專利名稱：金屬鹵化物燈用石英電弧管的制作方法
技術領域：
本發明屬于電光源技術領域，具體涉及到50w～150w、175w～400w普通照明用小、中功率金屬鹵化物燈用石英電弧管。
背景技術：
金屬鹵化物燈(簡稱金鹵燈)電弧管用石英材料制作的稱為石英金屬鹵化物燈(簡稱石英金鹵燈)，其電弧管稱為石英電弧管。目前國內外生產的50w～400w石英金鹵燈的(石英)電弧管皆是具有專用排氣管石英電弧管如圖1a、圖1b所示，圖中6為殘留排氣管。由于有了專用排氣管，電弧管在排氣封離后留有一個臍，破壞了電弧管腔體的完整性，電弧管工作時，球泡表面溫度不均勻，降低了電弧管的光輸出，增加了色溫的不穩定性，影響了電弧管的壽命。電弧管是金鹵燈的心臟，金鹵燈的光電參數、壽命的長短，主要決定電弧管的優劣。因此，開發具有光效更高、壽命更長、色溫相對穩定的電弧管，是提高金鹵燈性能的關鍵與核心技術。
無專用排氣管石英電弧管(簡稱無排氣管電弧管)與同類有排氣管石英電弧管(簡稱有排氣管電弧管)比較，光效高25％以上，壽命長30％以上，色溫離散與漂移小，一致性較好，制造成本相當。
發明內容
本發明的目的在于金屬鹵化物燈用石英電弧管，它能提高石英金鹵燈的光效，延長使用壽命，使光色一致，獲得舒適的照明環境，在保證照度不變的情況下，可以采用小瓦數的無排氣管金鹵燈，從而減少了用電量，延長使用周期，降低了使用費用，可獲得較大的經濟效益與社會效益，以達到節約能源、保護環境的目的。
本發明采用如下技術方案一種金屬鹵化物燈用石英電弧管，由作為放電室的泡殼、直導絲電極組件和折彎導絲電極組件組成，直導絲電極組件及折彎導絲電極組件分別設在泡殼的兩端，泡殼為橢球體或圓柱體，其外表面光滑完整。
本發明是在原金鹵燈的基礎上，改進與創新，因此其工作原理及工作過程是金屬鹵化物燈是在高壓汞燈的基礎上發展起來的。高壓汞燈的發光效率在39～54Lm/w，但不足之處是顯色指數僅40～50，限制了它的應用與發展。金屬鹵化物燈即在電弧管內除充入惰性氣體、汞以外，再充入一些金屬鹵化物(通常為碘化物)，燈啟動時隨著惰性氣體電離，汞激發，形成穩定的放電電弧，金屬鹵化物分子進入電弧中心高溫區，被分解成為金屬原子和鹵素原子，金屬原子被電離和激發，發出特征譜線，產生耀眼的弧光。電弧管燃點時電弧中心溫度最高，泡殼表面溫度最低，對有專用排氣管的電弧管而言，泡殼上殘留排氣管處最低。當電弧管工作時，電弧中心區被離解的金屬原子和鹵素原子，會向溫度低的泡殼壁遷移擴散，遇到溫度較低的泡殼壁之后復合成為金屬鹵化物，由于電弧管殘留排氣管處溫度最低，所以離解的金屬原子與鹵素原子向此處遷移擴散的速度快、復合快，使電弧形狀產生畸變，能量損失大、發光的金屬原子減少，光的譜線減弱，光效降低。排氣管封離時，每只電弧管上殘留的排氣管部分不可能完全一致，因此，各個電弧管在該處的溫度就有高低，色溫就有差異，燈的光色就很難一致。由于復合快，能量損失大，降低了電弧管的壽命。
無專用排氣管電弧管，由于電弧管泡殼無殘留排氣管(肚臍)，電弧管腔體(放電室)完整，壁厚一致，電弧管工作時表面溫度均勻。因此，當電弧管燃點時，電弧中心區被離解的金屬原子與鹵素原子，會均勻平緩地由中心向管壁遷移，復合慢，能量損耗小，電弧的形狀不畸變。因此光效高、壽命長、光色一致性好等。
與現有技術相比，本發明具有如下優點用本發明的無專用排氣管石英電弧管做成的金鹵燈，同國內外同類有專用排氣管石英電弧管做成的金鹵燈相比，有以下優點1、光效高20％以上，而50w、70w、100w金鹵燈的光效可提高到30％以上；2、壽命延長30％以上；3、色溫漂移小，光色一致性好；4、熱啟動時間短等。
本發明所以具有以上的優點，是因為其電弧管無專用的排氣管，保持了電弧管腔體的完整性，電弧管燃點時，電弧管表面溫度比較均勻，使電弧能較穩定的工作。
圖1為有專用排氣管石英電弧管；圖1a為橢球形有專用排氣管石英電弧管，圖1b為圓柱形有專用排氣管石英電弧管，圖1中6為封離后的殘留排氣管。
圖2為無專用排氣管石英電弧管；圖2a為橢球形無專用排氣管石英電弧管的主視圖，圖2b為橢球形無專用排氣管石英電弧管的俯視圖，圖2c為圓柱形無專用排氣管石英電弧管的主視圖，圖2d為圓柱形無專用排氣管石英電弧管的俯視圖。
圖3為無專用排氣管石英電弧管泡殼；圖3a為橢球形無專用排氣管石英電弧管泡殼，圖3b為圓柱形無專用排氣管石英電弧管泡殼。
圖4為電極組件；圖4a為直導絲電極組件的主視圖，圖4b為直導絲電極組件的俯視圖，圖4c為折彎導絲電極組件的主視圖，圖4d為折彎導絲電極組件的俯視圖。
圖5為用70w無專用排氣管石英電弧管做的70w金鹵燈的結構示意圖，圖5為用400w無專用排氣管石英電弧管做的400w金鹵燈的結構示意圖，圖5為用50w～400w無專用排氣管石英電弧管封裝成的雙端金鹵燈的結構示意圖。
具體實施例方式
一種金屬鹵化物燈用石英電弧管，由作為放電室的泡殼42、直導絲電極組件41和折彎導絲電極組件43組成，直導絲電極組件41及折彎導絲電極組件43分別設在泡殼42的兩端，泡殼42為橢球體或圓柱體，其外表面光滑完整。上述直導絲電極組件41由依次順序相連的帶純鎢電極圈的釷鎢或純鎢電極411、鉬箔412及鉬制成的直導絲413組成。上述折彎導絲電極組件43由依次順序相連的帶純鎢電極圈的釷鎢或純鎢電極431、鉬箔432及折彎導絲433組成。
本發明設計的石英電弧管如圖2a、圖2b、圖2c、圖2d所示；主要由電弧管泡殼42、電極組件41、43、泡殼內注入的金屬鹵化物、汞或其代用物質、惰性氣體、加熱后壓制而成。
本發明中，電弧管泡殼由低雜質含量與低羥基(OH-)的石英材料吹制而成，結構形狀見圖3a、圖3b。電弧管泡殼有橢球形與圓柱形兩種，根據燈功率的不同，其結構尺寸有所不同，見表1。
表1石英電弧管極間距及泡殼結構尺寸 尺寸單位mm
本發明中，電弧管兩端壓入的電極組件其結構不完全相同，一端的引出線為直導絲如圖4a中的直導絲413，另一端的引出線為折彎導絲如圖4c中的433。電極組件由帶純鎢電極圈的釷鎢或純鎢電極411或431、鉬箔412或432、鉬制成的直導絲或折彎導絲(引出線)413或433組成。根據燈功率的不同、電極組件的尺寸、兩電極間距(圖2中的L0)亦不同，見表2。本發明在電弧管兩端壓入的這種特殊結構的電極組件為本發明帶來如下積極效果在電極裝配時，(1)直導絲電極在電弧管的腔體內，可通過調整機構獲得精確的位置，并且結構簡單、制造方便、成本低。(2)折彎導絲電極在電弧管的腔體內能獲得自定位，這是制造無排氣管電弧管的關鍵。
表2電弧管電極組件尺寸 尺寸單位mm
用本發明中的電弧管封裝成的金屬鹵化物燈，其光、電參數見表3。
表3無排氣管石英金鹵燈的基本參數
本發明的電弧管內，還裝入發光物質金屬鹵化物、注入適量的汞、充入一定壓力的氬氣。
權利要求
1.一種金屬鹵化物燈用石英電弧管，由作為放電室的泡殼(42)、直導絲電極組件(41)和折彎導絲電極組件(43)組成，直導絲電極組件(41)及折彎導絲電極組件(43)分別設在泡殼(42)的兩端，其特征在于泡殼(42)為橢球體或圓柱體，其外表面光滑完整。
2.根據權利要求1所述的金屬鹵化物燈用石英電弧管，其特征在于直導絲電極組件(41)由依次順序相連的帶純鎢電極圈的釷鎢或純鎢電極(411)、鉬箔(412)及鉬制成的直導絲(413)組成。
3.根據權利要求1或2所述的金屬鹵化物燈用石英電弧管，其特征在于折彎導絲電極組件(43)由依次順序相連的帶純鎢電極圈的釷鎢或純鎢電極(431)、鉬箔(432)及折彎導絲(433)組成。
全文摘要
本發明公開了一種金屬鹵化物燈用石英電弧管，由作為放電室的泡殼、直導絲電極組件和折彎導絲電極組件組成，直導絲電極組件及折彎導絲電極組件分別設在泡殼的兩端，泡殼為橢球體或圓柱體，其外表面光滑完整；本發明的優點在于金屬鹵化物燈用石英電弧管，它能提高石英金鹵燈的光效，延長使用壽命，使光色一致，獲得舒適的照明環境，在保證照度不變的情況下，可以采用小瓦數的無排氣管金鹵燈，從而減少了用電量，延長使用周期，降低了使用費用，可獲得較大的經濟效益與社會效益，以達到節約能源、保護環境的優點。
文檔編號H01J61/00GK1845294SQ20061004002
公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月29日 優先權日2006年4月29日
發明者李廣安, 王海鷗, 何榮開, 趙堅玉, 王宗進, 張明月, 呂家東, 李健康 申請人:東南大學