專利名稱：一種高壓汞蒸氣放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓汞蒸氣放電燈，包括抗高溫材料制成的外殼，其中設(shè)有鎢制成的兩個(gè)電極，和放電空間中的填充物，其主要由操作條件下自由運(yùn)動(dòng)的汞，稀有氣體和鹵素組成。
背景技術(shù)：
一種德國(guó)專利DE 38 13 421 A1公開(kāi)的高壓汞蒸氣放電燈，帶有鹵素的循環(huán)過(guò)程，以避免壁變黑，這種燈可用作視頻和數(shù)據(jù)投影儀的光源。燈只有不變黑，才能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)點(diǎn)燃時(shí)間。通過(guò)添加鹵素到填充物中可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)點(diǎn)燃時(shí)間，可防止從電極蒸發(fā)的鎢沉積到外殼壁上。由于與燈外殼和電極材料發(fā)生反應(yīng)，添加的鹵素含量在點(diǎn)燃過(guò)程有損失，這中斷了鹵素循環(huán)。燈用大量鹵素進(jìn)行填充將導(dǎo)致開(kāi)始點(diǎn)燃時(shí)出現(xiàn)氣相的高濃度鹵素，造成更多的電極腐蝕和更短的點(diǎn)燃時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是長(zhǎng)時(shí)間保證氣相的鹵素濃度平衡。
本發(fā)明提出的一種高壓汞蒸氣放電燈實(shí)現(xiàn)了這個(gè)目的，該放電燈包括抗高溫材料制成的外殼，其中設(shè)有鎢制成的兩個(gè)電極，和放電空間中的填充物，其主要由操作條件下自由的汞，稀有氣體和鹵素組成。根據(jù)本發(fā)明，外殼包括除放電空間外的第二空間，第二空間連接到放電空間。在第一點(diǎn)燃階段，汞蒸發(fā)并收集在第二空間。如果空間位置選擇適當(dāng)，一部分汞填充物將冷凝在第二空間形成液體汞，第二空間還可稱為中空空間，液體汞在操作期間不能再次蒸發(fā)。一部分充填鹵素以鹵化汞的形式溶解在液體汞中。
雖然鹵化汞在室溫下不溶于汞，但令人驚奇地在200℃以上出現(xiàn)溶解相。鹵化汞的溶解相可作為點(diǎn)燃燈中氣相的鹵素濃度的儲(chǔ)存或緩沖。在這種情況下，溶液上的離解壓力確定了氣相中的鹵素蒸氣壓。其結(jié)果是，燈含有鹵素緩沖，即液體或固體鹵素儲(chǔ)存，其可在氣相出現(xiàn)鹵素?fù)p失的情況下提供循環(huán)過(guò)程所需的鹵素量。
第二空間的體積在液體汞填充物體積的0.5％到40％之間，最好是在1％到10％之間。汞的主要部分因此保留在放電空間，不在第二空間中冷凝，使燈的操作壓力得到保持。因此儲(chǔ)存的體積很小，整個(gè)汞填充物中只有很小部分在第二空間冷凝。
簡(jiǎn)單地講，第二空間設(shè)置于電極引線貫穿件，這樣其溫度在燈點(diǎn)燃時(shí)低于放電空間的壁的最冷點(diǎn)。
第二空間最好設(shè)置在所述電極桿的內(nèi)端，或設(shè)置在電極桿的側(cè)面。由于距放電空間一定距離，溶解相儲(chǔ)存的溫度可選擇具有足夠的鹵化汞溶解，溶液相上的離解壓力在導(dǎo)致最佳鹵素遷移循環(huán)的范圍內(nèi)自身調(diào)節(jié)。放電空間和中空空間通過(guò)毛細(xì)管或槽互相連接，以便這兩個(gè)空間可實(shí)現(xiàn)壓力和濃度平衡。一般地，毛細(xì)管，裂口或槽會(huì)在生產(chǎn)過(guò)程中在電極桿附近出現(xiàn)，可用于連接。燈的外殼容納有一個(gè)或多個(gè)連接到放電空間內(nèi)部體積的第二中空空間，第二空間還可稱作外殼內(nèi)部空間，燈操作時(shí)其溫度比放電空間內(nèi)壁上的最冷點(diǎn)還要低，使得該部分的汞充填物可以冷凝。
對(duì)于用于視頻和數(shù)據(jù)投影儀的燈，最好測(cè)量汞填充物，使得操作時(shí)內(nèi)部空間保持超過(guò)0.15毫克/每立方毫米的汞含量。如果要達(dá)到最有利的發(fā)射壓力，操作時(shí)這些燈中的汞蒸氣壓必須非常高，這只有在外殼非常小時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。燈含有的汞填充物超過(guò)0.15毫克/每立方毫米。
一般地，使用的鹵素是溴，其在每立方毫米內(nèi)部空間的填充量為10-6到10-1μmole之間，最好在10-5到10-2μmole之間。
本發(fā)明的這些和其他方面將參考下面介紹的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，產(chǎn)生更清楚的了解。


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圖1是顯示帶有兩個(gè)位于電極桿端部的中空空間的高壓汞蒸氣放電燈的頂視截面圖；圖2是顯示帶有位于電極桿側(cè)面的中空空間的第二高壓汞蒸氣放電燈的頂視截面圖；和圖3是顯示帶有位于電極桿旁邊的中空空間的第三高壓汞蒸氣放電燈的頂視截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示高壓汞蒸氣放電燈1，設(shè)有石英玻璃外殼2，帶有橢圓形外殼中心部分3，和兩個(gè)外殼端部4，5，外殼端部還稱作電極引線貫穿件。電極引線貫穿件4，5內(nèi)分別設(shè)有鉬箔6，7，用于在突出到外面的供電導(dǎo)線8，9和電極桿10，11之間真空密封和電連接。電極桿10，11設(shè)置了形成鎢電極12，13的端部12，13，其突出到外殼中心部分3的放電空間14。電極引線貫穿件4，5設(shè)有中空空間15，16，其設(shè)置在電極桿10，11的端部17，18的鉬箔6，7上。中空空間15，16用于儲(chǔ)存，其體積小于填充的汞含量的10％。放電空間14通過(guò)壁19封閉。
圖2顯示第二高壓汞蒸氣放電燈21，設(shè)有石英玻璃外殼22，帶有橢圓形外殼中心部分23，和兩個(gè)電極引線貫穿件24，25。電極引線貫穿件24，25內(nèi)分別設(shè)有鉬箔26，27，用于在突出到外面的供電導(dǎo)線28，29和電極桿30，31之間真空密封和電連接。電極桿30，31設(shè)置了形成鎢電極32，33的端部32，33，其突出到外殼中心部分23的內(nèi)部34。電極引線貫穿件24設(shè)有中空空間35，其設(shè)置在電極桿30側(cè)面和鉬箔26的前面。中空空間35的體積小于填充的汞含量的10％。
圖3顯示第三高壓汞蒸氣放電燈41，設(shè)有石英玻璃外殼42，帶有橢圓形外殼中心部分43，和兩個(gè)電極引線貫穿件44，45。電極引線貫穿件44，45內(nèi)分別設(shè)有鉬箔46，47，用于在突出到外面的供電導(dǎo)線48，49和電極桿50，51之間真空密封和電連接。電極桿50，51設(shè)置了形成鎢電極52，53的端部52，53，其突出到外殼中心部分43的內(nèi)部54。電極引線貫穿件44設(shè)有中空空間55，其設(shè)置在電極桿50旁邊和鉬箔46的前面。中空空間55的體積小于填充的汞含量的10％。設(shè)置了至少一個(gè)毛細(xì)管56或通道從中空空間55延伸到電極桿50，或直接延伸到放電空間54。
德國(guó)專利DE 3813421 A1介紹了一種最大壓力汞燈，其中氣相自由溴的濃度在10-4和10-6μmol/mm3之間。這個(gè)范圍可保證最佳的鹵素遷移循環(huán)。這對(duì)應(yīng)于點(diǎn)燃燈中HgBr2所需的離解壓力在大約0.4到40mbar之間。穩(wěn)定的氣相的鹵素濃度最好接近下閾值操作燈，以使得電極腐蝕盡可能小。
德國(guó)專利DE 3813421 A1介紹的燈1，21用于實(shí)驗(yàn)序列，可用作視頻和數(shù)據(jù)投影儀的光源，顯示視頻圖象，儲(chǔ)存空間15，16或35設(shè)置在電極桿10，11，30的一端17，18或側(cè)面。填充物的氬作為起動(dòng)氣體，汞的含量每立方毫米內(nèi)部體積為0.25毫克，溴的含量大約為1.5×10-4μmole/mm3。對(duì)儲(chǔ)存空間15，16或35進(jìn)行選擇使得其小于10％填充汞的體積。儲(chǔ)存空間溫度在大約1000K時(shí)，離解壓力為大約4mbar，完全蒸發(fā)時(shí)需要大約50mbar。
清楚地顯示出的燈1，21具有比對(duì)應(yīng)的無(wú)儲(chǔ)存空間的參考燈更低的鎢遷移速率和更好的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性。在2000小時(shí)的點(diǎn)燃期間未發(fā)現(xiàn)氣相的溴含量有明顯的下降。
標(biāo)記表1汞蒸氣放電燈32電極2石英玻璃外殼33電極3外殼中心部分34外殼內(nèi)部4電極引線貫穿件 35中空空間5電極引線貫穿件 366鉬箔37電極的內(nèi)端7鉬箔38電極的內(nèi)端8供電線 399供電線 4010 電極桿 41汞蒸氣放電管11 電極桿 42石英玻璃外殼12 電極43外殼中心部分13 電極44電極引線貫穿件14 放電空間45電極引線貫穿件15 中空空間46鉬箔16 中空空間47鉬箔17 電極的內(nèi)端 48供電線18 電極的內(nèi)端 49供電線19 外殼壁 50電極桿20 51電極桿21 汞蒸氣放電燈52電極22 石英玻璃外殼53電極23 外殼中心部分54外殼內(nèi)部24 電極引線貫穿件 55中空空間25 電極引線貫穿件 56毛細(xì)管26 鉬箔57電極的內(nèi)端27 鉬箔58電極的內(nèi)端
28供電線5929供電線6030電極桿6131電極桿6權(quán)利要求
1.一種高壓汞蒸氣放電燈(1，21，41)，包括抗高溫材料制成的外殼(2，22，42)，其中設(shè)有鎢制成的兩個(gè)電極(12，13，32，33，52，53)，和放電空間(14，34，54)中的填充物，其主要由操作條件下自由的汞，稀有氣體和鹵素組成，其特征在于，所述外殼(2，22，42)設(shè)有第二空間(15，16，35，55)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓汞蒸氣放電燈，其特征在于，所述第二空間(15，16，35，55)的溫度在操作時(shí)比所述放電空間(14)的壁(19)內(nèi)側(cè)最冷點(diǎn)更低。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓汞蒸氣放電燈，其特征在于，所述第二空間(15，16，35，55)的體積是液體汞填充物體積的0.5％到40％，優(yōu)選為1％到10％。
4.根據(jù)前面權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的高壓汞蒸氣放電燈，其特征在于，所述第二空間(15，16，35，55)設(shè)置在電極引線貫穿件(4，5，24，25，44，45)內(nèi)。
5.根據(jù)前面權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的高壓汞蒸氣放電燈，其特征在于，所述第二空間(15，16)設(shè)置在所述電極桿(10，11)的內(nèi)端(17，18)。
6.根據(jù)前面權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的高壓汞蒸氣放電燈，其特征在于，所述第二空間(35)設(shè)置在所述電極桿(30)的側(cè)面。
7.根據(jù)前面權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的高壓汞蒸氣放電燈，其特征在于，所述第二空間(55)設(shè)置在所述電極桿(50)的旁邊。
8.根據(jù)前面權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的高壓汞蒸氣放電燈，其特征在于，每立方毫米內(nèi)部空間有超過(guò)0.15毫克的汞在操作期間蒸發(fā)。
9.根據(jù)前面權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的高壓汞蒸氣放電燈，其特征在于，使用的鹵素是溴，其在每立方毫米內(nèi)部空間的填充量為10-6到10-1μmole，優(yōu)選為10-5到10-2μmole之間。
10.一種照明裝置，具體為投影儀，設(shè)有前面權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的高壓汞蒸氣放電燈(1，21，41)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高壓汞蒸氣放電燈(1)，帶有抗高溫材料制成的外殼(2)，其中設(shè)有鎢制成的兩個(gè)電極(12，13)，和放電空間(14)中的填充物，其主要由操作條件下自由的汞，稀有氣體和鹵素組成。根據(jù)本發(fā)明，外殼(2)設(shè)有第二空間(15，16)。
文檔編號(hào)H01J61/30GK1833304SQ200480006038
公開(kāi)日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2004年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月6日
發(fā)明者H·E·菲舍爾, D·利爾斯, B·恩格爾布雷希特 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司