电弧管的充气护罩制造技术

提供一种具有电弧管的灯，电弧管具有透光壳。电弧管被封闭在保护壳例如密封护罩中的气体介质包围。气体介质优选为Ｈｅ或Ｈ↓［２］或Ｎｅ或８００℃时导热率大于Ｎ↓［２］的其它气体或它们的混合物，以帮助冷却电弧管。护罩的内侧和／或外侧可涂覆有扩散阻挡层。为帮助冷却电弧管的热区，可减小护罩和透光壳之间的间隙，可加厚电弧附近的护罩壁部分，可使电弧管向上偏离护罩的纵向轴线，可使电弧管的回流引线位于护罩和电弧管之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及放电灯，更具体而言，涉及具有电弧管(arctube)的放 电灯，该电弧管被封闭在保护壳(containment envelope)中的冷却气体包围。
技术介绍
现有的石英放电头灯的光效率较差，这是因为必须在头灯系统中吸收 电弧管发出的大量光(约30%或以上)，以主要避免头灯光束中所不需要的眩 光。由于各种影响，包括液体金属卣化物池(liquid metal halide pool)造成的 光散射、电弧的弯曲以及来自电弧管和护罩表面的反射，使得光源显得明 显大于电弧本身。头灯例如汽车头灯需要非常小的电弧管，汽车头灯的表 观光源长约5 mm或以下且直径约2 mm或以下。为了获得良好的光学性能， 期望使电弧管的外直径为约2-3 mm或以下。已存在有关内外直径极小的陶 瓷电弧管的教导，例如WO 2004/023517 Al,但这种电弧管具有极高的内部 温度。当在约35W下工作的陶瓷电弧管的外直径为约2 mm并且隙宽(gap length)为约5 mm时，陶瓷电弧管上部内表面的热区温度(hot spot temperature)(T3)达到高于1500 K，通常为约1700 K,然而陶瓷电弧管长寿 命的要求之一为T3低于约1500 K。需要在陶瓷电弧管的外部提供将T3温 度降至1500 K以下的冷却热环境。
技术实现思路
一种灯，其包括电弧管，该电弧管具有透光壳和一对间隔电极。电弧 管被封闭在其外部的保护壳中的气体介质包围。25。C时气体介质的至少10 mol。/o由He或H2或Ne或800。C时导热率大于N2的其它气体或它们的混合 物提供。保护壳可为护罩。透光壳外表面和护罩内表面之间的间隙优选小于透光壳的外直径。护罩的壁厚优选大于护罩内直径的10%。电弧管具有 电弧部分。邻近电弧部分的护罩第一部分的壁厚可大于与所述第一部分相隔的护罩第二部分的壁厚。(a)护罩的壁厚或者(b)电弧管和护罩之间间隙的 厚度或者(c)护罩的壁厚和间隙的厚度两者可以对有利地改善电弧管的轴向温度梯度有效的方式改变。电弧管纵向轴线可以对有利地改善电弧管的方位角溫度梯度(azimuthal temperature gradient)有效的方式垂直偏离护罩纵向 轴线。附图说明图1图示根据本专利技术的灯；和图2图示根据本专利技术替换性实施方案的灯。图3图示根据本专利技术的灯，其中仅沿邻近弧光间隙(arcgap)的电弧管区 域的护罩壁厚。图4图示根据本专利技术替换性实施方案的灯，其中仅沿邻近弧光间隙的 电弧管区域的护罩壁厚。图5图示根据本专利技术的灯，其中电弧管安装在垂直向上偏离护罩中心的位置。图6图示根据本专利技术的灯，其中沿邻近弧光间隙的电弧管区域电弧管 外表面和护罩内表面之间的间隙减小。图7图示4艮据本专利技术的灯，其中电弧管的电回流引线(electrical return lead)在电弧管外表面和护罩内表面之间的间隙中位于电弧管垂直向上的位置。图8为含有N2的气体混合物的导热率曲线图。图9a图示根据本专利技术的灯，其中电弧管共轴(concentrically)定位在不对称护罩内。图9b图示根据本专利技术的灯，其中电弧管的纵向轴线位于不对称护罩纵 向轴线垂直向上的位置。图IO显示沿图9a线10-10的护罩截面图。图ll显示图IO所示护罩的替换性实施方案。图12显示图IO所示护罩的替换性实施方案(未显示断面线)。具体实施例方式在随后的说明中，当给定优选范围例如5至25(或5-25)时，是指优选 至少为5并且单独地且独立地优选不大于25。参考图1,示出了具有电弧管12的高强度放电灯10，例如金属闺化物 灯，所述电弧管12容纳在密封保护壳例如密封护罩14内。电弧管12包括 容纳常规填充物的放电空间34。护罩14容纳填充冷却气体空间60的气体 介质或气体或冷却气体或冷却气体介质38，所述冷却气体空间60优选在电 极26、 28端部之间的^L电空间34周围的区域中包括电弧管12或透光壳16 外表面66和护罩内表面64之间的间隙或间距62。间隙62优选为环形间隙 并可具有均匀或不均匀的厚度。电弧管12包括优选为柱状或者替换性地为 长椭球状、球状或其它形状的透光壳16(在图1中示为管)，该透光壳气密封 且两端被第一立柱18和第二立柱20至少部分地堵住，所述立柱优选为柱 状，但也可为截面近似矩形或其它形状的箍缩(pinched)几何体。立柱18、 20可为石英或陶瓷，但也可为其它材料，例如钼或本领域已知的其它高温 金属。电弧管12和透光壳16可为石英或者其它高温透明或半透明材料， 但优选陶乾，这是因为陶资对冷却气体38的渗透性较低并且具有高的温度 极限，从而能够实现较小的电弧管12。灯10还包括分别与间隔电极26、 28电连接的导电体22、 24。导电体24固定在引线支架30的弯折端部分上， 所述引线支架以常规方式与基座32相连并且被电绝缘管例如石英或陶瓷管 36部分地包围。尽管显示引线支架30位于护罩14的外部而形成双端护罩， 但在一些灯的构造中，引线支架也可位于护罩14的内部而形成单端护罩。 在单端护罩设计中，例如图7所示，导电体22和24两者在最接近基座32 的同一端馈通护罩14。除了本申请所说明的之外，上述灯10及其部件为常 M^的且为本领域已知的。本专利技术可用于头灯和汽车放电头灯，但也可用于所有高强度放电灯以 及不太优选的白炽灯和LED灯，并且具有任意光源壳，如本申请所述，当 光源壳被气密封气体被动冷却或者被紧密贴合光源壳的护罩或具有厚壁的 护罩或被具有任何所述优势的组合被动冷却时，可使光源壳更小且更亮。 在汽车放电头灯应用中，包括壳或管16的电弧管12优选由多晶氧化铝、 多晶YAG或本领域已知的其他陶瓷制成。电才及端部之间的间距或弧光间隙 优选为1-7、 2-6或约4mm,并且灯优选在15-1000、 15-500、 15-100、 20-60、30-40或约35W下工作。壳16的内直径优选小于2.6、 2、 1.5、 1.4、 1.3、 1.2、 U、 1、 0.9、 0.8、 0.7 mm,管或壳16的壁厚优选为0.2-1、 0.3-0.8或约0.4 mm。管或壳16的 外直径优选小于6、 5、 4、 3、 2.5、 2.3、 2.2、 2.1、 2、 1.9、 1.8、 1.7、 1.6、 1.5、 1.4或1.3 mm。间距或间隙62(护罩14内侧64和管16外侧66之间) 与壳16的外直径之比优选小于2、 1.5、 1、 0.8、 0.7、 0.6、 0.5、 0.4、 0.3、 0.2或0.1(对于He或其它有益气体，不必为紧密贴合的护罩)。如果间隙62 为厚度均匀的环状间隙，则其优选小于2、 1.5、 1、 0.8、 0.7、 0.6、 0.5、 0.4、0. 3、 0.2或0.1mm。护罩14优选为圓柱状，并且优选具有均匀或基本均匀 的约0.5-6或1-3 mm或者优选约2mm的壁厚且优选具有大于护罩内直径的 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 90%、 100%、 150%或 200%的壁厚，并且优选由石英制成，或者在温度足够低的情况下由硬质玻 璃例如铝硅酸盐玻璃(例如GE 180型)或温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种灯，包括具有透光壳和一对间隔电极的电弧管，所述电弧管被封闭在其外部的保护壳中的气体介质包围，２５℃时至少１０ｍｏｌ％的所述气体介质由Ｈｅ或Ｈ↓［２］或Ｎｅ或８００℃时导热率大于Ｎ↓［２］的其它气体或它们的混合物提供。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-9-14 60/717,087;US 2006-2-28 11/363,5981.一种灯，包括具有透光壳和一对间隔电极的电弧管，所述电弧管被封闭在其外部的保护壳中的气体介质包围，25℃时至少10mol％的所述气体介质由He或H2或Ne或800℃时导热率大于N2的其它气体或它们的混合物提供。2. 权利要求1的灯，其中25。C时至少80 mol。/。的所述气体介质由He提供。3. 权利要求1的灯，其中25。C时所述气体介质的压力为0.1-10 atm。4. 权利要求1的灯，其中25。C时所述气体介质的0.1-90 mol。/。为N2。5. 权利要求l的灯，其中所述保护壳为护罩，所述护罩具有内表面和 内直径以及外表面和外直径。6. 权利要求5的灯，其中所述护罩的内表面或外表面被涂层充分覆盖，7. 权利要求6的灯，其中所述涂层包含氧化钽或二氧化钛或氧化铝或 氧化铪或其它高温透明材料或它们的组合。8. 权利要求5的灯，其中所述透光壳具有外直径，所述透光壳的外直 径和所述护罩的内直径之间的差小于所述透光壳外直径的两倍。9. 权利要求5的灯，其中所述护罩的外直径和所述护罩的内直径之间 的差大于所述护罩内直径的20%。10. 权利要求l的灯，其中所述透光壳为外直径小于4mm的管。11. 权利要求5的灯，其中所述护罩的外直径小于8mm。12. —种灯，包括具有透光壳和一对间隔电极的电弧管，所述电弧管 被封闭在其外部的保护壳中的气体介质包围，所述透光壳具有外表面和外 直径，所述保护壳为具有内表面和内直径的护罩，所述透光壳的外表面和 所述护罩的内表面之间存在间隙，所述间隙小于所述透光壳的外直径。13. 权利要求12的灯，其中所述间隙小于所述透光壳外直径的一半。14. 一种灯，包括具有透光壳和一对间隔电极的电弧管，所述电弧...

【专利技术属性】
技术研发人员：加里R艾伦，戴维C杜迪克，维克托K瓦尔加，罗伯特巴兰伊，阿戈斯顿博罗茨基，伊丽莎白A古佐夫斯基，李建武，罗科T乔达诺，斯维特兰纳塞莱兹尼娃，阿莫尔S马莱，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]