[发明专利]用于高强度放电灯的电极

说明书

技术领域

本发明涉及用于高强度放电灯的电极，这种电极至少包括电极头和电极基部，电极头具有球形形状，其中，在垂直于电极的纵向轴线的方向，电极头的尺寸大于在电极头与电极基部之间的过渡的电极基部的尺寸，且将球形电极顶端布置在电极头上，电极顶端在垂直于电极的纵向轴线的方向的最大尺寸小于电极头的最大尺寸。

除了其它的灯之外，还由于高强度放电灯(HID灯)尤其是UHP(超高性能)灯的光学性能的原因而优选将它们用于投射目的。在本发明的上下文中，词语UHP灯(Philips)还包括由其它制造商制造的UHP型灯。

背景技术

高强度放电灯通常具有两个电极，其中一个电极形成阳极和/或一个形成阴极。通常将这些电极布置成在放电室内在灯的纵向轴线上相互相对，放电室位于灯管中。

这些电极中的每一个具有位于它们的自由端的电极头和位于它们的另一端的电极基部，电极基部永久性地连接到灯。在灯的运行期间，大量的热通过这种连接(热桥)从电极传递到灯。由于热传导的原因，热就进入灯管的密封区域中，灯管的密封用于将电极固定到灯。并不能够将并不希望的该区域的石英材料的再结晶消除，尤其是在密封或所称的箍缩。

放电灯密闭密封并进行填充，尤其是以公知的方式用惰性气体、汞和卤素填充。在电极的相对部分之间，弧光放电在放电室中产生，其中，电弧用作高强度放电灯的光源。

通过内电极将电力引入，优选这些内电极用钨制成。通常将这些电极通过钼箔连接到外镇流器。

例如，可从US 6,552,499 B2获知用于HID或UHP灯的电极，这些电极带有球形电极头，电极头具有球形电极顶端。球形电极头尤其用作热缓冲器，以对从电极顶端到电极基部中的热传递产生影响。

在所描述的电极中，由于电极头所形成的热电弧的原因而导致的电极头材料的熔化，所以在灯的最初时间期间在电极头的自由端自动形成电极顶端。

例如，可将这个过程描述如下：

由于电弧的形成，所以电极材料的原子蒸发并且在等离子体中被电离。这些钨离子在电场的影响下淀积在电极的表面上并形成材料结块。这些材料结块具有如介于100与500μm之间的尺寸且在位置与尺寸方面并不稳定，因此，电弧的位置受到影响。这就可能导致并不希望的位移，即随着时间的推移而改变的电弧的位置。在电极表面上的这种材料结块的移动导致相对于大致垂直于灯轴线的平面的极大位移的情况下尤为如此。若在该位置的表面适当地大，那么甚至可形成多个这种材料结块，而且这通常还会导致电弧的极大的不稳定。这引起光强度的波动，这些波动具有很大的破坏性，尤其是在用于投射目的的UHP灯的运行期间尤为如此。

WO 03/001563公开了用于HID和UIP灯的电极，这些电极带有球形电极头，这些电极头具有位于电极头的自由端的圆锥形电极顶端。现已证明这些圆锥形电极顶端限制形成以在圆锥形顶端的表面上移动的材料结块的能力。这种圆锥形形状旨在避免材料结块在球形电极头的表面上形成并在该表面上移动。

通过将两个部分连接起来用技术上复杂的方式产生这些带有圆锥形顶端的电极。这就要求在将这两个非常小的部分连接在一起时将这两个部分非常精确地定位和保持。

通过局部熔化然后冷却一体式圆柱形坯料来用电极基部和球形电极头制造连续电极的第一部分。然后就该第一部分连接到第二部分，且电极顶端的圆锥形部分在该过程中或之后形成。在下一个步骤中，将圆柱形部分的余下部分与电极分离。

而且，这种解决方案限制灯的设计可能性，因为球形电极头的直径通常受到内灯管的直径的限制；该直径通常为约2mm。

以垂直于电极的纵向轴线的方向的电极头具有大于电极的连接的电极基部的尺寸，尤其是大于在电极头与电极基部之间的过渡的电极基部的尺寸，这些电极头要求用作热缓冲器和热辐射器，以减少通过电极基部从电极头到灯中的热传递。

这些电极头通常呈球状或球形，但在本发明的上下文中并不仅限于这些形状。

这些电极尤其是在以垂直于电极的纵向轴线的方向大于某种尺寸或大小的电极的一种缺陷在于在灯的运行期间，一个或多个电极顶端在电极头上自动形成，且这些电极顶端并不稳定。

在相互相对布置在轴上尤其是灯的纵向轴线上的两个电极的情形中，以垂直于纵向轴线的方向的尺寸尤为重要。

这是因为在机械方面不稳定的电极顶端(材料结块)也在它们各自的位置上不稳定，即可及时在不同点在垂直于灯轴线的不同位置发现这些电极顶端。灯的工作寿命受到这些不稳定的电极顶端的“移动”的不利影响。

发明内容