專利名稱：用于金屬鹵素?zé)舻氖㈦娀」芗捌渲谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用在金屬鹵素放電燈中的電弧管。更詳細(xì)地，本發(fā)明涉及用于金屬鹵素?zé)舻膱A柱形石英電弧管。
背景技術(shù)：
低瓦數(shù)的金屬鹵素?zé)?35-150瓦)在通常的照明設(shè)備中是代替白熾燈的可能選擇，并且由于它們呈現(xiàn)出較高的功效和較長(zhǎng)的壽命而應(yīng)用于工業(yè)上的指示器中。但是與白熾燈相比，低瓦數(shù)的金屬鹵素?zé)敉ǔｏ@示了劣質(zhì)的彩色再現(xiàn)和易變的(燈與燈之間)顏色一致性。因此，正在探索一些可選擇的解決色差的設(shè)計(jì)方法，而沒(méi)有損失高的功效和長(zhǎng)的壽命。
在工業(yè)用的金屬鹵素?zé)糁?，所述電弧管由一?jié)石英管制成。所述石英管的每一端在一對(duì)對(duì)置的夾爪之間被擠壓變形，以便當(dāng)所述石英處于熱軟化狀態(tài)時(shí)在電極部件周圍形成氣密密封。由于這種擠壓密封工藝，所述端部變得有些變形，并且在所述電弧管的圓柱形主體和所述壓平的擠壓密封區(qū)域之間彎成圓形。這些端部凹口的曲線形狀可以隨著原始石英管的直徑和壁厚，操作期間的熱集中度，以及在擠壓期間封裝惰性氣體的壓力而改變。
金屬鹵素?zé)舻墓鉁y(cè)性能參數(shù)取決于封裝鹵化金屬鹽的局部壓力。它們的蒸氣壓力主要由這個(gè)區(qū)域中的電弧管的壁溫度所控制，在所述區(qū)域中鹵化金屬蒸氣冷凝。這個(gè)區(qū)域由于重力和內(nèi)部氣體對(duì)流而通常位于所述電弧管的最低部分。這種所謂“冷區(qū)域”的溫度應(yīng)該足夠高以對(duì)散發(fā)的鹵化金屬類提供足夠的蒸發(fā)作用。但是所述溫度不能太高，否則所述電弧管的壽命將由于同所述壁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或所述石英的脫?，F(xiàn)象而受到損害。因此對(duì)于大約6000多小時(shí)的使用壽命來(lái)說(shuō)，幾乎恒定的壁溫度分布(對(duì)于石英來(lái)說(shuō)，不超過(guò)大約900℃)是所希望的。所述900℃的壁溫度對(duì)于蒸發(fā)許多鹵化金屬鹽是足夠高的，對(duì)于實(shí)現(xiàn)所述電弧管的使用壽命是足夠低的。對(duì)于使用石英電弧管的燈來(lái)說(shuō)，燈的壽命一般地在900℃以上每增加50℃減少兩倍。
實(shí)現(xiàn)比較恒定的壁溫度分布的公知方法之一是把一種熱保護(hù)涂層，如氧化鋯施加到所述電弧管的端部凹口的外表面上。最普通的金屬鹵素?zé)粼谒鲭娀」艿囊欢嘶騼啥耸褂眠@種熱保護(hù)涂層。所述涂層除了是一部分額外費(fèi)用以外，其本身還由于涂層高度、粘合特性以及其趨向變色方面的燈與燈的內(nèi)在變化而成為在這種燈的光測(cè)性能中具有易變性的一個(gè)重要來(lái)源。
獲得幾乎均勻的壁溫度分布的一個(gè)比較有效但費(fèi)用較高的方法是在橢圓形或梨形主體內(nèi)形成放電槽，所述橢圓形或梨形主體適用于豎直工作形式的燈或水平工作形式的拱形管。但是，這種方法通常不適用于所述燈的所有工作形式(即相對(duì)于重力任意取向的燈)，并且需要費(fèi)時(shí)間的玻璃制造工序，直筒形主體的電弧管不需要該玻璃制造工序。
高電弧負(fù)載(W/cm)和壁負(fù)載(W/cm2)對(duì)改進(jìn)的低瓦數(shù)金屬鹵素?zé)舻男阅苁顷P(guān)鍵的。一般地，對(duì)于35W到150W的以石英為主體的普通類型電弧管來(lái)說(shuō)，平均帶電壁負(fù)載不超過(guò)20W/cm2(或電弧負(fù)載不超過(guò)100W/cm)，目的是為了獲得多于大約6000小時(shí)的工作壽命。這些在經(jīng)驗(yàn)上所確定的范圍起因于這種情況，即在高負(fù)載時(shí)，所述電弧管壁上的溫度對(duì)于石英來(lái)說(shuō)太高，以致于不能夠達(dá)到所希望的壽命。為了維持在這些負(fù)載范圍之內(nèi)，燈的設(shè)計(jì)者們調(diào)整所述放電室的尺寸和形狀，具體地，調(diào)整所述電極插入長(zhǎng)度，燈的腔體長(zhǎng)度，以及在橢圓或橢球形電弧管中的管的直徑。在金屬鹵素?zé)糁?，溫度分布和范圍的輔助調(diào)整是通過(guò)改變所述電弧管填充物的化學(xué)組成來(lái)實(shí)行的。
具有過(guò)低壁負(fù)載(10-13W/cm2)的圓柱形石英電弧管在金屬鹵素?zé)舭l(fā)展的早期(1960′s)，由于其不能夠在低瓦數(shù)的燈中提供足夠的功效而被否決。幾乎對(duì)稱的縱向外表面溫度分布通過(guò)陶瓷電弧管來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述陶瓷電弧管具有一個(gè)正圓柱體形狀，如美國(guó)申請(qǐng)No.5,424,609和5,751,111。但陶瓷電弧管的工作溫度一般高于975℃，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了石英電弧管的界限900℃。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是消除現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的是提供一個(gè)用于金屬鹵素?zé)舻氖㈦娀」埽鍪㈦娀」芸梢栽诟叩钠骄谪?fù)載下工作，而沒(méi)有超出所述放電室的最大表面溫度900℃。
本發(fā)明的再另一目的是提供一個(gè)用于金屬鹵素?zé)舻氖㈦娀」?，所述石英電弧管在穩(wěn)態(tài)熱條件下工作時(shí)，具有幾乎對(duì)稱的縱向表面溫度分布。
本發(fā)明的再另一目的是提供一種制造金屬鹵素?zé)糁械氖㈦娀」艿姆椒?，所述石英電弧管具有這些所希望的性能。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)目的，提供了一個(gè)用于金屬鹵素?zé)舻氖㈦娀」?，所述石英電弧管包括一個(gè)石英主體，所述石英主體包圍具有鹵化金屬填充物的放電室，所述放電室基本上是正圓柱體形狀并且包括對(duì)置的電極，所述放電室在穩(wěn)態(tài)熱條件下工作時(shí)，具有幾乎對(duì)稱的縱向表面溫度分布，其中所述分布的最大和最小溫度之間的差值小于大約30℃，并且所述分布的最大溫度小于大約900℃。
根據(jù)本發(fā)明的另一目的，提供了一個(gè)用于金屬鹵素?zé)舻氖㈦娀」?，所述石英電弧管包括一個(gè)石英主體，所述石英主體包圍具有鹵化金屬填充物的放電室，所述放電室基本上是正圓柱體形狀并且包括對(duì)置的電極，所述對(duì)置的電極放置在所述放電室的每一端，并且與所述室的軸線同軸，所述對(duì)置的電極之間的間距限定了電弧長(zhǎng)度，所述放電室的內(nèi)徑用厘米表示大約等于[(1+P/50)1/2-1]，其中P是用瓦特表示的輸入功率，并且其中所述電弧長(zhǎng)度與所述內(nèi)徑的比大約為1。
根據(jù)本發(fā)明的再另一目的，提供了一種制造金屬鹵素?zé)糁械氖㈦娀」艿姆椒?，所述石英電弧管具有一個(gè)石英主體，所述石英主體包圍具有鹵化金屬填充物的放電室，所述放電室基本上是正圓柱體形狀并且包括對(duì)置的電極，所述對(duì)置的電極放置在所述放電室的每一端，并且與所述室的軸線同軸，所述對(duì)置的電極之間的間距限定了電弧長(zhǎng)度，所述放電室具有一個(gè)使每個(gè)相應(yīng)電極進(jìn)入所述放電室的穿透位置，在所述放電室內(nèi)，所述穿透位置和所述相應(yīng)電極端部之間的距離為電極插入長(zhǎng)度，所述電弧管在穩(wěn)態(tài)熱條件下工作時(shí)具有縱向表面溫度分布，所述方法包括下列步驟a)選擇電弧長(zhǎng)度和所述放電室的內(nèi)徑，其中所述內(nèi)徑用厘米表示大于[(1+P/50)1/2-1]，其中P是用瓦特表示的輸入功率，并且其中所述電弧長(zhǎng)度與所述內(nèi)徑的比大約為1；b)形成所述電弧管；
c)在預(yù)定的平均壁負(fù)載下運(yùn)行所述電弧管以獲得穩(wěn)態(tài)熱條件；d)測(cè)量所述放電室的縱向表面溫度分布以獲得最大溫度和最小溫度；e)重復(fù)步驟b)到d)，隨著每一個(gè)反復(fù)，逐漸減小所述放電室的內(nèi)徑，直到所述縱向表面溫度分布的最大溫度位于所述放電室的端部中間；以及f)重復(fù)步驟b)到d)，隨著每一個(gè)反復(fù)，逐漸改變所述電極插入長(zhǎng)度，直到所述分布的最小溫度和最大溫度之間的差值減至最小值，并且沒(méi)有使最大溫度超出大約900℃。


圖1是冷點(diǎn)和熱點(diǎn)溫度的圖解表示，所述冷點(diǎn)和熱點(diǎn)溫度是工作中的本發(fā)明石英電弧管的壁負(fù)載的函數(shù)；圖2是本發(fā)明石英電弧管的示意圖；圖3是工作中的本發(fā)明石英電弧管的表面溫度分布圖；以及圖4是工作中的現(xiàn)有技術(shù)石英電弧管的表面溫度分布圖。
具體實(shí)施例方式
為了較好地理解本發(fā)明，連同其它的和進(jìn)一步的目的，優(yōu)點(diǎn)和性能，參考下面的公開(kāi)和所得到的與上面描述的附圖相關(guān)聯(lián)的從屬權(quán)利要求。
對(duì)于用在金屬鹵素?zé)?，尤其低瓦?shù)的金屬鹵素?zé)糁械氖㈦娀」埽覀円寻l(fā)現(xiàn)，一個(gè)具有特定幾何形狀和直徑的圓柱形放電室產(chǎn)生意想不到的熱性能和光測(cè)性能，這使得金屬鹵素?zé)粼诖蠹s25到大約40W/cm2的高平均壁負(fù)載下良好地運(yùn)作，而沒(méi)有超出所述放電室的最大允許壁溫度大約900℃。更詳細(xì)地，本發(fā)明的所述石英電弧管的所述放電室基本上是正圓柱體形狀。當(dāng)達(dá)到工作時(shí)的穩(wěn)態(tài)熱條件以后，本發(fā)明的所述石英電弧管呈現(xiàn)一個(gè)基本對(duì)稱和幾乎等溫的沿著所述放電室軸線所示的方向?yàn)榭v向的表面溫度分布，而沒(méi)有超出最大允許溫度大約900℃。正如在此所限定的，所述縱向表面溫度分布限定為當(dāng)所述電弧管已經(jīng)達(dá)到工作時(shí)的穩(wěn)態(tài)熱條件以后，沿著所述圓柱形放電室的柱體部分的軸線。優(yōu)選地，所述分布的最大和最小溫度之間的差值小于大約30℃，并且更優(yōu)選地小于大約20℃。另外，所述工作中的電弧管呈現(xiàn)出高功效，良好的彩色再現(xiàn)(優(yōu)選地，彩色再現(xiàn)指數(shù)大于大約80)，和適用于所有工作形式的改進(jìn)的色度控制。根據(jù)本發(fā)明的所述圓柱形電弧管的另一優(yōu)點(diǎn)是不需要端部涂層，所述端部涂層通常用來(lái)降低現(xiàn)有技術(shù)電弧管的端部凹口處的熱損耗。這種生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)是所述溫度梯度沿著所述放電室外表面以幾何級(jí)數(shù)降低的直接結(jié)果。
所述圓柱形石英電弧管的主要設(shè)計(jì)是所述放電室的柱體部分的直徑規(guī)格。所述直徑必須選擇得足夠小，以使得從所述等離子氣體電弧到所述室的壁之間通過(guò)氣體對(duì)流進(jìn)行的熱傳遞與通常設(shè)計(jì)的石英電弧管的熱傳遞相比顯著地降低了。這種條件的滿足可以通過(guò)測(cè)量豎直地工作中的圓柱形石英電弧管外壁表面上的穩(wěn)態(tài)溫度分布而得以確定。當(dāng)所述直徑太大時(shí)，由于從所述等離子氣體電弧到所述壁之間所對(duì)流的大量熱傳遞，所述圓柱形室的外壁最大溫度將位于圓柱形柱體部分的上端附近。因此，所述放電室的縱向表面溫度分布將不呈現(xiàn)中心(鏡面)對(duì)稱。這種不對(duì)稱的熱特性表明，在所述圓柱形放電室內(nèi)，從所述電弧到所述壁之間的熱傳遞是通過(guò)氣體對(duì)流支配的。當(dāng)所述圓柱形放電室的直徑減小時(shí)，所述最大壁室溫度的位置移向所述柱體部分的中部區(qū)域，這表明了一種從氣體對(duì)流支配的熱傳遞到熱傳導(dǎo)支配的熱傳遞的轉(zhuǎn)變。這是在所述電弧管內(nèi)所對(duì)流的熱氣的速度隨之降低的結(jié)果。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，所述放電室的縱向表面溫度分布將呈現(xiàn)高度的中心對(duì)稱。
在這里描述的所述電弧管被設(shè)計(jì)得適用于所有工作形式，即所述工作形式不考慮所述電弧管相對(duì)于重力的方向。在這里所提供的所述電弧管實(shí)施例以豎直的方向工作。一般地，在以非豎直的方向工作的電弧管中，所述等離子氣體電弧由于所述等離子氣體電弧內(nèi)的溫度梯度所引起的彈性力而趨于向上彎曲。但眾所周知地，聲音調(diào)節(jié)的輸入功率波形可以用來(lái)在以非豎直的方向工作的電弧管中取得展平的電弧，例如，在參考文獻(xiàn)所包括的美國(guó)申請(qǐng)No.6,124,683中所描述的。因此認(rèn)為，如果利用聲音調(diào)節(jié)技術(shù)去保持一個(gè)平直的電弧，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就可以在以非豎直的方向工作的電弧管中得以實(shí)現(xiàn)。
圖1顯示了對(duì)于一組根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的圓柱形石英電弧管，作為平均帶電壁負(fù)載(瓦/cm2)函數(shù)的熱點(diǎn)和冷點(diǎn)溫度。正如所期望的，所述冷點(diǎn)溫度(Tmin)隨著所增加的壁負(fù)載而迅速增加，這導(dǎo)致了改進(jìn)的功效，較好的彩色再現(xiàn)和通常較低的顏色溫度。出人意外地，所述熱點(diǎn)溫度(Tmax)以明顯減少的比率增加，因此顯示了“柔和的飽和”特性。所述圓柱形放電室的柱體部分的最高表面溫度在很高的壁負(fù)載40W/cm2時(shí)僅為890℃。所述冷點(diǎn)和熱點(diǎn)溫度隨著增加的平均壁負(fù)載而變化的兩種效果的結(jié)合對(duì)改進(jìn)的熱性能和光測(cè)性能負(fù)有直接的責(zé)任。這種變化沒(méi)有出現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)的石英電弧管中，因?yàn)樗鼈兊闹w直徑太大。
在所述例中，所述圓柱形室柱體上的最冷點(diǎn)和最熱點(diǎn)之間的溫度差值近似為大約20℃，這使得所述電弧管表面幾乎是等溫的。在熱平衡時(shí)，溫度為T0的等溫表面比平均溫度為T0的非等溫表面(相同的區(qū)域和相同的發(fā)光材料性能)發(fā)射較小的功率。因此，具有一個(gè)幾乎等溫的表面溫度的電弧管比一個(gè)具有不太均勻的表面溫度分布的電弧管工作起來(lái)更有效(熱損耗被減少或被降至最小)。
參考圖2，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述石英電弧管2具有放電室5，所述放電室5包括鹵化金屬填充物10。放電室5在所述石英包層所形成的普通滾筒的有效范圍內(nèi)基本上是正圓柱體形狀。所述放電室具有內(nèi)徑為D的柱體部分3。電極7放置在放電室5的每一端，并且與放電室5的軸線14同軸。所述對(duì)置電極7的端部之間的間距限定為電弧長(zhǎng)度A。所述電極7進(jìn)一步地放置在端部凹口15處，所述端部凹口15形成在所述放電室的每一端。所述端部凹口15由于在滾筒成形工序中形成的基本圓柱體形狀而呈現(xiàn)出旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。所述端部凹口15在所述放電室的端部類似于呈現(xiàn)圓形對(duì)稱的徑向壓縮的瓶頸。穿透位置6(所述電極進(jìn)入所述端部凹口的位置)和所述電極尖端之間的距離定義為電極插入長(zhǎng)度L。電極7焊接到鉬箔片9上，所述鉬箔片9依次焊接到引線11上。所述引線11連接到外部電源(未示出)，所述外部電源提供電能以點(diǎn)燃和維持電極7之間的電弧放電。所述鉬箔片9通過(guò)位于電弧管2每一端的壓縮密封17而被牢牢地密封在所述石英中。
如果對(duì)于已知的輸入功率為P(用瓦特)的燈，假設(shè)平均壁負(fù)載為30W/cm2，并且電弧長(zhǎng)度A與所述圓柱形放電室柱體部分的內(nèi)徑D之間的縱橫比等于大約1(A/D□1)，則所述放電室的內(nèi)徑D(用cm)，作為第一級(jí)近似，取決于公式D≌(1+P/50)1/2-1為了優(yōu)化所述直徑，最好首先使電弧管內(nèi)徑比上面引用的公式所規(guī)定的直徑稍大。當(dāng)所述直徑減小時(shí)，包括最大溫度(熱點(diǎn))的所述區(qū)域(在所述圓柱形主體的外表面上)逐漸移向位于所述放電室兩端中間的位置。
進(jìn)一步地減小所述直徑不影響所述熱區(qū)域的位置，但使它的最高溫度上升。一般地，在這種情況下具有最優(yōu)化的直徑，即幾乎達(dá)到對(duì)稱的縱向表面溫度分布，并且同時(shí)滿足其最大溫度不超過(guò)大約900℃的條件。
確定所述電弧管直徑之后，對(duì)所述設(shè)計(jì)進(jìn)行一些調(diào)節(jié)以使性能進(jìn)一步地優(yōu)化。尤其地，可以調(diào)節(jié)所述電極插入長(zhǎng)度和所述端部凹口的形狀，以使得所述柱體部分表面上的冷點(diǎn)溫度盡可能的高，而不超過(guò)所述熱區(qū)域(在所述柱狀部分表面上幾乎位于所述兩個(gè)端部凹口中間)的最大溫度。這種要求的滿足可以通過(guò)測(cè)量豎直工作中的電弧管壁表面上的穩(wěn)態(tài)縱向溫度分布而得以確定。當(dāng)增加所述插入長(zhǎng)度時(shí)，所述冷點(diǎn)溫度(一般地在所述圓柱形放電室柱體部分的每一端)降低。最佳插入長(zhǎng)度是這樣一種長(zhǎng)度，即，使所述圓柱形柱體(對(duì)于已知的端部凹口形狀)的任一端部的冷點(diǎn)溫度最大，而不超過(guò)所述熱區(qū)域的最大溫度，并且同時(shí)保持所述圓柱形放電室的縱向表面溫度分布的中心對(duì)稱。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的、豎直工作的圓柱形石英電弧管的表面溫度分布。虛線表示的圓柱形電弧管重疊在所述溫度分布的上面，以顯示所述分布和所述電弧管之間的近似的空間關(guān)系。所述分布包括了電弧管的超出所述放電室柱體部分的區(qū)域。所述溫度分布借助于一個(gè)AGEMA熱視900紅外線成像系統(tǒng)在5.0微米波長(zhǎng)下利用特寫(xiě)放大鏡進(jìn)行測(cè)量，以增加清晰度和透明度。
所述放電室柱體部分表面的最大和最小溫度之間的差值為大約20℃。所述電弧管任一端的溫度峰值出現(xiàn)在所述穿透位置。在所述穿透位置，所述電極進(jìn)入所述端部凹口。這些穿透位置在所述圓柱形放電室柱體部分的外部，并且由于它們超出非常小的一段區(qū)域而沒(méi)有顯著地影響電弧管的性能，其中在所述區(qū)域沒(méi)有駐留金屬鹽。沿著所述圓柱形放電室柱體部分的軸線確定的縱向表面溫度分布顯示了高度的中心對(duì)稱。這與圖4中示出的現(xiàn)有技術(shù)石英電弧管的類似的溫度分布進(jìn)行比較，所述現(xiàn)有技術(shù)石英電弧管具有一個(gè)普通的壓縮密封的圓柱形主體，所述圓柱形主體包括相同的填充物并且在100瓦下工作。所述現(xiàn)有技術(shù)電弧管沒(méi)有本發(fā)明的滾筒狀電弧管那樣呈現(xiàn)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。
一組圓柱形石英電弧管的光測(cè)性能特性(在100小時(shí)下)與普通石英電弧管(壓縮密封，圓柱形主體)的光測(cè)性能特性在下面表1中給予比較。雖然所述發(fā)光功效類似，但對(duì)于本發(fā)明的滾筒狀圓柱體設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，相關(guān)顏色溫度(CCT)的范圍明顯地減少，所述彩色再現(xiàn)指數(shù)(CRI)顯著地提高。用于這些電弧管中的所述鹵化金屬鹽的化學(xué)組成是Krasko等的美國(guó)專利No.5,694,002中所描述的五組分形式。

雖然其已經(jīng)顯示和描述了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中所考慮的目前的方案，但顯然，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以在其中作各種各樣的改變和修改，而沒(méi)有脫離后附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于金屬鹵素?zé)舻氖㈦娀」埽ㄒ粋€(gè)石英主體，所述石英主體包圍一個(gè)具有鹵化金屬填充物的放電室，所述放電室基本上是正圓柱體形狀并且包括對(duì)置的電極；所述放電室當(dāng)工作在穩(wěn)態(tài)熱條件時(shí)具有幾乎對(duì)稱的縱向表面溫度分布，其中所述分布的最大和最小溫度之間的差值小于大約30℃，并且所述分布的最大溫度小于大約900℃。
2.權(quán)利要求1的所述電弧管，其中所述分布的最大和最小溫度之間的差值小于大約20℃。
3.權(quán)利要求1的所述電弧管，其中所述電弧管以豎直的取向工作。
4.權(quán)利要求1的所述電弧管，其中所述電弧管通過(guò)使用聲音調(diào)節(jié)電源而以非豎直的方向工作。
5.權(quán)利要求1的所述電弧管，其中所述電弧管在大約25到大約40W/cm2的平均壁負(fù)載下工作。
6.權(quán)利要求1的所述電弧管，其中工作中的所述電弧管呈現(xiàn)出大于大約80的CRI。
7.一種用于金屬鹵素?zé)舻氖㈦娀」?，包括一個(gè)石英主體，所述石英主體包圍一個(gè)具有鹵化金屬填充物的放電室，所述放電室基本上是正圓柱體形狀并且包括對(duì)置的電極，所述對(duì)置的電極放置在所述放電室的每一端，并且與所述室的軸線同軸，所述對(duì)置的電極之間的間距限定了電弧長(zhǎng)度；所述放電室的內(nèi)徑用厘米表示大約等于[(1+P/50)1/2-1]，其中P是用瓦特表示的輸入功率；并且其中所述電弧長(zhǎng)度與所述內(nèi)徑的比大約為1。
8.一種制造金屬鹵素?zé)糁械氖㈦娀」艿姆椒?，所述石英電弧管具有一個(gè)石英主體，所述石英主體包圍一個(gè)具有鹵化金屬填充物的放電室，所述放電室基本上是正圓柱體形狀并且包括對(duì)置的電極，所述對(duì)置的電極放置在所述放電室的每一端，并且與所述室的軸線同軸，所述對(duì)置的電極之間的間距限定了電弧長(zhǎng)度，所述放電室具有一個(gè)使每個(gè)相應(yīng)電極進(jìn)入所述放電室的穿透位置，在所述放電室內(nèi)，所述穿透位置和所述相應(yīng)電極端部之間的距離限定為電極插入長(zhǎng)度，所述電弧管當(dāng)在穩(wěn)態(tài)熱條件下工作時(shí)具有縱向表面溫度分布，所述方法包括下列步驟a)選擇電弧長(zhǎng)度和所述放電室的內(nèi)徑，其中所述內(nèi)徑用厘米表示大于[(1+P/50)1/2-1]，其中P是用瓦特表示的輸入功率，并且其中所述電弧長(zhǎng)度與所述內(nèi)徑的比大約為1；b)形成所述電弧管；c)在預(yù)定的平均壁負(fù)載下運(yùn)行所述電弧管以獲得穩(wěn)態(tài)熱條件；d) 測(cè)量所述放電室的縱向表面溫度分布以獲得最大溫度和最小溫度；e)重復(fù)步驟b)到d)，隨著每一個(gè)反復(fù)，逐漸減小所述放電室的內(nèi)徑，直到所述縱向表面溫度分布的最大溫度位于所述放電室的端部中間；以及f)重復(fù)步驟b)到d)，隨著每一個(gè)反復(fù)，逐漸改變所述電極插入長(zhǎng)度，直到所述分布的最小溫度和最大溫度之間的差值減至最小值，并且沒(méi)有使最大溫度超出大約900℃。
9.權(quán)利要求8的所述方法，其中所述電弧管在大約25到大約40W/cm2的平均壁負(fù)載下工作。
10.權(quán)利要求8的所述方法，其中所述分布的最大和最小溫度之間的差值小于大約20℃。
全文摘要
描述了一種用于金屬鹵素?zé)舻氖㈦娀」芗捌渲圃旆椒?。所述石英電弧管是圓柱體設(shè)計(jì)，這種圓柱體設(shè)計(jì)在工作時(shí)有助于幾乎對(duì)稱的縱向表面溫度分布。所述分布具有最大溫度大約900℃，這使其在高平均壁負(fù)載下具有較長(zhǎng)的工作壽命。
文檔編號(hào)H01J61/33GK1409360SQ0214344
公開(kāi)日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2002年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月26日
發(fā)明者M·加爾維茲, Z·克拉斯科, G·扎斯拉夫斯基, W·D·克尼斯伯格, J·V·利馬 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司