具有盤繞電線點(diǎn)火輔助設(shè)備的高強(qiáng)度放電燈的制作方法

具有盤繞電線點(diǎn)火輔助設(shè)備的高強(qiáng)度放電燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度放電燈(10)，該高強(qiáng)度放電燈包括電氣絕緣電弧管(14)，該電氣絕緣電弧管由透光材料構(gòu)成。電導(dǎo)體(28,30)或電極均在電弧管內(nèi)側(cè)彼此間隔開。由透光材料構(gòu)成的護(hù)罩(12)封裝所述電弧管。導(dǎo)電框架構(gòu)件(16,18)布置于護(hù)罩的內(nèi)部并且電氣連接至電導(dǎo)體中的一個(gè)電導(dǎo)體。點(diǎn)火輔助設(shè)備(75)電氣附接至框架構(gòu)件并且包括圍繞所述電弧管布置的導(dǎo)電電線的線圈。
【專利說明】具有盤繞電線點(diǎn)火輔助設(shè)備的高強(qiáng)度放電燈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高強(qiáng)度放電燈，并且具體而言涉及用于這種燈的點(diǎn)火輔助設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]電擊穿的速度和開始自持放電所需的電子數(shù)量存在差異，但是底層擊穿機(jī)制對(duì)于低壓放電燈(例如，熒光燈)或高壓放電燈(高強(qiáng)度放電燈)而言是相同的。放電開始于給定相反電勢(shì)的兩個(gè)導(dǎo)體、燈的電極之間。電極之間的空間通常包括起動(dòng)氣體，并且通過將起動(dòng)氣體封裝在密封容器中來努力保持氣體的質(zhì)量/純度。放電擊穿的基本最終結(jié)果是在兩個(gè)電極之間產(chǎn)生放電等離子體。放電燈操作的該早期階段通常被稱為燈的點(diǎn)火。等離子體被定義為包含相等比例的電子和離子的導(dǎo)電氣相介質(zhì)，該導(dǎo)電氣相介質(zhì)允許引導(dǎo)電流通過其它的絕緣體材料(即，處于其初始狀態(tài)的氣體)。
[0003]起初，容納在電弧管中的起動(dòng)氣體是非導(dǎo)電性的。如果向電極施加電勢(shì)，這將產(chǎn)生能夠?qū)⑼獠寇壍离娮訌臍怏w的原子剝離的有利條件，并且因此產(chǎn)生帶負(fù)電荷的自由電子以及正電氣體離子，所述帶負(fù)電荷的自由電子以及正電氣體離子通過產(chǎn)生于導(dǎo)體之間的電場(chǎng)加速通過氣體，并且通過與氣體原子碰撞而產(chǎn)生更多電子，所述氣體原子隨后被相同的機(jī)制電離。如果電場(chǎng)足夠高，則每一個(gè)因此而產(chǎn)生的電子都將由于與氣體原子和離子非彈性碰撞而可能產(chǎn)生額外的電子，并且產(chǎn)生電子雪崩。這種電子雪崩產(chǎn)生自持放電，所述自持放電是放電燈中的光輻射的來源。然而，為了通過電場(chǎng)產(chǎn)生由簡(jiǎn)單的氣體原子的介電擊穿而產(chǎn)生這種雪崩電子需要若干千伏的電勢(shì)。越來越高的電勢(shì)需要更昂貴的外部電路，并且可能在商業(yè)上不可行。不期望的擊穿還可能發(fā)生在外部護(hù)套中以及帽基區(qū)域中。
[0004]用于商業(yè)照明應(yīng)用的放電采用額外的自由電子源，該額外的自由電子源消除了對(duì)產(chǎn)生用于開始放電的這種高電壓的需要。這種外部源能夠是加熱燈絲、使用時(shí)時(shí)存在的宇宙線、或者提供由放射衰變形成的電子源。用于電極的加熱燈絲用于熒光燈，但是在具有桿形電極的高強(qiáng)度放電(HID)燈中是不實(shí)際的，并且除非使用其它的方法來降低擊穿電壓，否則宇宙光背景輻射通常不足以顯著降低對(duì)開始點(diǎn)火所需的非常高的電場(chǎng)的需要。
[0005]為了通過放射衰變來提供電子源，過去在HID電弧管中典型地使用的是放射性氣體，如Kr85，其中最多的衰變產(chǎn)物是貝塔粒子(例如，電子)。Kr85具有10.8年的半衰期，其中99.6%的衰變產(chǎn)物是具有687keV的最大動(dòng)能的貝塔粒子(即，電子)。這些電子具有非常高的能量，并且對(duì)于開始在氣體中電擊穿而言在很多方面是理想的，并且廣泛地這樣用于這些應(yīng)用。但是為了通過放射衰變提供足夠的這些高能量的電子，已將大量的該氣體用于HID燈。
[0006]Kr85在這種燈中的存在減少了對(duì)在電極上提供非常高的電勢(shì)的需要，這使得外部電路(具有點(diǎn)火器的燈鎮(zhèn)流器)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單并且更成本有效。典型的應(yīng)用使用這種放射性氣體與在非常短的持續(xù)時(shí)間，典型地處于毫秒(微秒)范圍內(nèi)提供高電脈沖的鎮(zhèn)流器和點(diǎn)火器電路，該非常短的持續(xù)時(shí)間在產(chǎn)生前文提到的電子雪崩方面是非常有效的。然而，當(dāng)前的UN2911政府法規(guī)限制用于燈中的Kr85的量。這些法規(guī)禁止HID燈制造商使用先前已使用的大量Kr85氣體，如前段所描述的。
[0007]已設(shè)計(jì)了多種點(diǎn)火輔助設(shè)備來改進(jìn)高強(qiáng)度放電燈的點(diǎn)火。美國專利申請(qǐng)公布號(hào)2002/0185973公開了一種燈，其中電線繞電弧管的兩個(gè)腿部纏繞及其中心主體作為點(diǎn)火輔助設(shè)備并且用于包含但不連接至電極。另一個(gè)參考文件——美國專利N0.5，541，480公開一種點(diǎn)火輔助設(shè)備，其中涂覆于電極之間的電弧管的外部表面上的導(dǎo)體連接至與電極相接觸的導(dǎo)電框架電線。美國專利N0.6，222，320公開一種用于包括電弧管的燈的點(diǎn)火輔助設(shè)備，該電弧管具有中心體部以及從該體部延伸的直徑較小的腿部，其中與接觸電極中的一個(gè)電極的導(dǎo)電框架電線相接觸的導(dǎo)體電線僅接觸靠近電極中的至少一個(gè)電極的電弧管的中心體部。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]存在對(duì)減少HID燈中的Kr85含量的需要，但是這種減少會(huì)具有對(duì)放電開始或點(diǎn)火的嚴(yán)重后果，并且因此性能不可接受。本發(fā)明描述了用于避免降低Kr85氣含量造成的該缺點(diǎn)的裝置。
[0009]應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)，例如上部、下部、頂部、底部、右側(cè)、左側(cè)等的術(shù)語是將隨著燈的取向改變的相對(duì)術(shù)語。這些術(shù)語用于改進(jìn)對(duì)本發(fā)明的理解并且不應(yīng)當(dāng)用于對(duì)如權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明構(gòu)成限制。
[0010]本發(fā)明的第一總體實(shí)施例涉及一種高強(qiáng)度放電燈，該高強(qiáng)度放電燈包括電氣絕緣電弧管，該電氣絕緣電弧管由透光材料構(gòu)成。電導(dǎo)體(例如，電極)在電弧管內(nèi)側(cè)彼此間隔開。由透光材料構(gòu)成的護(hù)罩封裝電弧管。導(dǎo)電框架構(gòu)件布置于護(hù)罩的內(nèi)部并且電氣連接至電導(dǎo)體中的一個(gè)電導(dǎo)體。點(diǎn)火輔助設(shè)備電氣附接至框架構(gòu)件并且包括圍繞電弧管布置的導(dǎo)電電線的線圈。另一個(gè)導(dǎo)電框架構(gòu)件也布置于護(hù)罩中，并且在電弧管內(nèi)側(cè)連接至第二電極。
[0011]參照第一實(shí)施例的特定特征，電弧管能夠包括中心部分以及兩個(gè)尺寸較小的腿部，所述兩個(gè)尺寸較小的腿部中的每一個(gè)腿部都從該中心部分延伸，中心部分在電弧管內(nèi)側(cè)形成放電區(qū)域。電線的線圈能夠圍繞腿部中的一個(gè)腿部布置。電線能夠作為線圈焊接至框架構(gòu)件。電線也能夠作為從線圈延伸的展開部分焊接至框架構(gòu)件。放電區(qū)域能夠包括惰性起始?xì)怏w以及例如汞和金屬鹵化物的劑量填充物。存在于放電區(qū)域中的作為如氬氣和/或氙氣與Kr85氣體的混合物的起始?xì)怏w能夠具有不超過0.16Mbq/升的活性濃度。電極能夠包括附接至通常短的框架構(gòu)件的第一電極和第二電極，向該通常短的框架構(gòu)件施加電壓；框架構(gòu)件能夠在電弧管內(nèi)電氣連接至第二電極并且電氣連接至線圈，該線圈圍繞腿部中的一個(gè)腿部布置但是與第一電極電氣絕緣。在另一個(gè)方面中，電線的兩個(gè)線圈中的每一個(gè)線圈都電氣連接至與兩個(gè)電導(dǎo)體中的每一個(gè)電氣接觸的兩個(gè)框架構(gòu)件中的每一個(gè)框架構(gòu)件并且圍繞腿部中的每一個(gè)腿部布置，所述腿部具有處于與電線的線圈的電勢(shì)相反的電導(dǎo)體。
[0012]框架電線構(gòu)件或電線的線圈能夠由選自包括Nb、Mo、Ta、Pt、Re、W、N1、Fe的賤金屬及其組合，或者具有由一種或多種賤金屬構(gòu)成的鍍層的任一種賤金屬的組合構(gòu)成。線圈還能夠卷繞電弧管的腿部中的一個(gè)腿部超過360度。線圈還能夠具有非圓形回路。線圈的電線能夠在圍繞軸線的回路中延伸，該軸線在線圈的大部分長(zhǎng)度上橫向于縱向方向延伸，電極沿該縱向方向延伸。即，電線不是卷繞電弧管腿部以形成線圈的展開電線，其中線圈的軸線沿電極延伸所沿的方向延伸。
[0013]除了更精確地描述了電弧管之外，第二實(shí)施例與第一實(shí)施例相同。該電弧管包括中心部分以及兩個(gè)尺寸較小的腿部，所述兩個(gè)尺寸較小的腿部中的每一個(gè)腿部都從所述中心部分延伸，該中心部分在電弧管內(nèi)形成放電區(qū)域。此外，電線的線圈圍繞腿部中的一個(gè)腿部布置。上文參照第一實(shí)施例描述的特定特征中的任何特征都能夠以任何組合應(yīng)用于第二實(shí)施例。
[0014]通過附圖以及隨后的【具體實(shí)施方式】能夠獲得本發(fā)明的多個(gè)額外的特征、優(yōu)點(diǎn)以及更完整的理解。應(yīng)當(dāng)理解，以上
【發(fā)明內(nèi)容】
通過廣泛的術(shù)語描述了本發(fā)明，而以下的【具體實(shí)施方式】更精確地描述了本發(fā)明并且所提出的實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)如權(quán)利要求中所限定的廣泛發(fā)明構(gòu)成必要限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的具有線圈點(diǎn)火輔助設(shè)備的單端高強(qiáng)度放電燈的側(cè)視圖；
[0016]圖2A是圖1的燈的豎直橫截面圖；
[0017]圖2B是圖2A的電弧管的放大橫截面圖；
[0018]圖3是本發(fā)明的具有線圈點(diǎn)火輔助設(shè)備的雙端高強(qiáng)度放電燈的側(cè)視圖；
[0019]圖4A是對(duì)比電弧管的橫截面?zhèn)纫晥D，其中示出了電線與電弧管中的導(dǎo)電饋入裝置之間的軸向電場(chǎng)線；圖48是圖4A的電弧管的端視圖，其中示出了電線與饋入裝置之間的徑向電場(chǎng)線；并且圖4C是示出了圖4A的電弧管的透視圖；
[0020]圖5A是本發(fā)明的電弧管的橫截面?zhèn)纫晥D，其中示出了電線的線圈與電弧管中的導(dǎo)電饋入裝置之間的軸向電場(chǎng)線；圖58是圖5A的電弧管的端視圖，其中示出了電線的線圈與饋入裝置之間的徑向電場(chǎng)線；并且圖5C是示出了圖5A的電弧管的透視圖；
[0021]圖6是本發(fā)明的電弧管的端視圖，其中示出了電線的線圈與燈的框架構(gòu)件之間的電連接；
[0022]圖7是本發(fā)明的電弧管的端視圖，其中示出了電線的線圈與燈的框架構(gòu)件之間使用位于線圈端部上的導(dǎo)電管的另一種電連接；
[0023]圖8是本發(fā)明的電弧管的端視圖，其中示出了電線的線圈與燈的框架構(gòu)件之間的電連接，其中電線包括連接至框架構(gòu)件的電線的展開間隔部分；
[0024]圖9是本發(fā)明的電弧管的透視圖，其中示出了電線的線圈與燈的框架構(gòu)件之間的電連接，其中電線包括連接至框架構(gòu)件的電線的展開間隔部分，線圈的回路具有非圓形形狀；以及
[0025]圖10是本發(fā)明的電弧管的透視圖，其中線圈卷繞電弧管的腿部超過360度?！揪唧w實(shí)施方式】
[0026]參照?qǐng)D1和圖2A，陶瓷金屬鹵化物高強(qiáng)度放電燈10包括外部護(hù)罩或燈泡12，該外部護(hù)罩或燈泡12封裝電弧管14。由于電觸頭僅定位在燈的一端上，因此這是單端燈。導(dǎo)電框架構(gòu)件或電線16、18嵌入于位于外部燈泡12 —端處的玻璃收縮部分20中。從外部燈泡12外部的接觸銷24延伸的導(dǎo)線22通過定位在收縮部分20中的導(dǎo)電箔材26電連接至框架電線16、18。每一片箔材26都焊接至導(dǎo)線22中的一根導(dǎo)線并且焊接至框架電線16、18中的一根框架電線。導(dǎo)電饋入裝置28、30延伸至電弧管的每一個(gè)端部中。下部饋入裝置28焊接至短的框架構(gòu)件16，而上部饋入裝置30焊接至長(zhǎng)的框架構(gòu)件18。上部饋入裝置30向上延伸通過與長(zhǎng)的框架構(gòu)件18的連接部并且通過與已在制造期間圍繞饋入裝置30部分熔化的外部燈泡的玻璃的一部分32相接觸而被保持就位。長(zhǎng)的框架構(gòu)件18沿電弧管的長(zhǎng)度延伸并且與靠近外部燈泡12的側(cè)壁36的電弧管14的一側(cè)34間隔開?？蚣軜?gòu)件16、18由剛性電線形成并且將電弧管14支承在外部燈泡12內(nèi)側(cè)從而防止其移動(dòng)。
[0027]參照?qǐng)D2B，電弧管14包括直徑基本恒定的管狀中心筒形部分38以及位于筒部分的任一端部處的開口 40。兩個(gè)腿部或毛細(xì)管42從中心部分38延伸。電弧管主體以及腿部能夠由透光陶瓷材料(例如多晶氧化鋁)形成。腿部42中的每一個(gè)腿部42都能夠包括凸緣44和凸臺(tái)46，該凸臺(tái)46從凸緣延伸至中心部分的開口 40中進(jìn)入筒部分38的內(nèi)部放電區(qū)域48中。腿部均包括凸緣內(nèi)部表面50和凸緣外部表面52，凸緣內(nèi)部表面50抵靠圓柱形筒部分38的側(cè)面54。具體而言，每一個(gè)腿部都包括從腿部的平坦錐形部分延伸至凸緣外部表面52的外周的插頭部分47，該平坦錐形部分包括彎曲表面。腿部42包括沿其長(zhǎng)度的通道56。導(dǎo)電饋入裝置28、30延伸至通道56中并且電氣連接至在放電區(qū)域中彼此間隔開的電極58。饋入裝置28、30是導(dǎo)電性的。在一個(gè)例子中，具有從腿部的外側(cè)延伸至遠(yuǎn)離中心部分38的腿部的遠(yuǎn)側(cè)部分62中的鈮饋入部分60。鈮饋入部分60電氣連接至鑰饋入部分64，該鑰饋入部分能夠包括盤繞有材料的中心電線。靠近中心部分38并且連接至鑰饋入裝置的近側(cè)腿部66是電極58的鎢部分68，該電極58也包括盤繞其上的導(dǎo)電材料并且具有尖端70。圍繞饋入部分64并且圍繞鎢部分68的線圈具有與其卷繞的電線基本相同的材料。電線由選自包括Nb、Mo、Ta、Pt、Re、W、Ni的組的賤金屬(base metal )、其組合以及具有由一種或多種賤金屬構(gòu)成的鍍層的任意上述賤金屬的組合構(gòu)成。除了其它優(yōu)點(diǎn)之外，鍍層能改進(jìn)電線的可焊性。本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本發(fā)明時(shí)將領(lǐng)會(huì)，能夠在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下實(shí)現(xiàn)饋入裝置和電極設(shè)計(jì)以及組份的各種差異。例如，玻璃料72圍繞鈮饋入部分和鑰饋入部分用于腿部42的通道56內(nèi)側(cè)，以在可電離材料已被注入其中之后氣密地密封電弧管。點(diǎn)火輔助設(shè)備包括電線75的線圈73，該線圈73圍繞電弧管腿部布置并且電氣附接至框架構(gòu)件18。例如，線圈73可以在鑰饋入裝置的位置處卷繞電弧管腿部42。線圈能夠比附圖中所示的大或小。
[0028]參照?qǐng)D3，第二實(shí)施例的陶瓷金屬鹵化物高強(qiáng)度放電燈80包括外部護(hù)罩或燈泡82，該外部護(hù)罩或燈泡82封裝電弧管14。由于觸頭定位在燈的兩個(gè)端部處，因此這是雙端燈。導(dǎo)電端部框架構(gòu)件86、88在外部燈泡82的相對(duì)的收縮部分90中的每一個(gè)處嵌入于玻璃中。位于外部燈泡外部的觸頭92電氣連接至定位在收縮部分90中的導(dǎo)電箔材94。每一片箔材94都通過電導(dǎo)體焊接至配合于觸頭92中的一個(gè)觸頭92中的連接器并且焊接至端部框架構(gòu)件86、88中的一個(gè)端部框架構(gòu)件。未示出箔材與觸頭之間的電連接。導(dǎo)電饋入裝置96、98延伸至電弧管14的每一個(gè)端部中。下部饋入裝置96焊接至中心框架構(gòu)件89，該中心框架構(gòu)件89沿電弧管的長(zhǎng)度延伸但是與外部燈泡的側(cè)壁102附近的電弧管14的一側(cè)34間隔開?？蚣軜?gòu)件86、88、89由剛性電線制成并且將電弧管14支承在外部燈泡82內(nèi)側(cè)從而防止其移動(dòng)。中心框架構(gòu)件89電氣連接至延伸到電弧管14中的一個(gè)導(dǎo)體(饋入裝置96)并且電氣附接至電線75的線圈73，該線圈73圍繞位于電弧管的另一個(gè)腿部上的另一個(gè)導(dǎo)體(饋入裝置98)同時(shí)與該導(dǎo)體電氣絕緣。第一實(shí)施例的燈的電弧管14及其饋入部分(圖2)具有與第二實(shí)施例的燈的電弧管14及其饋入部分(圖3)相同的特征。
[0029]放電區(qū)域48中充有可電離材料，包括惰性氣體(例如，氬和/或氙)、金屬鹵化物和汞。氪85 (Kr85)氣體也可以按照減小以符合政府法規(guī)的量用于放電區(qū)域；例如，存在于放電區(qū)域中的氬氣和/或氙氣與Kr85氣體的混合物能夠具有不超過0.16MBq/升的活性濃度。室溫下電弧管中氣體的組成是具有一些汞的氬和/或氙以及氪。例如，燈中的劑量能夠包括5.7mg的Hg以及以下(重量%)的金屬鹵化物:51.2%Na1、6.8%Τ1Ι、16.6%LaI3以及25.4%CaI2。這些鹵化物的總劑量重量能夠?yàn)?2mg。
[0030]被供給至觸頭的電流通過框架構(gòu)件和饋入裝置到達(dá)電極，并且在電極之間產(chǎn)生電弧。通過鎮(zhèn)流器為一個(gè)電極(例如，圖1中連接至饋入裝置28的電極)提供交流操作電壓而另一個(gè)電極處于相反電勢(shì)。圖1中連接至饋入裝置30的電極能夠接地。通過鎮(zhèn)流器向燈提供點(diǎn)火電壓脈沖和rms操作電壓。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)，上文提到的一個(gè)電極能夠與參照?qǐng)D1和圖3中的每一幅示出和描述的電極相反。例如，連接至饋入裝置30的電極能夠從鎮(zhèn)流器接收完全施加的電壓，而連接至饋入裝置28的電極接地。備選地，施加給燈的電壓能夠是浮置電壓，g卩，每一個(gè)電極都能夠具有以交流循環(huán)(相等但相反)施加于其上的電壓。
[0031]點(diǎn)火輔助設(shè)備用于改進(jìn)燈的點(diǎn)火。點(diǎn)火輔助設(shè)備包括電氣附接至框架構(gòu)件(18，89)并且圍繞電弧管的腿部設(shè)置的導(dǎo)電電線75的線圈73，所述電弧管的腿部圍繞在該腿部中延伸的饋入裝置。電線75的線圈73通過電弧管腿部的電氣絕緣陶瓷材料與它所圍繞設(shè)置的饋入裝置間隔開并且與饋入裝置電氣絕緣。盡管不期望受到理論約束，但是據(jù)信線圈73和電弧管腿部中的饋入裝置(和/或電弧管中心部分中的電極)與電弧管腿部中的非導(dǎo)電性氣體一起起到電容的作用。典型地，不存在卷繞電弧管腿部的線圈點(diǎn)火輔助設(shè)備，其中饋入設(shè)備具有與如附圖中所示或者位于電弧管的中心部分處的線圈輔助設(shè)備相同的電勢(shì)，其中完全找不到電弧管的導(dǎo)電部件。例如，參照?qǐng)D1，在該例子中，上部腿部42上或筒部分38上不具有電導(dǎo)體(線圈)。然而，除了電線將不在位于電極之間的電弧管中心部分的區(qū)域中延伸之外，能夠?qū)魪膱D中所示的改型成在電弧管中心部分上以及圍繞腿部包括卷繞的電線。此外，卷繞的電線能夠圍繞另一個(gè)腿部延伸，但是該燈將采用位于燈的另一個(gè)側(cè)上的另一個(gè)框架構(gòu)件，該另一個(gè)框架構(gòu)件連接至該燈的另一側(cè)。盡管卷繞的電線典型地被布置成接近下部電極(圖1)，但是卷繞的電線還可以被相反地布置成接近上部電極，如圖3中所
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[0032]參照對(duì)比圖4，現(xiàn)在將描述對(duì)卷繞電線與展開電線相比的改進(jìn)性能的解釋。圖4A、圖4B和圖4C示出了高強(qiáng)度放電燈110，該高強(qiáng)度放電燈110包括連接至第一電極的框架電線114、連接至電勢(shì)相反的第二電極的電導(dǎo)體116、以及電極116在其中延伸的電弧管118。電氣連接至框架電線114的展開電線120卷繞電弧管的腿部121。用于完全卷繞情況的軸向電場(chǎng)濃度示于圖4A中。這示出了電線120的點(diǎn)源(實(shí)心圈)與相鄰電導(dǎo)體116之間的電場(chǎng)線122沿電導(dǎo)體長(zhǎng)度的一部分延伸。圖4B示出了從導(dǎo)體116徑向地延伸的徑向電場(chǎng)線124。對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量與線所跨過的每單位表面積的電場(chǎng)線的數(shù)量成比例。能夠看到，對(duì)于給定表面積而言，電場(chǎng)線在導(dǎo)體116附近比在電弧腿部121的圓周附近更集中。這示出了在電弧管腿部中在腿部的壁附近存在氣體不經(jīng)受高電場(chǎng)濃度的區(qū)域。
[0033]參照本發(fā)明的圖5C，電線75的線圈73具有定位在兩個(gè)端部128、130之間的中心部分126。線圈73在一個(gè)端部130處電氣附接至框架構(gòu)件18、89并且通過線圈的中心部分126圍繞電弧管腿部42延伸，線圈128的另一個(gè)端部例如未焊接。軸向電場(chǎng)濃度示于圖5A中。這示出了電線75的線圈73的點(diǎn)源(小圈)與相鄰電導(dǎo)體(電極58或饋入部分)之間的電場(chǎng)線132沿電導(dǎo)體長(zhǎng)度的一部分延伸。圖5A的軸向電場(chǎng)線比圖4A中的電場(chǎng)線更緊密地靠在一起。圖5B示出了徑向電場(chǎng)濃度。由于電線75隨著圍繞電弧管腿部延伸而盤繞，因此存在電線更靠近饋入裝置的線圈73的線匝的點(diǎn)以及電線較遠(yuǎn)離饋入裝置的線圈的線匝的點(diǎn)。為了簡(jiǎn)單起見，圖5B僅示出了從電線更靠近饋入裝置的線圈的線匝的點(diǎn)與電導(dǎo)體58的徑向電場(chǎng)線134。在對(duì)比圖4B和圖5B的過程中，顯而易見的是，與圖4B中的相比，圖5B中的電場(chǎng)線在電弧管腿部(42、121)的周邊附近以及在電導(dǎo)體58與電弧管腿部之間的氣體體積中更緊密地靠在一起。這是由于存在使電場(chǎng)線集中的與電弧管腿部42相接觸的多個(gè)緊密間隔開的小直徑電線75點(diǎn)，使得電場(chǎng)線沿電弧管腿部的壁以及氣體體積內(nèi)側(cè)在每表面積中更緊密地靠在一起。這意味著使用盤繞電線而不是展開電線，電弧管腿部中的氣體將暴露于較大的電場(chǎng)濃度。在卷繞電弧管腿部的盤繞電線中，存在沿軸線A (圖5A和圖5B)延伸的電線的回路，該軸線A在線圈的大部分長(zhǎng)度上橫向于方向D延伸，電極(或饋入裝置)沿該方向D延伸。
[0034]圖6、圖7和圖8示出了電線可以焊接至框架構(gòu)件的不同方式。在圖6中，電線75的線圈73以線圈的形狀焊接至框架構(gòu)件18、89。此處，線圈的中心部分126卷繞電弧管腿部42，而兩個(gè)端部128、130焊接至框架構(gòu)件以便電氣附接。一個(gè)缺點(diǎn)在于難以將較小的電線焊接至較大的電線，更不用說電線的線圈。圖7采用被放置在電線75的線圈73的端部128、130處的導(dǎo)電管136。管136焊接至框架構(gòu)件18、89，從而將管136、電線75的線圈73和框架構(gòu)件18、89的部分熔化在一起。圖8示出了電線75能夠包括位于端部140處的展開間隔部138以及位于卷繞電弧管腿部42的中心部分142處的電線75的線圈73。展開間隔138在兩個(gè)端部140處焊接至框架構(gòu)件18、89。在將線圈焊接至框架構(gòu)件的這些方式中的每一種方式中，線圈存在于框架構(gòu)件18、89與電弧管腿部42之間的位置處并且線圈存在于圍繞電弧管腿部布置的中心部分中。
[0035]圖9示出了不必具有圓形回路(圖8)而是能夠使線圈73的回路144伸展或變平，使得回路成橢圓形的電線75的線圈73。在該特定例子中，電線75的間隔部138展開，而電線的中心部分142包括線圈73的橢圓形回路144。電線在兩個(gè)端部140處的展開間隔部138焊接至框架構(gòu)件。通過圖6至圖9應(yīng)當(dāng)顯而易見的是，相比展開電線(圖4A至圖4C)，盤繞電線在由于電弧管或框架構(gòu)件在燈中移動(dòng)而施加于線圈的應(yīng)力方面是寬容的，這能夠是本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。即，如果框架電線和電弧管腿部中的一個(gè)或二者之間存在移動(dòng)，線圈將伸展而不會(huì)失效。
[0036]圖10示出了像圖6中一樣電氣附接至框架構(gòu)件18、89的電線75的線圈73。然而，差異在于端部128、130之間的線圈126的中心部分卷繞電弧管腿部42超過360度，SP，多圈。線圈能夠卷繞電弧管腿部甚至比圖10中所示地更多的圈數(shù)。
[0037]除了增大徑向電場(chǎng)線的密度，下文描述盤繞電線進(jìn)一步增強(qiáng)燈起始現(xiàn)象的原因。為了解釋的目的，傳統(tǒng)的放電燈不具有箔材起動(dòng)輔助設(shè)備，但是含有Kr85氣體和Ar氣。鎮(zhèn)流器用于在被包含于電弧管的氣密密封放電區(qū)域中的電極之間施加高電壓瞬時(shí)脈沖。超過當(dāng)前政府法規(guī)(例如，6.2MBq/l)的相對(duì)較高的Kr85氣體濃度用于傳統(tǒng)的放電燈，以允許在這種燈的額定壽命期間可靠地開始放電。傳統(tǒng)的放電燈中所產(chǎn)生的電場(chǎng)被定義為所施加的電壓/電極之間的氣隙。電極之間的間隙越大，電場(chǎng)就越小。電場(chǎng)越小，即使存在Kr85氣體和由鎮(zhèn)流器提供的高電壓電脈沖，也越難以可靠地開始(點(diǎn)火)放電。參照?qǐng)D2A，包括如圖所示的本發(fā)明的盤繞電線輔助設(shè)備，借助于例如間隙現(xiàn)在位于盤繞電線與相鄰電極之間的實(shí)際情況，燈中的電場(chǎng)高得多。該氣隙比電極之間的間隙小得多，并且電場(chǎng)因此大得多，并且電子雪崩的產(chǎn)生容易得多。本質(zhì)上，上部電極已被盤繞電線代替，原因是盤繞電線電氣連接至上部電極。
[0038]根據(jù)以上公開，本發(fā)明的多種改型和變型對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。因此，應(yīng)當(dāng)理解，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)能夠以與特別示出和描述的不同的方式來實(shí)施本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)度放電燈，所述高強(qiáng)度放電燈包括: 電氣絕緣電弧管，所述電氣絕緣電弧管由透光材料構(gòu)成； 電導(dǎo)體，所述電導(dǎo)體均在所述電弧管內(nèi)側(cè)彼此間隔開； 護(hù)罩，所述護(hù)罩由透光材料構(gòu)成，所述護(hù)罩封裝所述電弧管； 導(dǎo)電框架構(gòu)件，所述導(dǎo)電框架構(gòu)件布置于所述護(hù)罩的內(nèi)部，所述導(dǎo)電框架構(gòu)件電氣連接至所述電導(dǎo)體中的一個(gè)電導(dǎo)體；以及 點(diǎn)火輔助設(shè)備，所述點(diǎn)火輔助設(shè)備包括電氣附接至所述框架構(gòu)件并且圍繞所述電弧管布置的導(dǎo)電的電線的線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述電弧管包括中心部分以及兩個(gè)尺寸較小的腿部，所述兩個(gè)尺寸較小的腿部中的每一個(gè)腿部都從所述中心部分延伸，所述中心部分在所述電弧管內(nèi)側(cè)形成放電區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述電線的所述線圈圍繞所述腿部中的一個(gè)腿部布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述電線的所述線圈作為線圈焊接至所述框架構(gòu)件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述電線的所述線圈作為從所述線圈延伸的展開電線焊接至所述框架構(gòu)件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述放電區(qū)域包括惰性氣體以及汞和金屬鹵化物的劑量填充物。·
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，存在于所述放電區(qū)域中的氬氣和氙氣中的至少一種與Kr85氣體的混合物具有不超過0.16MBq/升的活性濃度。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述電導(dǎo)體包括被施加電壓的第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體，其中所述框架構(gòu)件電氣連接至所述第二導(dǎo)體，并且所述電線的所述線圈圍繞所述腿部中的一個(gè)腿部布置但是與所述第一電導(dǎo)體電氣絕緣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述電線的所述線圈由選自包括Nb、Mo、Ta、Pt、Re、W、N1、Fe的組的賤金屬及其組合，或者具有由一種或多種所述賤金屬構(gòu)成的鍍層的任一種所述賤金屬的組合構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述電線的所述線圈卷繞所述電弧管的所述腿部中的一個(gè)腿部超過360度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述電線的所述線圈具有非圓形回路。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述電線的所述線圈在圍繞軸線的回路中延伸，所述軸線在所述電線的所述線圈的大部分長(zhǎng)度上橫向于縱向方向延伸，所述電導(dǎo)體沿所述縱向方向延伸。
13.—種高強(qiáng)度放電燈，所述高強(qiáng)度放電燈包括: 電氣絕緣電弧管，所述電氣絕緣放電管由透光材料構(gòu)成，其中所述電弧管包括中心部分以及兩個(gè)尺寸較小的腿部，所述兩個(gè)尺寸較小的腿部中的每一個(gè)腿部都從所述中心部分延伸，所述中心部分在所述電弧管內(nèi)側(cè)形成放電區(qū)域； 電導(dǎo)體，所述電導(dǎo)體均在所述電弧管的所述中心部分內(nèi)側(cè)彼此間隔開；護(hù)罩，所述護(hù)罩由透光材料構(gòu)成，所述護(hù)罩封閉所述電弧管； 導(dǎo)電框架構(gòu)件，所述導(dǎo)電框架構(gòu)件布置于所述護(hù)罩的內(nèi)部，所述導(dǎo)電框架構(gòu)件電氣連接至所述電導(dǎo)體中的一個(gè)電導(dǎo)體；以及 點(diǎn)火輔助設(shè)備，所述點(diǎn)火輔助設(shè)備電氣附接至所述框架構(gòu)件，所述點(diǎn)火輔助設(shè)備包括圍繞所述腿部中的一個(gè)腿部布置的導(dǎo)電的電線的線圈。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述電導(dǎo)體布置于所述腿部中，并且布置于由所述電線的所述線圈圍繞其設(shè)置的所述腿部中的所述電導(dǎo)體不連接至所述框架構(gòu)件。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述電線的所述線圈作為線圈焊接至所述框架構(gòu)件。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述電線的所述線圈作為從所述線圈延伸的展開電線焊接至所述框架構(gòu)件。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述放電區(qū)域包括惰性氣體以及汞和金屬鹵化物的劑量填充物。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，存在于所述放電區(qū)域中的氬氣和氙氣中的至少一種與Kr85氣體的混合物具有不超過0.16MBq/升的活性濃度。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，除了所述電導(dǎo)體的尖端之間的區(qū)域之外，所述電線的所述線圈還圍繞所述電弧管的所述中心部分布置。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所 述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述電線的兩個(gè)所述線圈中的每一個(gè)線圈都電氣附接至與兩個(gè)所述電導(dǎo)體中的每一個(gè)電導(dǎo)體電氣接觸的兩個(gè)所述框架構(gòu)件中的每一個(gè)框架構(gòu)件，并且圍繞所述腿部中的每一個(gè)腿部布置，所述腿部具有處于與所述電線的所述線圈的相反的電勢(shì)的所述電導(dǎo)體。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述電線的所述線圈卷繞所述電弧管的所述腿部中的一個(gè)腿部超過360度。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述電線的所述線圈具有非圓形回路。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述電線的所述線圈在圍繞軸線的回路中延伸，所述軸線在所述電線的所述線圈的大部分長(zhǎng)度上橫向于縱向方向延伸，所述電導(dǎo)體沿所述縱向方向延伸。
24.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述電線的所述線圈在所述框架構(gòu)件與所述電弧管之間的位置處呈線圈的形式。
【文檔編號(hào)】H01J61/82GK103858206SQ201280050507
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月14日
【發(fā)明者】A.博羅茨基 申請(qǐng)人:通用電氣公司