[發明專利]高強度放電燈、弧光燈管及其制造方法

無效

• 申請號: 200910132800.8
• 申請日: 2002-04-09
• 公開（公告）號: CN101552169A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 阿巴斯·拉穆里;尤里斯·舒爾茨斯;顧永衛
• 申請（專利權）人: 現代照明技術有限公司
• 主分類號: H01J9/395
• 分類號: H01J9/395;H01J9/40;H01J9/32
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 柴毅敏

本申請是2002年4月9日遞交、發明名稱為“高強度放電燈、弧光燈管及其制造方法”的發明專利申請02810851.5(國際申請號PCT/US02/11053)的分案申請。

技術領域

本發明大體上涉及高強度放電(“HID”)燈、弧光燈管及其制造方法。

背景技術

由于與其它類型的燈相比HID燈具有效率相對較高、尺寸較小并且低維護的優點，所以HID燈例如金屬鹵化物和水銀燈已經廣泛應用在照明大型室外和室內區域例如運動場、體育館、倉庫、停車場等中。通常優選使用金屬鹵化物燈，因為這種燈在產生白光方面效率較高。

HID燈包括支撐在外部燈罩內的弧光燈管。弧光燈管包括由透光材料例如石英或陶瓷材料構成的通常為管狀的主體，它形成有裝有燈填充材料和惰性填充氣體的氣密封發光腔室。一般來說，HID燈具有幾種弧光燈管主體。一種弧光燈管主體為由具有所述大體圓筒形弧光燈管腔室的直徑的石英管形成的“圓筒形”主體，其中所述腔室是通過夾緊密封所述管子的端部來形成的。另一種弧光燈管主體是一種“成形”主體，它由直徑小得多的石英管形成，其中球形發光腔室是在直徑比管子小得多的兩個端部之間的內壓作用下通過膨脹形成的。上述類型的弧光燈管主體用在形成“雙端”弧光燈管即具有間隔開的電極并且每個電極密封在每個端部處的弧光燈管中。用于HID燈的弧光燈管也可以是具有只在其一個端部處密封的球形腔室的“單端”弧光燈管。

弧光燈管包括一對間隔開的電極，在燈工作期間在這些電極之間形成弧光。在雙端弧光燈管中，電極引線組件被密封在該弧光燈管的每個端部中。該電極引線組件通常包括一鎢電極、一鉬薄膜24和一外部鉬引線。

在HID燈的雙端弧光燈管(圓筒形主體或成形主體弧光燈管)的制造中，通過以下步驟使發光腔室密封：將電極引線組件設置在弧光燈管主體的每個端部中、加熱每個端部的一部分然后使受熱部分收縮或者夾緊在設置在其中的電極引線組件周圍，由此使該組件的位置相對于弧光燈管主體固定并且形成氣密封。受熱部分的溫度通常高達大約2000℃或者更高。在這些高溫下，設置在端部內的電極引線組件的金屬部件在暴露于不受控大氣例如工廠生產線周圍的空氣時非常容易腐蝕，并且任何腐蝕都會顯著降低燈的性能并且可能導致引線組件的機械故障。因此，重要的是要避免這些電極引線組件在制造過程中當其溫度升高時暴露于不受控大氣。

在本發明的上下文中，“不受控大氣”是除了其中該大氣的組分受到嚴格控制的大氣例如在手套箱中的大氣之外的任何大氣。工廠生產線周圍的大氣即使在其溫度、濕度、顆粒含量等方面受到一些控制也被認為是不受控大氣。

在HID燈的制造中，用固態燈填充材料例如一種或多種金屬鹵化物投配到弧光燈管主體的發光腔室中。該材料在暴露于受控大氣中時容易受到水分污染，這使燈的性能明顯降低。因此在該制造過程中，避免該固態燈填充材料暴露于污染氣體中也是重要的。

在一種制造HID燈的弧光燈管的已知方法中，弧光燈管主體由玻璃質材料例如石英形成。然后在靠近將形成發光腔室的主體的縱向中心附近將填充/排氣管熔合。排氣管為腔室內部和弧光燈管主體的外部之間的連通提供一途徑。設置電極引線組件，然后將它們夾緊密封在弧光燈管主體的端部中。在夾緊密封過程中，通過填充/排氣管注入非反應性氣體以防止這些電極引線組件的金屬部件在這些部件在密封過程中被加熱時暴露在空氣中，由此防止這些金屬部件腐蝕。在本發明的上下文中，“非反應性”氣體是相對于燈部件例如包括電極引線組件和燈填充材料不反應的氣體。

一旦將弧光燈管主體的端部密封，就通過填充/排氣管將固態填充材料和水銀輸入到該腔室中。然后在所要求的填充壓力下將惰性填充氣體注入到該腔室中，并且將填充/排氣管熔合封閉，由此使該腔室氣密封。

這種現有技術方法具有幾個缺點，其包括實質的缺點在于，腔室壁在填充/排氣管連接然后熔合封閉并且熔下的位置處包括不規則部分。這個不規則部分在鹵化物在燈工作期間將冷凝的腔室壁上引起冷點，并且鹵化物的冷凝會在從燈發出的光的色彩均勻性上具有顯著影響。在腔室中的不規則性還會干擾從腔室中發射出的光，并且冷凝的鹵化物會產生陰影，從而使得難以控制和引導光。這在光學系統例如光纖光學器件、投影顯示裝置和汽車前燈中尤為不好。這些缺點在功率更低的燈上具有更大的不利效果，這種燈更小并且其中不規則部分包括更大部分的腔室壁。