制造气体放电灯用电极的方法技术

本发明专利技术描述了一种制造用于气体放电灯的电极(1)的方法，该方法包括：形成电极轴(10)；在绕组长度(LW)上形成线圈(2)；将线圈(2)布置在电极轴(10)上；以及使线圈(2)的材料熔融，使得当熔融的线圈材料已重新凝固时，凝固的材料(30,31)包括一体式外壳(3)，该一体式外壳(3)包括在绕组长度(LW)的一部分(LT)上的熔合部分(30)和在绕组长度(LW)的剩余部分(LB)上的罩部分(31)。本发明专利技术还描述了一种用于气体放电灯的电极(1)，该电极(1)包括：电极轴(10)；线圈(2)，其在绕组长度(LW)上布置在电极轴(10)上；以及一体式外壳(2)，其包括线圈(2)的重新凝固材料，该一体式外壳(3)包括在绕组长度(LW)的一部分(LT)上的熔合部分(30)和在绕组长度(LW)的剩余部分(LB)上的罩部分(31)。本发明专利技术还描述了一种气体放电灯(6)，其包括封闭放电容器(40)的灯头(4)、第一电极(1)和第二电极(1)，其中电极(1)布置成从放电容器(40)的相对侧伸入放电容器(40)中，其中电极(1)中的至少一个包括根据本发明专利技术的电极(1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术描述了、用于气体放电灯的电极和气体放电灯。
技术介绍
诸如用于数字投影照明(DPL)中的那些气体放电灯中的电极在灯工作期间变得非常热。特别地，超高压(UHP)气体放电灯中的操作条件使得在灯的最冷区域(即，夹箍区(pinch area))中容易达到1200K的温度。在电极末端处的温度可以容易地达到3700K。在这样的高温下，电极的热负荷是极大的，并且电极的末端可能回熔(melt back)并显著改变电极的形状。这被称为电极烧损(burn-back)。当两个电极均因烧损而变短时，电极的正面之间的间距变长，放电电弧也变长，从而使放电电弧的亮度减弱。在电弧放电灯的情况中，“光源”为放电电弧，并且光源的尺寸和形状与电极间距直接相关。小的电极间距通常是有利的，因为这以小的集光率(etendue)提供了接近点大小的光源。光源的集光率应与用于最佳投影仪或“射束器”(beamer)性能的光学系统的集光率匹配。例如，光学面板可以基于数字微反射镜装置中半导体芯片上的微反射镜的阵列。由于光学面板的成本与其尺寸有关，UHP灯中现有技术电极相对大的电极间距在用于使用这些灯的投影系统的光学面板的制造中也是成本因素。朝较小光学面板的演化使得较小的电极间距是期望的，因此现有技术电极表现出的烧损效应可能是严重的缺陷。改善经受增加的热负荷的电极的热性能的一种方式将是增加其机械稳定性，以使得该电极在操作期间将不易烧损。例如，可以使用大的固体电极。然而，这样的大电极相应地较重，并且将需要完全重新设计，包括对灯驱动器的驱动方案参数的调整。在另一种已知的方法中，钨丝线圈被布置在电极轴上。通常，通过将线材围绕“假针”卷绕成一层或多层而形成线圈，然后将完成的线圈转移到电极轴上。在操作期间，线圈充当良好的热辐射器并可用来在电极的输入和输出功率之间获得良好的平衡。然而，即使对于这样的线圈与棒电极来说，在电极末端处的不可避免的高温也将熔化电极末端。因此，现有技术线圈与棒电极的形状将显著改变，使得灯性能在第一工作时间期间变化，直到获得稳定的电极表面。因此，用于线圈与棒电极的一些制造方法包括这样的步骤:其中例如事先通过熔融电极的末端和一些线圈以在电极的正面形成熔合区而获得电极的改变的稳定操作形状。一种这样做的方法是通过激光熔融电极末端来进行。已知的线圈与棒电极设计与多个缺点相关联。高功率DPL灯受具体类型的电极故障的影响，因为可能出现在灯操作期间由高的热负荷导致的部分线圈“敞开”或甚至断裂的情况。在线圈断裂快速发生并有效地终止灯的寿命的同时，线圈开口会显著缩短灯的寿命，因此这些负面发展都是非常不期望的。此外，线圈“开口”意味着线圈在热负荷下缓慢退绕，并且对电极的热特性具有对应的负面效应。例如，具有“敞开的”线圈的电极可能与灯操作电压的增加相关联，因为线圈不再满足其功能，并且电极经受更大的热负荷。另外，电极中的高热负荷导致电极正面非常不期望的烧损。因此，本专利技术的目的是提供一种用于气体放电灯的改进的电极设计。
技术实现思路
本专利技术的目的由根据权利要求1所述的制造电极的方法、根据权利要求9所述的电极和根据权利要求13所述的气体放电灯来实现。根据本专利技术，制造电极(特别是的用于UHP气体放电灯的电极)的方法包括以下步骤:形成电极轴；在绕组长度上形成线圈；将线圈布置在电极轴上；以及熔融线圈的材料使得当熔融的线圈材料已重新凝固时凝固的材料包括优选地基本上在整个绕组长度上的一体式外壳或罩子，该一体式外壳包括在绕组长度的一部分上的熔合部分和在绕组长度的剩余部分上的罩部分。根据本专利技术的方法的优点在于，如此制造的电极的质量和热性能介于实体电极设计和现有技术线圈与棒电极设计的质量和热性能之间的某个位置，使得本专利技术的电极结合了这些设计的优点。如此制造的电极在机械上强于现有技术线圈与棒电极，并且其线圈仍然能作为有效的热辐射体起作用，同时急剧降低线圈断裂或开口的可能性。此外，在由一体式外壳的额外实体质量提供的高热负荷下改善的性能意味着，使用根据本专利技术的方法制造的电极不会像使用现有技术制造的电极那样同等程度地遭受由热负荷导致的显著的几何形状变化。因此，使用根据本专利技术的方法，能以特别简单的方式制造具有延长的寿命的有利地稳定的电极。“一体式外壳”应被理解为包括具有到罩部分的不间断过渡的熔合部分，即使熔合部分和罩部分是在各独立处理步骤中形成的，如下面将解释的那样。实际上，一体式外壳将被看作单个实体。术语“熔合部分”应被理解为表示在熔融期间已聚结或结合的电极末端和线圈绕组的重新凝固材料。术语“在绕组长度的剩余部分上的罩部分”应被解释为表不一体式外壳的罩部分能从熔合部分延伸至朝向电极的基部定位的线圈的端部，但不必一直延伸至线圈的端部。例如，罩部分能终止于从线圈的端部略向内一定距离处。根据本专利技术，电极包括电极轴；在绕组长度上围绕电极轴布置的线圈；以及包括优选地基本上在整个绕组长度上延伸的线圈的重新凝固材料的一体式外壳，该一体式外壳包括在绕组长度的第一部分上的熔合部分和在绕组长度的剩余部分上的罩部分。相比可比较的现有技术电极，本专利技术的电极能经受更高的热负荷，使得它能用于更高功率的应用。另外，相比具有现有技术电极的灯，一对这样的电极能彼此更靠近地布置在气体放电灯中。根据本专利技术的电极的优点在于，它能由标准电极例如通过使用任何现有技术线圈与棒电极作为起点而制成。利用一体式外壳或罩子，根据本专利技术的电极看起来像是实体电极，并且它还在机械上表现得像实体电极一样。然而，由于外壳是外部的凝固物，线圈结构保持在罩子内或罩子的内部中，如下面将解释的。一体式外壳的熔合部分确保电极的末端遭受较少烧损。因此，本专利技术的电极的热力学性能介于实体电极和现有技术线圈与棒电极的热力学性能之间。根据本专利技术，气体放电灯(优选UHP气体放电灯)包括放电容器、布置成从放电容器的相对侧伸入放电容器中的第一电极和第二电极，其中电极中的至少一个包括根据本专利技术的电极。这样的电极可使用以上所述方法制造。根据本专利技术的气体放电灯相比现有技术气体放电灯呈现出改善的性能，因为本专利技术的电极不受到极端变形，即，电极更好地保持其形状。所得到的有利地短而稳定的电弧基本上在灯的寿命期内提供有利的点状光源，而不像现有技术灯，其中电极间距由于电极形状在烧损期间改变而增加，电弧的亮度随时间推移而降低。电极的稳定性也意味着，根据本专利技术的灯呈现出在其寿命内有利的灯电压稳定性。从属权利要求和以下描述公开了本专利技术的特别有利的实施例和特征。实施例的特征可以在适当时组合。在一个权利要求类别的上下文中描述的特征可以同等地适用于另一权利要求类别。由于一体式罩子包括不同的区域，即熔合区域和罩区域，在根据本专利技术的方法的优选实施例中，熔融线圈的材料的步骤包括使第一线圈区域成形的第一熔融步骤和使第二线圈区域成形的第二熔融步骤，使得第一和第二线圈区域可以彼此不同且独立地成形。优选地，第一线圈区域包括围绕电极的末端布置的线圈的一部分，并且第一熔融步骤包括使第一线圈区域的材料和电极末端的材料熔融，使得第一线圈区域中的线圈的熔融材料与电极末端的熔融材料聚结或结合以提供一体式外壳的熔合部分。该熔合部分允许电极末端在操作期间以非常有利的方式起作用，因为很大程度上防止了电极的熔回，从而有效地允许电极在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S普尔特曼斯，B范达伊勒，KMF范布伦，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：
国别省市：