[發明專利]用于陶瓷金屬鹵化物燈電弧管的回繞電極線圈及其制造方法

無效

• 申請號: 200680051451.1
• 申請日: 2006-12-18
• 公開（公告）號: CN101361161A
• 公開（公告）日: 2009-02-04
• 發明（設計）人: 拉古·拉梅亞
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01J61/073
• 分類號: H01J61/073
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 吳培善;封新琴

背景技術

本發明總體上涉及用于陶瓷金屬鹵化物燈的電極。更具體地，所述電極 包括鎢電極尖(tungsten?tip)，所述鎢電極尖包括纏繞在鎢柄(tungsten?shank) 上的鎢絲回繞線圈。通常，電極支撐在陶瓷金屬鹵化物燈電弧管的突出支 柱中的開口內，鎢絲回繞線圈的外徑具有能夠使電極穿過突出支柱的開口 插入電弧管內部的尺寸。

通常，陶瓷金屬鹵化物(“CMH”)燈包括電弧管和電極組件，該組件是 CMH燈產生光的來源。電弧管包括由陶瓷材料例如多晶氧化鋁制成的電弧 管主體，電弧管主體可透明或半透明以允許光透過。電弧光主體具有中空 的內部且在其相對端處封閉，位于電弧管主體封閉端處的各突出構件或支 柱形成的開口除外。換言之，電弧管的各封閉端具有各自的突出構件或支 柱，所述突出構件或支柱的一端與封閉端連接并遠離封閉端軸向突出，各 突出構件或支柱包括開口，開口從突出構件或支柱的自由端延伸，穿過并 沿突出構件或支柱的內部、穿過電弧管主體的封閉端并進入電弧管主體中 空的內部。

各電極支撐在相應支柱中的開口內，通常使電極的一端處于電弧管主體 的中空內部中，而電極的另一端鄰近支柱的自由端并提供用于電極與電路 連接的位置，電路向電極提供電流。最常見地，通過金屬陶瓷將電極原位 固定在電弧管支柱的開口中。處于電弧管主體中空內部中的各電極的端部 或尖端可包括鎢制成的柄和固定在鎢柄上的鎢絲線圈。各電極的尖端在電 弧管主體的中空內部中彼此對齊并隔開，使得供給與電極相連的電路通電 時，在各電極尖端之間形成電弧放電。

金屬鹵化物填充物或劑料通常與用于起動燈的汞和稀有氣體一同容納 在電弧管主體中。電弧管主體容納在透明外殼中，該透明外殼可由例如玻 璃或石英等材料制成，并抽出其中的氣體或填充例如氮氣等氣體。各電極 尖端之間形成的電弧放電提供金屬鹵化物填充物電離所需的能量，從而產 生光，光透過透明或半透明的電弧管主體和玻璃外殼并照亮CMH周圍的區 域。

通常，電弧管的支柱或突出構件中的開口狹窄。例如，支柱中開口的直 徑可為1.6mm或更小。因此，因為通過支柱中的開口插入電極而將電極引 入電弧管，所以電極必須具有能夠使其插入的尺寸。特別地，電極端部必 須具有能夠使其通過開口并放置在電弧管主體中空內部中的直徑。

通常使用固定在鎢柄上的鎢絲線圈作為電極端部。首先在鉬心軸上纏繞 單厚度或單匝具有選定直徑的金屬絲達到延展長度，來形成鎢絲線圈。通 過用例如金剛石鋸將其上纏繞了鎢絲的鉬心軸的延展長度分割為多個單 元，來形成多個線圈。然后將分割單元放入能夠溶解鉬心軸但不溶解鎢線 圈的酸中。鉬心軸溶解且鎢線圈自由之后，將線圈放在鎢柄上，所得的鎢 柄和鎢線圈組件在電弧管中用作電極端部。可通過由單層或單匝鎢絲形成 鎢線圈，來保持鎢電極尖的外徑，從而可穿過狹窄的開口將鎢電極尖(柄和 線圈)插入電弧管的支柱。

出于至少兩個原因，如上制造電極的鎢電極尖可能是存在問題的。首先， 其上纏繞了鎢絲的鉬心軸的分割常在鎢線圈上形成尖銳邊緣。因此，在CMH 燈的起動過程中，這些尖銳邊緣可能成為形成極高電場的位置，并可能優 先在這些位置引發電極之間的電弧放電。尖銳的邊緣不能夠如所期望的那 樣使其上釋出的能量迅速耗散，從而，所述邊緣可達到極高的溫度，導致 鎢迅速蒸發并使蒸發出的鎢沉積在電弧管主體的內壁上。這種狀況導致光 的保持率低下。第二個潛在的問題在于鎢線圈放置在鎢柄上時不可能在鎢 柄和鎢線圈之間一直建立良好的接觸，從而導致CMH燈無法有效工作。

發明內容

確定了通過直接在鎢柄上將鎢絲回繞成線圈來形成電極端部，能夠避免 或者至少明顯減少有關CMH燈電弧管用電極以及電極與電弧管組裝的一 些問題。同時，能夠使鎢線圈的外徑保持足夠小，從而能夠穿過電弧管支 柱中的開口插入電極端部，并且鎢線圈能夠置于電弧管主體的中空內部中。

根據一個方面，提供鎢電極尖，所述鎢電極尖構成陶瓷金屬鹵化物燈用 電極的至少一部分。所述鎢電極尖包括具有前端和后端的鎢柄以及鄰近鎢 柄的前端纏繞在鎢柄上的鎢絲回繞線圈。

根據另一方面，鎢絲回繞線圈包括接合鎢柄的鎢絲下螺旋以及覆蓋并接 合鎢絲下螺旋的鎢絲上螺旋。

根據另一方面，鎢絲下螺旋沿著從朝向(toward)鎢柄后端的位置到朝向 鎢柄前端的位置的方向纏繞在鎢柄上，鎢絲上螺旋沿著從朝向鎢柄前端的 位置到朝向鎢柄后端的位置的方向纏繞在鎢絲下螺旋上。