陶瓷高强度放电车灯制造技术

一种高强度放电灯，该高强度放电灯包括：限定内部空间的发光管，该发光管的管壁由陶瓷材料制成，所述发光管具有其中分别形成有第一开口和第二开口的第一端部和第二端部；两个放电电极，第一电极延伸通过发光管的第一端部的第一开口，第二电极延伸通过发光管的第二端部的第二开口，一同形成位于发光管内放电电极端部之间的间隙；其中发光管限定的内部空间的特征在于内径为１ｍｍ～３ｍｍ（包括端值）以及内部长度为５ｍｍ～１０ｍｍ（包括端值），其中发光管的管壁厚度为０．３ｍｍ～０．８ｍｍ（包括端值），其中发光管内电极各端的柄直径为０．２ｍｍ～０．５５ｍｍ（包括端值），以及其中位于发光管内电极端部之间的间距小于４ｍｍ。

【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照明系统领域，更具体而言，涉及高强度》文电灯。
技术介绍
在汽车工业中，高强度放电(HID)灯正开始取代传统白炽闺素灯用于头 灯照明。在HID灯中，通过封闭在两端密封的石英封壳内的两个金属电极 之间的放电，来产生光。HID灯的主要优势在于高的流明输出、较好的功 效和较长的寿命。现有的HID头灯为石英金属卤化物灯(Quartz Metal Halide lamp)，这种灯也用于普通照明。石英金属卤化物灯中的放电介质由氙、汞、碘化钠(Nal)和/或碘化钪(Scl3) 的混合物组成，其中封壳或电弧管由石英制成且在封壳内具有伸出的钨电 极。在使用中，为实现光耦合(optical coupling),使灯的尺寸足够小。此夕卜， 要求灯从开启一刻起在不超过4秒的时间内达到输送其稳态流明的至少 80%,以满足汽车工业快速启动的标准。灯尺寸小和快速启动的要求造成较 高的壁面热负载，进而造成对石英封壳材料的一些限制，并在电弧管中特 别是在电极根部附近造成明显的热应力。这些局限导致灯的寿命缩短，还 降低了灯的可靠性。由于改善的可靠性和性能，HID灯中的石英正在被陶瓷材料如多晶氧 化铝(PCA)和钇铝石榴石(YAG)所取代。陶瓷电弧管可耐受较高的温度，且 可使陶瓷灯中的冷点温度(cold spot temperature)达到足够高的值以使金属卤 化物配料蒸发并使发光元素和緩沖气体两者形成足够的蒸气压。然而，变 换为陶瓷材料需要改变HID灯的设计以使灯的热和结构完整性达到最佳。
技术实现思路
本专利技术涉及高强度放电灯，该高强度放电灯提供足够大的冷点温度， 同时提供足够小的热点温度(hot spot temperature),此外电极端部温度足够高 以在灯内提供电子发射和低应力。为此，披露了一种灯，其包括限定内部空间的发光管(light emitting vessel)，该发光管的管壁由陶瓷材料制成，该发 光管具有其中分别形成有第一开口和第二开口的第一端部和第二端部。还披露了两个放电电极，第一电极延伸通过发光管的第一端部第一开口，第 二电极延伸通过发光管第二端部的第二开口 ， 一同形成位于管内放电电才及 端部之间的间隙。发光管限定的内部空间的特征在于内径为lmm 3mm(包括端值)以及内 部长度为5mm 10mm(包括端值)。管壁厚度为0.3mm 0.Smm(包括端值)。管 内电极各端的柄直径(shank diameter)为0.2mm 0.55mm(包括端值)。位于发 光管内电极端部之间的间隙小于4mm。在另一示范性实施方案中，披露了一种高强度放电灯，其提供足够大 的冷点温度，同时提供足够小的热点温度，此外电极端部温度足够高以在 灯内提供电子发射和低应力。该高强度放电灯包括限定内部空间的发光管， 该发光管的管壁由陶瓷材料制成，所述发光管具有其中分别形成有第 一开 口和第二开口的第一端部和第二端部。还4皮露了两个方文电电极，第一电才及延伸通过发光管第一端部的第一开口 ，第二电极延伸通过发光管第二端部 的第二开口 ， 一同形成位于管内放电电极端部之间的间隙。此外，紧贴发光管端部附近的发光管外表面设置反射涂层。发光管限 定的内部空间的特征在于内径为1.5mm 2. lmm(包括端值)以及内部长度为 6mm 10mm(包括端值)。管壁厚度为(Umm O.Mmm(包括端值)。管内电极 各端的柄直径为0.3mm 0.5mm(包括端值)。位于管内电极端部之间的间隙 为4mm 5mm(包^端^f直)。在另 一示范性实施方案中，高强度放电灯包括限定内部空间的发光管， 该发光管的管壁由陶瓷材料制成，该发光管具有其中分别形成有第 一开口 和第二开口的第一端部和第二端部。该高强度放电灯还包括两个放电电极，第一电极延伸通过发光管第一端部的第一开口，第二电极延伸通过发光管 第二端部的第二开口 ， 一同形成位于管内放电电极端部之间的间隙。发光管限定限定的内部空间的特征在于内径为lmm 1.7mm(包括端值) 以及内部长度为5mm Smm(包括端值)。管壁厚度为0.3mm 0.6mm。管内电 极各端的柄直径为0.25mm 0.5mm(包括端值)。此外，位于管内电极端部之 间的间隙小于3mm。附图说明将参考在附图中示例的本专利技术具体实施方案对以上简要描述的本专利技术 进行更具体的说明。应当理解的是，这些附图仅示意本专利技术的典型实施方 案，因而不应认为其限制本专利技术的范围，将利用附图对本专利技术进行额外具 体和详细的描述和解释，其中图1是本专利技术没有涂层的HID灯的示范性实施方案的示意图； 图2是本专利技术具有涂层的HID灯的示范性实施方案的示意图； 图3是电弧放电和电极传导之间电弧管受热分区的示范性实施方案的 示意图4是电弧管壁厚及其直径对电弧管中产生的最大稳态轴向应力的相 对作用的示意图；及图5是电弧管壁厚及其直径对电弧管中产生的最大稳态环向应力的相 对作用的示意图。具体实施例方式将参考附图说明本专利技术的示范性实施方案。如下所示，为本专利技术的不 同方面设置尺寸范围。尽管未明确说明，但所述范围包括限定该范围的值。 因而，具体尺寸可具有下述实际的范围限制。此外，这些范围限制仅为近 似值。由于利用两个有效数字设置限制，所以可进位舍入下一有效两位数 的限制之外的值也应当认为包括在所设置的范围限制内。本申请还给出了 实际的计算数据。尽管本申请给出了计算数据，但任何情况下都不应认为 限定本专利技术的范围。本领域技术人员能够容易的理解，根据针对不同情况 可能不完全一致的试验条件，提供的结果不 一定总能够准确地重复。另外，尽管给出了本申请所披露的尺寸，虽然对于具体元件尺寸一致， 但元件的尺寸可随位置而改变。例如，在一种示范性实施方案中包括电弧 管立柱(arc-tube leg)和电弧管壳体(body)的电弧管具有均匀的壁厚。然而在 另一示范性实施方案中，电弧管壳体可具有与电弧管立柱不同的壁厚。此外，尽管全文讨论陶瓷HID车灯，但本专利技术还可应用于其他陶瓷HID 灯。因此，本专利技术可应用交通运输工具如用于飞机起落装置的其他陶瓷HID 灯，以及常用陶覺HID灯。另外，由于使用陶瓷封壳材料取代石英，本申 请所披露的HID灯与石英灯相比在更高的温度下工作。从而可提供更有效的无汞灯。在设计陶瓷HID灯时，应考虑灯工作期间在电弧管外侧部分上可能形 成环向和轴向拉应力。这些应力可能源于电弧管内的巨大温度梯度，所述温度梯度可能源于从放电处(discharge)到管壁的热通量。鉴于此，本申请的 一个设计目的在于提供一种灯，其在电弧管内以及沿电弧管长度具有降低 的温度梯度。另一个设计目的在于限制电弧管内侧上的应力和温度增长。 限制应力和温度将降低电弧管内蠕变变形的可能性。为此，由于HID灯的 温度至少大部分受电弧管和电极尺寸控制，所以可相对彼此同时优化所述 元件的尺寸。图1为本专利技术没有涂层的HID灯的示范性实施方案的示意图。如图所 示，陶资HID灯5具有直圆柱形电弧管壳体10,也称作封壳或外壳。电弧 管的中间部分优选为圆柱形几何形状，但还可为椭圓形、球形或中间形状。 共烧的圆柱形陶瓷立柱12位于电弧管壳体10的两相对端。在另一示范性 实施方案中，可使用一体式陶瓷电弧管，其中立柱12为该一体式陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度放电灯，包括：　ａ）限定内部空间的发光管，该发光管的管壁由陶瓷材料制成，所述发光管具有其中分别形成有第一开口和第二开口的第一端部和第二端部；　ｂ）两个放电电极，第一电极延伸通过所述发光管第一端部的第一开口，以及第二电极延伸通过所述发光管第二端部的第二开口，所述两个放电电极一同形成位于所述发光管内所述放电电极端部之间的间隙；　ｃ）其中所述发光管限定的内部空间的特征在于内径为１ｍｍ～３ｍｍ，包括端值，以及内部长度为５ｍｍ～１０ｍｍ，包括端值；　ｄ）其中所述发光管的管壁厚度为０．３ｍｍ～０．８ｍｍ，包括端值；　ｅ）其中所述发光管内电极各端的柄直径为０．２ｍｍ～０．５５ｍｍ，包括端值；以及　ｆ）其中位于所述发光管内电极端部之间的间距小于４ｍｍ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-11-30 11/289,9321. 一种高强度放电灯，包括:a)限定内部空间的发光管，该发光管的管壁由陶瓷材料制成，所述发光管具有其中分别形成有第一开口和第二开口的第一端部和第二端部；b)两个放电电极，第一电极延伸通过所述发光管第一端部的第一开口，以及第二电极延伸通过所述发光管第二端部的第二开口，所述两个放电电极一同形成位于所述发光管内所述放电电极端部之间的间隙；c)其中所述发光管限定的内部空间的特征在于内径为1mm～3mm，包括端值，以及内部长度为5mm～10mm，包括端值；d)其中所述发光管的管壁厚度为0.3mm～0.8mm，包括端值；e)其中所述发光管内电极各端的柄直径为0.2mm～0.55mm，包括端值；以及f)其中位于所述发光管内电极端部之间的间距小于4mm。2. 权利要求l的灯，其中减小所述内径时增大所述管壁厚度。3. 权利要求l的灯，其中增大所述内径时增大所述柄直径。4. 权利要求l的灯，其中减小所述发光管的内径时减小所述电极的柄 直径。5. 权利要求1的灯，还包括紧贴所述发光管端部附近的发光管外表面 的反射涂层。6. —种高强度放电灯，包括a) 限定内部空间的发光管，该发光管的管壁由陶瓷材料制成，所述发 光管具有其中分别形成有第一开口和第二开口的第一端部和第二端部；b) 两个放电电极，第一电极延伸通过所述发光管第一端部的第一开 口，以及第二电极延伸通过所述发光管第二端部的第二开口 ，所述两个放 电电极一同形成位于所述发光管内所述放电电极端部之间的间隙；c) 紧贴所述发光管端部附近的发光管外表面的反射涂层；d) 其中所述发光管限定的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯维特拉纳塞莱兹纳瓦，塞拉姆森达拉姆，莫哈梅德拉马纳，瑟吉扎利厄波夫斯基，加里R艾伦，维克托K瓦尔加，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]