶瓷材料制成并且包含所述填充氣體。電極直接密封在壁內(nèi)。【專利說(shuō)明】高壓氣體放電燈
本專利技術(shù)涉及一種高壓氣體放電燈,該高壓氣體放電燈包括:放電容器；夕卜殼，其封閉所述放電容器，在外殼與放電容器之間具有中間空間(interSpaCe);UV增強(qiáng)器，其具有封閉帶有填充氣體的電極空間的壁以及從電極空間通過(guò)壁延伸到中間空間的內(nèi)部電極，所述UV增強(qiáng)器布置在外殼與放電容器之間的所述中間空間中，UV增強(qiáng)器的所述壁由陶瓷材料制成。
技術(shù)介紹
高壓放電燈的一個(gè)已知的問(wèn)題通常是這些燈的點(diǎn)火。取決于燈的類型，需要相對(duì)較高的點(diǎn)火電壓，其通常由起動(dòng)器以一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)火電壓脈沖的形式供應(yīng)給燈。在實(shí)踐中，甚至當(dāng)點(diǎn)火電壓脈沖足夠高時(shí)，也可能存在不允許的長(zhǎng)點(diǎn)火時(shí)間，而且同時(shí)獲得該點(diǎn)火延遲的大傳播。這是在點(diǎn)火期間引入燈放電的放電容器中的初級(jí)電子短缺的結(jié)果。通過(guò)在放電容器中添加少量的放射性元素85Kr，可以消除初級(jí)電子的短缺，使得點(diǎn)火時(shí)間變得更短并且其傳播降低。85Kr具有它有放射性的缺陷，并且其使用可以通過(guò)使用UV增強(qiáng)器而避免。這是一種產(chǎn)生UV輻射且置于燈的放電容器鄰近的相對(duì)較小的放電容器。當(dāng)燈點(diǎn)火時(shí)，UV增強(qiáng)器發(fā)射的UV輻射確保了在燈的放電容器中存在足夠的初級(jí)電子。開篇段落中描述的類型的燈可從W098/02902 (US5811933)獲知。該已知的燈是高壓放電燈，更具體地為金屬鹵化物燈。該燈具有帶有兩個(gè)燈電極的放電容器。放電容器的材料可以是石英玻璃或者陶瓷材料。在該說(shuō)明書和權(quán)利要求書中，陶瓷材料被理解為表示諸如氧化鋁或者釔鋁石榴石之類的致密燒結(jié)的多晶金屬氧化物，或者諸如氮化鋁之類的致密燒結(jié)的多晶金屬氮化物。支撐燈頭的外殼包圍放電容器。放電容器與外殼之間的空間容納UV增強(qiáng)器，該UV增強(qiáng)器具有陶瓷材料壁并且設(shè)有增強(qiáng)器電極，該增強(qiáng)器電極連接到第一燈電極并且具有電容性耦合。該電容性耦合通過(guò)將UV增強(qiáng)器置于到第二燈電極的供應(yīng)導(dǎo)線鄰近而實(shí)現(xiàn)。與具有兩個(gè)內(nèi)部電極的增強(qiáng)器相比，電容性耦合的UV增強(qiáng)器的使用具有以下優(yōu)點(diǎn):該增強(qiáng)器僅僅在必要時(shí)操作，即在給出具有相對(duì)較高的電壓和高頻的點(diǎn)火電壓脈沖時(shí)的燈的起動(dòng)階段期間操作。結(jié)果，該增強(qiáng)器在燈的操作期間不消耗能量并且因此具有非常長(zhǎng)的壽命。陶瓷材料用于UV增強(qiáng)器的壁對(duì)于燈的點(diǎn)火行為具有有利的影響，因?yàn)橛商沾蒛V增強(qiáng)器生成的UV輻射看起來(lái)大大地增加了引入燈放電(燈擊穿)的可能性。然而，該已知的燈具有以下缺陷:uv增強(qiáng)器本身制造相對(duì)困難且相對(duì)昂貴。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供抵消上面提到的缺陷的措施。依照本專利技術(shù)，開篇段落中所描述類型的高壓放電燈的特征在于，電極直接密封在壁內(nèi)，并且陶瓷壁的材料包含基本上具有與填充氣體的成分相同成分的氣體。所述填充氣體通常為惰性/稀有氣體，即氦氣、氖氣、氬氣、氙氣和氪氣(注意:避免放射性85Kr)中的至少一種。優(yōu)選地,所述稀有氣體為氖氣、氬氣或氙氣。在這個(gè)方面，基本上相同的成分表示陶瓷壁中的氣體的成分至少對(duì)于75原子％ (at%)而言與填充氣體的成分相同。例如，如果填充氣體為100%的氖氣，那么陶瓷壁中封閉的氣體的成分具有至少包含75at%的氖氣和至多25at%的其他氣體的成分。實(shí)現(xiàn)直接密封的一種技術(shù)是經(jīng)由收縮密封。UV增強(qiáng)器通常具有致密燒結(jié)的多晶氧化鋁的壁。該材料經(jīng)常用在高壓放電燈的制造中，從而可以采用現(xiàn)有的用于陶瓷放電容器的技術(shù)，允許在嚴(yán)格的公差范圍內(nèi)的小型化。在已知的UV增強(qiáng)器中，電極借助于密封玻璃密封到壁中，在UV增強(qiáng)器的制造工藝中需要額外的步驟。然而，該工藝通常被應(yīng)用，因?yàn)樵摴に嚳梢栽?選擇的)氣體氛圍下且在大約I巴(bar)的正常壓力下執(zhí)行。盡管像這樣將Nb電極直接密封在壁內(nèi)的可能性是已知的，但是一般的觀點(diǎn)是，該直接密封必須在真空或者接近真空的情況下執(zhí)行以便避免對(duì)于陶瓷壁的半透明度以及因而可能地對(duì)于UV輸出的有害影響，和/或避免對(duì)于密封的有害影響，例如以便防止Nb與氣體，例如與氫氣反應(yīng)。這樣的真空下的工藝通常被認(rèn)為比正常壓力下(選擇的)氣體氛圍下的可比較的工藝昂貴和復(fù)雜得多。出于這些原因，從來(lái)沒(méi)有考慮制造具有直接密封的電極的UV增強(qiáng)器。令人驚奇的是，專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，氣體氛圍下的直接密封在沒(méi)有對(duì)于密封的有害影響以及沒(méi)有對(duì)于UV增強(qiáng)器的UV增強(qiáng)性質(zhì)的有意義的有害影響的情況下是可能的。可以遵循各種不同的方法以獲得直接密封。第一種方法包括兩個(gè)步驟: -在大約1450-1600° C處在H2氛圍下對(duì)可以是金屬管、棒、箔或?qū)Ь€的電極預(yù)密封。在不固執(zhí)于理論考慮的情況下，因此認(rèn)為獲得了 UV增強(qiáng)器的壁與電極之間的尚不氣密的預(yù)密封，因?yàn)闊Y(jié)的陶瓷壁材料本身已經(jīng)是氣密的； -在希望的氣壓下且在大約1850° C的溫度下，在填充氣體氛圍(例如氬氣)下對(duì)電極最終密封，使得在冷卻之后，當(dāng)棒、箔導(dǎo)線用作電極時(shí)，希望的填充氣壓存在于UV增強(qiáng)器的電極空間內(nèi)。可替換地，當(dāng)使用管時(shí)，在密封以及隨后借助于通過(guò)利用激光熔化管的端部形成的金屬熔滴閉合管之后，容易將氣壓設(shè)置為希望的壓力。在不固執(zhí)于理論考慮的情況下，認(rèn)為電極空間中的氣體從H2到填充氣體的交換由于電極的粗糙表面的原因經(jīng)由UV增強(qiáng)器的壁與電極表面之間的尚未完全密封的界面而發(fā)生。由于在第一工藝步驟中，已經(jīng)在一定程度的閉合孔隙度上燒結(jié)了 PCA，因而隨后它在第二工藝步驟中被燒結(jié)為全密度。第二種相對(duì)快速、靈活且廉價(jià)的方法僅僅包括一個(gè)步驟，即在希望的氣壓下，在稀有氣體氛圍下，在大約1850° C將電極直接密封在UV增強(qiáng)器的壁內(nèi)，使得在冷卻之后，當(dāng)棒、箔導(dǎo)線用作電極時(shí)，希望的填充氣壓存在于UV增強(qiáng)器的電極空間內(nèi)。可替換地，當(dāng)使用管時(shí)，在密封以及隨后借助于通過(guò)利用激光熔化管的端部形成的金屬熔滴閉合管之后，容易將氣壓設(shè)置為希望的壓力。在不固執(zhí)于理論考慮的情況下，認(rèn)為發(fā)生以下情況:在這兩種方法開始時(shí)，壁的陶瓷材料具有開放多孔結(jié)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)中的孔隙填充有這兩種方法開始時(shí)使用的氣體。在第一種方法中，第一工藝步驟是在大約1500° C燒結(jié)，并且發(fā)生完全開放的多孔結(jié)構(gòu)的第一次收縮，其足夠壁材料緊緊圍繞電極收縮并且因而直接將電極嵌入到陶瓷壁中。然而，所述第一次收縮不足以完全閉合開放多孔結(jié)構(gòu)。因此，在第一種方法的第二工藝步驟中，進(jìn)行氣體氛圍的變化，并且隨后發(fā)生大約1850° C下的第二次進(jìn)一步的燒結(jié)和一定的收縮。由于所述第二工藝步驟開始時(shí)仍然有些開放的結(jié)構(gòu)的原因，至少在大的程度上，在陶瓷材料的孔隙中發(fā)生氣體的從第一工藝氣體(H2)到第二工藝氣體(填充氣體，例如氙氣或氬氣)的交換，并且尤其在鄰近陶瓷壁材料與電極之間的界面處，作為氣包體封閉在壁的陶瓷材料中。陶瓷壁中的封閉氣體因此具有與填充氣體的成分接近的成分，即所述封閉氣體至少對(duì)于75&丨％，例如對(duì)于90at%或者更多而言，具有與填充氣體的成分相同的成分。在第二種方法中，工藝開始時(shí)使用的氣體為填充氣體，并且在大約1850° C的工藝溫本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高壓氣體放電燈，包括：放電容器；外殼，其封閉所述放電容器，在外殼與放電容器之間具有中間空間；UV增強(qiáng)器，其具有封閉帶有填充氣體的電極空間的壁以及從電極空間通過(guò)壁延伸到中間空間的內(nèi)部電極，所述UV增強(qiáng)器布置在外殼與放電容器之間的所述中間空間中，UV增強(qiáng)器的所述壁由陶瓷材料制成，特征在于，所述電極直接燒結(jié)到壁上并且陶瓷壁的材料包含基本上具有與填充氣體的成分相同成分的氣體。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：FLG維里伊斯，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：皇家飛利浦有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：荷蘭;NL