CN1008851B - 高压气体放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明的高压气体放电灯至少有一个电极，它包括电极棒44以及在其伸进灯泡容器的尖头45附近的螺旋线圈46，两者都主要由钨构成。线圈46有直接绕在棒44上并局部带着具有大螺距匝的各匝的第一层47，还有以相反方向绕在第一层47上的各匝的另一层50。另一层50的具有大螺距的线匝52紧扣在大螺距的线匝51的周围、同时由此形成基本上相反设置的各接触区53，在接触区之间，线匝52以压紧配合方式与棒44接合。在线匝52上面设置辅助线匣60。线圈46被非常牢周地固定在棒44上。

Description

本发明涉及一种高压气体放电灯，该灯包括：一个半透明的用真空密封方法密封的灯泡容器，该容器充有可电离气体并且具有伸进该灯泡容器中并连接到各供电流导体的各电极，所述各导体穿过灯泡容器的器壁延伸到容器外部，

-所述各电极中至少一个包括一个主要由钨构成的棒，该棒在其伸到灯泡容器里面的尖头附近具有一个用主要由钨制成的导线所绕制的螺旋线圈，该线圈各匝的第一层环绕在所述棒上、而各匝的另一层环绕在所述第一层上，各匝的所述第一层局部地有具有大螺距P的一匝，P至少等于所述各匝的第一层的导线直径加上所述各匝的另一层的导线直径，

-所述线圈固定在所述棒上。

美国专利说明书（US-PS）第3，170，081号中公开了这样一种放电灯。

绕在电极棒上的线圈的目的仅仅在于获得该电极上的令人满意的温度变化、或者还在于保存电子发射材料。

必须将所述线圈固定在所述棒上，其方法是，例如使一个线匝在热状态下变形、以便使它围绕所述棒夹紧，或者将该线圈局部地焊接在所述棒上。

在根据上述美国专利说明书第3，170，081号的灯中，各匝的第一层是一部分，该层在所述电极棒的周围松开一定的间隙、 并且采用使该层在热状态下变形的方法把它固定在棒上，而各匝的另一层是一个环绕第一层的松开的独立部分。为了固定各匝的第二层，各匝的第一层在其远离电极棒尖头的一端有一段伸出的导线段，同时各匝的另一层在相应端也有一段弯向电极棒的导线段。这种电极结构使制造各电极（因此也使制造该灯）变得困难。

本申请人的未早期公开的（non-prepublished）欧洲专利申请第86201239.0号（PHN11446）揭示了一种开头一节中所描述那种类型的灯，其中，所述电极的线圈各匝的另一层至少两次紧扣在第一层的具有大螺距的一匝的周围，同时形成相同个数的接触区、并且以压紧配合的方式与所述电极棒接合（至少在大体直径方向上与这些接触区相对的位置上）。根据该项申请，扣在第一层的具有大螺距的一匝周围的、由各匝组成的另一层的（各）匝、其螺距与该层的剩余的各匝的螺距相一致，即等于所述导线的直径。

本发明的目的在于提供一种在开头一节中提到的高压气体放电灯，该灯的各电极中至少一个具有易于制造的上卷式简单结构、并且其中所述线圈仍然紧紧地固定在电极棒上。

根据本发明，在开头一节中提到的那种高压气体放电灯中达到了这个目的，这是因为：各匝的另一层以同第一层相反的方向绕制、并且至少有一匝的螺距与螺距P相符并且紧扣在各匝的第一层的具有螺距P的一匝上，同时以此构成一些基本上彼此相反地设置的接触区，并且在每对接触区之间、所述至少一匝以压紧配合的方式与电极棒接合。

与根据上述美国专利说明书第3，170，081号的各电极 相反（其中各电极由单独制作的各部分组装而成），可以用这样的方式得到根据本发明的灯的至少一个电极，即    在本身作为线圈心轴的电极棒上构成所述线圈。于是，在制作电极过程中省去了组装步骤，在该电极、电极棒及线圈是小的、从而易受损坏的时候，这一点尤其有益。此外，省去了用于固定所述线圈的单独的步骤。而电极的线圈仍然被牢固地固定着。

关于线圈在电极棒上的固定方法可说明如下。当把导线绕制在心轴（电极棒）时，所述导线的各匝具有呈现较大直径的趋势。在圆形心轴的情况下，得到这种较大的线匝直径的原因是：由于弹性松弛作用、所述导线会沿着该心轴在切线方向上滑动。

如果以同第一层相同的方向绕制所述第二层的话，那么上述情况也适合于在各匝的第一层上构成的各匝的第二层。在这种情况下，“心轴”，即在其上绕制第一层的电极棒，以及所述第一层都是圆的。然而，如果以相反的方向绕制各匝的所述第二层的话，那么该“心轴”就不纯粹是圆的、因为所述第二层的各匝每次都必须跳过第一层的各匝。心轴的这种“不圆度”是很小的。偏离圆形的尺寸仅仅是该导线直径的一小部分，而该“心轴”的直径是比较大的，即等于其上绕有线圈的电极棒的直径加上两倍的导线直径。由于所述小的“不圆度”，在这种情况下该导线还会沿切向滑动，结果所述各匝呈现较大的直径、因而所述各层松弛地排列。

如果绕在电极棒上的导线局部地具有大螺距P，那么电极棒与导线的组件在该局部处是非常不圆的。电极棒和导线的横截面的周线是椭圆形的。各匝的另一层的那些线匝（它们象壳层一样包裹在电极棒和导线周围）基本上不会沿切向滑动、因而不会脱开。当以 同第一层相同的方向绕制各匝的所述另一层时情况是这样，而当与同第一层相反的方向绕制所述另一层时情况也是这样。当各匝的另一层的至少一部分不会脱开（由于该部分位于这样的两个区域之间，即各匝的另一层在这两个区域被固定住）时，电极棒的所述线圈就被固定在该棒上，其原因在于：此时切线方向的移动是不可能的。在下述条件下情况也是这样，即各匝的第一层与各匝的另一层构成一个整体并且各匝的另一层象一个壳层一样扣住第一层，同时由此形成至少相同数目的接触区，所述另一层的线匝至少有一次环绕各匝的第一层的具有大螺距的线匝并且环绕所述心轴，各匝的另一层至少一部分位于这样的两个区域间，即各匝的另一层在这两区域处是被固定住的。所述第一个区域是这样的区域：在该区域，各匝的第一层变成各匝的另一层。所述第二个区域是这样的区域：在该区域，各匝的另一层紧扣在第一层中具有大螺距的一匝的周围。

根据上述未早期公开的欧洲专利申请第86201239·0号，把线圈固定在灯电极棒上的方法是基于上一节中列举的各项事实的。

在根据本发明的灯的至少一个电极中，各匝的另一层的具有大螺距的一匝与各匝的第一层中具有大螺距P的一匝一起、形成一些彼此相反配置的接触区。在这些接触区中的每一对之间，该线匝以压紧配合的形式与电极棒接合。因此，绕制着具有大螺距的这个线匝的“心轴”是非常不圆的。这样就以非常可靠的方式阻止了使该线匝松脱的切向移动。

在一个合适的实施例中，各匝的第一层和各匝的另一层彼此构 成一个整体，并且在电极棒尖头附近、各匝的第一层的一个线匝变成各匝的另一层的一个线匝。

在本发明的最佳实施例中，在各匝的第一层中具有大螺距P的所述线匝出现在所述线圈的远离电极棒尖头的一端。

使用其各层彼此构成一个整体的线圈进一步简化了该电极的制作工艺。在最佳实施例中，还得到另一个优点，即各匝处在彼此之间的以及与电极棒之间的紧密接触中。

在一种变体中，各匝的另一层与一个辅助线匝构成整体，该辅助线匝设置在各匝的另一层中具有大螺距的一匝的上面、大抵平行于各匝的第一层的具有大螺距P的线匝而延伸、并且是与电极棒接触的。实验证明，在该变体中线圈被非常牢固地固定住。例如，当线圈由比较粗的导线构成时，这种结果是明显的。

为了说明“螺距”这一术语，应当注意，当使各匝具有等于导线直径的螺距时，相邻的各匝在横向是彼此接合的。

如果电极棒的线圈的导线末端带着拉断表面的话，那么会使该电极、同时因此使该高压气体放电灯更易于制造。因为这种拉断表面是在完成螺旋形绕制工序之后，用扯下未绕成螺旋形的剩余的导线段的方法使其与线圈分离而得到的。因此，导线在脱离同电极的接触处断开。

各种拉断表面具有特有的外观，因此，这种表面容易被、例如本专业的技术人员识别。它们具有粗糙的表面，由于凹凸不平、所以它们是无光泽的。此外，它们没有诸如槽沟之类的痕迹或者毛刺，例如利用切割、夹断、剪切或研磨等各种工具时，会在分离表面中或分离表面处留下这些痕迹和毛刺。

当在电极棒上绕制线圈时，用一个夹子把导线的起始端固定住。当线圈绕好后，可以通过适当的方式将起始端扯下、使它脱离该线圈。

根据本发明的灯可以是一种装备着由例如（多晶的）氧化铝或（单晶的）兰宝石构成的陶瓷容器的高压钠灯，或者是一种可以含有各种金属卤化物并且具有一个陶瓷的或石英玻璃的灯泡容器的高压汞放电灯。

附图中示出根据本发明的灯的一些实施例，在附图中：

图1用局部剖开的侧视图示出一种具有用图解法表示的各电极的高压钠放电灯;

图2用纵剖面图示出一种具有用图解法表示的各电极的高压汞放电灯;

图3用侧视图表示一个电极;

图4用纵剖面图表示图3的电极;

图5表示沿图3的Ⅴ-Ⅴ线所取的该电极的剖面图;

图6用侧视图表示该电极的另一实施例;

图7用纵剖面图表示图6的电极;

图8用在Ⅷ-Ⅷ面上所取的剖面图表示图6的电极。

图1中所示的高压钠放电灯具有一个半透明的、主要由氧化铝构成的灯泡容器1，该容器用真空密封方法密封、并且具有由钠、汞和氙组成的可电离填充物。各电极2伸进灯泡容器1，这些电极连接到各供电流导体3，各导体3穿过灯泡容器的器壁延伸到外部。各电极2各自具有主要由钨构成的电极棒4，在伸到灯泡容器1内的电极棒尖头5附近、该电极棒具有主要由钨制成的导线所绕成的 螺旋线圈6。各匝的第一层（其中一匝具有大螺距P，P至少等于各匝的第一层的导线直径加上各匝的另一层的导线直径）环绕在电极棒4上，而各匝的另一层环绕在各匝的第一层上。线圈6被固定在电极棒4上。图3至5中更全面地描述了各电极，而图6至8中描述了另外可供选择的各电极。灯泡容器1置于外管壳7中，该管壳用真空密封方法密封、并具有灯头8。

图2的高压汞放电灯具有一个石英玻璃灯泡容器11，该容器用真空密封方法密封、并且具有由氩、汞、碘化钠、碘化钪和碘化铊组成的可电离的填充物。连接到从灯泡容器11伸到其外部的供电流导体13a和13b的各电极12伸进灯泡容器11中。它们具有主要由钨构成的电极棒14，在伸到灯泡容器11内部的电极棒尖头15附近、电极棒14具有用主要由钨构成的导线绕成的螺旋形线圈16。各匝的第一层（其中一匝具有大螺距P，P至少等于各匝的第一层的导线直径加上螺旋线圈16的各匝的另一层的导线直径）环绕在电极棒14上，而各匝的另一层环绕在各匝的第一层上。线圈16固定在电极棒14上。图3至5中描述了各电极12而图6至8中描述了另一些可供选择的电极。

在图3、4和5中，主要由钨构成的电极棒24在其伸到所述灯泡容器内部的尖头25附近、具有用主要由钨构成的导线绕成的螺旋线圈26。各匝的第一层27直接环绕在电极棒24上;在电极棒24的尖头25附近，第一层的最后一匝28变成各匝的另一层30的第一匝29;另一层30环绕在各匝的第一层27上。从而各匝的第一层27与各匝的另一层30构成一个整体。

各匝的第一层27局部地具有由大螺距P构成的一匝31，该 螺距P至少等于各匝的第一层27的导线直径加上各匝的另一层30的导线直径。因此，在所示的实施例中，当所述第一层和所述另一层由相同的导线绕制时，螺距P至少是该导线直径的两倍。

线圈26被固定在电极棒24上，这是因为：各匝的另一层30以同第一层27相反的方向绕制、并且至少有一匝32的螺距与所述螺距P相符，该匝32紧扣在各匝的第一层27的具有螺距P的一匝31的周围，同时由此构成一些基本上彼此相反设置的接触区33，并且在每对接触区33之间、线匝32以压紧配合的方式与电极棒24接合。在各匝的第一层27中，具有大螺距P的线匝31出现在线圈26的远离电极棒尖头25的一端附近。

图4中，可清楚地看见各接触区33。由于图中线匝32的螺距与线匝31的螺距P一样，所以每一整匝32存在两个这种接触区33。假如线匝32的螺距真的偏离P，那么每一整匝32的接触区的数目就会是一个大于2或者小于2的分数。

在图5中（该图是通过电极棒24的轴线所作的、相对于图4旋转90°的截面图），可以看到，在每对接触区33之间，线匝32以压紧配合的方式与电极棒24接合（另参见图3和4）。割断多余的导线就得到各匝的第一层27的起始端34（图3）以及各匝的另一层30的末端35（图4）。线匝32远不是圆形的，因为一方面它的两个接触区33远离电极棒24的轴线，而另一方面在这些接触区之间、它又与电极棒24接合。因此，线匝32不会被脱开，并且它在电极棒24上施加一个大的摩擦力，该摩擦力阻止线圈26的移动。虽然线圈26由一根导线绕成，但是为清楚起见，图4和图5中在另一层30的各匝上画不同的阴影线。

在图6、7和8中，用比以前各图中的标号大20的标号表示相应的各部分。各匝的另一层50与辅助线匝60（为清楚起见，仍然在其上画不同的阴影线）构成一个整体，线匝60压住各匝的另一层50的具有大螺距的线匝52（图8）、并且大抵平行于各匝的第一层的具有大螺距P的线匝51而延伸、并且与电极棒44接触（图6、7）。线匝60的不圆程度与线匝52一样，从而为线圈46提供辅助的固定措施。值得注意的是，尽管在另一端线圈46有三重的特点，图中线圈46在尖头45附近与在所述另一端具有相同的横向尺寸。

由直径70微米的钨导线构成的线圈绕制在直径200微米的钨棒上。该线圈由在线圈的一端互相转化的两层构成。该线圈的长度大约1毫米。在各匝的第一层上，构成与所述电极棒的焊接接合面。实验证明，用3牛顿的力才可能使线圈脱离电极棒。

用具有与上述尺寸一样粗的电极棒和导线制作了根据图6至图8的各电极。所述线圈的长度大约是1毫米。实验证明，使线圈脱离电极棒需用12牛顿的力。绕制了线圈的电极棒的最大直径大约是480微米，由此可见，各匝彼此之间以及所述电极与这些线匝之间是紧密接触的。当采用焊接的固定方法时，上述绕制了线圈的电极棒的最大直径显著地增大。因此，对于大部分线匝来说，线匝彼此之间以及线匝与电极棒之间的排列是松散的。

Claims (4)

1、一种高压气体放电灯，该灯包括：一个半透明的用真空密封方法密封的灯泡容器，该容器充有可电离气体并且有伸进该灯泡容器中并连接到各供电流导体的各电极，所述各导体穿过灯泡容器的器壁延伸到容器外部，

-所述各电极中至少一个包括一个主要由钨构成的棒，该棒在其伸到灯泡容器里面的尖头附近具有一个用主要由钨制成的导线所绕制的螺旋线圈，该线圈各匝的第一层环绕在所述棒上，而各匝的另一层环绕在所述第一层上，所述各匝的第一层局部地有具有大螺距P的一匝，P至少等于所述各匝的第一层的导线直径加上所述各匝的另一层的导线直径，

-所述线圈固定在所述棒上，

其特征在于：

各匝的另一层以同第一层相反的方向绕制，并且至少有这样一匝；其螺距与螺距P一致并且紧扣在各匝的第一层的具有螺距P的一匝的周围，同时由此构成一些基本上彼此相反设置的接触区，并且在每对接触区之间、该线匝以压紧配合的方式与所述棒接合。

2、如权利要求1中所要求的高压气体放电灯，其特征在于：各匝的所述第一层和所述另一层彼此构成一个整体、并且在所述电极棒尖头附近、各匝的第一层的一匝变成各匝的另一层的一匝。

3、如权利要求2中所要求的高压气体放电灯，其特征在于：在各匝的第一层中具有大螺距P的所述线匝出现在线圈远离电极棒尖头的一端。

4、如权利要求1或3中所要求的高压气体放电灯，其特征在于：各匝的另一层与一个辅助线匝构成整体，该辅助线匝设置在各匝的另一层中具有大螺距的一匝上面、大抵平行于各匝的第一层的具有大螺距P的线匝而延伸、并且是与电极棒接触的。

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