專利名稱：金屬鹵化物燈用石英電弧管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電光源技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
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(nèi)外生產(chǎn)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(wěn)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(shù)、壽命的長短，主要決定電弧管的優(yōu)劣。因此，開發(fā)具有光效更高、壽命更長、色溫相對穩(wěn)定的電弧管，是提高金鹵燈性能的關(guān)鍵與核心技術(shù)。
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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(huán)境，在保證照度不變的情況下，可以采用小瓦數(shù)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(jīng)濟效益與社會效益，以達到節(jié)約能源、保護環(huán)境的目的。
本發(fā)明采用如下技術(shù)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(shè)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(fā)明是在原金鹵燈的基礎(chǔ)上，改進與創(chuàng)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(chǔ)上發(fā)展起來的。高壓汞燈的發(fā)光效率在39～54Lm/w，但不足之處是顯色指數(shù)僅40～50，限制了它的應(yīng)用與發(fā)展。金屬鹵化物燈即在電弧管內(nèi)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(fā)，形成穩(wěn)定的放電電弧，金屬鹵化物分子進入電弧中心高溫區(qū)，被分解成為金屬原子和鹵素原子，金屬原子被電離和激發(fā)，發(fā)出特征譜線，產(chǎn)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(qū)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(chǎn)生畸變，能量損失大、發(fā)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(qū)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(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點用本發(fā)明的無專用排氣管石英電弧管做成的金鹵燈，同國內(nèi)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(yōu)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(fā)明所以具有以上的優(yōu)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(wěn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shè)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(fā)明設(shè)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(nèi)注入的金屬鹵化物、汞或其代用物質(zhì)、惰性氣體、加熱后壓制而成。
本發(fā)明中，電弧管泡殼由低雜質(zhì)含量與低羥基(OH-)的石英材料吹制而成，結(jié)構(gòu)形狀見圖3a、圖3b。電弧管泡殼有橢球形與圓柱形兩種，根據(jù)燈功率的不同，其結(jié)構(gòu)尺寸有所不同，見表1。
表1石英電弧管極間距及泡殼結(jié)構(gòu)尺寸 尺寸單位mm

本發(fā)明中，電弧管兩端壓入的電極組件其結(jié)構(gòu)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(jù)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(fā)明在電弧管兩端壓入的這種特殊結(jié)構(gòu)的電極組件為本發(fā)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(nèi)，可通過調(diào)整機構(gòu)獲得精確的位置，并且結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低。(2)折彎導絲電極在電弧管的腔體內(nèi)能獲得自定位，這是制造無排氣管電弧管的關(guān)鍵。
表2電弧管電極組件尺寸 尺寸單位mm

用本發(fā)明中的電弧管封裝成的金屬鹵化物燈，其光、電參數(shù)見表3。
表3無排氣管石英金鹵燈的基本參數(shù)

本發(fā)明的電弧管內(nèi)，還裝入發(fā)光物質(zhì)金屬鹵化物、注入適量的汞、充入一定壓力的氬氣。
權(quán)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(shè)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(fā)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(shè)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(fā)明的優(yōu)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(huán)境，在保證照度不變的情況下，可以采用小瓦數(shù)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(jīng)濟效益與社會效益，以達到節(jié)約能源、保護環(huán)境的優(yōu)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(yōu)先權(quán)日2006年4月29日
發(fā)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