TW200818238A - Discharge lamp with ignition anxiliary element - Google Patents

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200818238 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係一種放電燈’尤其是一種高壓放電燈，具有 至少一個放電容器及至少一個點火輔助元件，此種點火輔 助兀件尤指一種點火輔助線或放電容器的一個導電塗層， 點火輔助兀件可以和放電燈的一條引線導電連接，而且至 少是逐段沿著放電容器延伸。此外，還包括一種操作這種 Φ 放電燈的方法以及一種用於這種放電燈的點火輔助裝置。 | ® 【先前技術】 這一類的放電燈在申請人擁有的德國專利DE 90 04 8 1 1 U 1中已被提出。這種被稱爲鈉-高壓放電燈的傳統式放 電燈具有一個由氧化鋁陶瓷構成的放電容器，這個放電容 器具有一個內腔，同時有兩個沿著徑向設置的電極伸入這

個內腔，當放電燈運轉時，在這兩個電極之間會產生氣體 放電。在放電容器的內腔中有塡充一種可電離的塡充氣體 。放電容器被一個管狀的外殻環繞住，這個外殻具有兩個 均位於徑向上的終端段，在這兩個終端段中都埋有鉬薄膜 ，在鉬薄膜的兩個相對而立的窄邊上各有一條外引線及一 條與一個電極連接的內引線。爲了改善點火性能，這一類 高壓放電燈都具有一條點火輔助線（ZHD)，這條點火輔助線 與放電燈的一條引線導電連接，並且平行於放電燈的一個 縱軸沿著放電容器延伸。點火輔助線會使電極之間的電場 受到電容耦合的影響，因而使放電燈的點火變得比較簡單 ，同時塡充氣體的氣體造成的電撃穿會更快發生，及/或在 -5- 200818238 一個比沒有點火輔助元件的情況下更低的電壓下就已經發 生。當放電燈在工作溫度下運轉時，隨著運轉時間的加長 ，緊貼在放電容器上的點火輔助線可能會出現電解現象， 因而導致安全上的風險，因此一種解決方法是使點火輔助 線經由一個熱耦雙金屬條與與引線連接，當放電燈冷起動 時，這個熱耦雙金屬條會使點火輔助線緊貼在放電容器上 ，以改善點火性能，當放電燈處於運轉狀態時，熱耦雙金 0 屬條的形狀會改變，因而將點火輔助線整個從放電容器上 1 Φ 提起，並向旁邊彎折而離開放電容器，這樣就可以避免點 火輔助線與放電容器直接接觸，因而避免點火輔助線出現 電解現象。這種使用熱耦雙金屬條之高壓放電燈的一個缺 點是不適用於沒有外殼的情況，原因是當放電燈處於運轉 狀態時，點火輔助線被彎成一個銳角而離開放電容器，因 此可能使光源發生不利的觸點接通，另外一個點是需要增 加一道組裝步驟（因而使成本上升），以便將連接熱耦雙金 P 屬條的點火輔助線連接到放電容器上。此外，這種解決方 • ® 式還有另外一個缺點，那就是當高壓放電燈處於運轉狀態 時，離開放電容器並被外殻環繞住的點火輔助線需要佔用 較大的空間。 以現有技術製造的放電燈通常都具有一個玻璃製的放 電容器。當這一類放電燈達到工作溫度時，緊貼在玻璃製 放電容器上的點火輔助線可能會導致放電容器脫玻（玻璃 的結晶化作用），因而造成安全上的風險。 【發明内容】 -6- 200818238 本發明之目的是提出一種放電燈、一種操作這種放電 燈的方法、以及一種點火輔助裝置，相較於傳統的放電燈， 本發明的放電燈必須具有較好的點火性能及操作特性，而 且要能夠將構造變得更爲簡單。 . 爲達到上述目的，本發明提出一種放電燈，尤其是一 種高壓放電燈，具有至少一個放電容器及至少一個點火輔 助元件’此種點火輔助元件最好是一條點火輔助線或是放 0 電容器的一個導電塗層’點火輔助元件可以和放電燈的一 ^ % 條引線導電連接，而且至少是逐段沿著放電容器延伸，這 種放電燈的特徵是具有一個能夠在放電燈處於運轉狀態 時，也就是在放電燈點火之後，將點火輔助元件的至少一 個區段和引線之間的導電連接切斷的裝置。爲達到上述目 的，本發明還提出一種操作放電燈的方法，這種方法是在 放電燈點火之gij ’以切斷導電連接的切斷裝置將點火輔助 元件與放電燈的一條引線連接，當放電燈處於運轉狀態 時，這個切斷裝置就會將點火輔助元件的至少一個區段和 φ ^ 引線之間的導電連接切斷。此外，爲達到上述目的，本發 明還提出一種點火輔助裝置，其用於具有一個在放電燈處 於運轉狀態時，能夠將點火輔助元件的至少一個區段和引 線之間的導電連接切斷之裝置的放電燈。 本發明提出的方法是在冷的放電燈的點火期間，點火 輔助元件（例如一條點火輔助線）和引線之間有形成導該連 接，因此可以經由電容耦合使點火性能獲得大幅改善，而 在放電燈的點火階段及其後的起動階段，則藉點火輔助元 件的幫助降低點火及從輝光放電過渡到電弧放電所需的能

200818238 量輸入。所謂起動階段是指從放電燈點火到達到準穩定運 轉狀態的時間間隔，而所謂準穩定運轉狀態是指在放電燈 內可以形成穩定之電弧放電的狀態。當放電燈處於運轉狀 態時，切斷裝置會將上述導電連接切斷，此時由於點火輔 、 助元件至少會有一部分不再和引線連接，因此可以大幅降 低發生脫玻現象及電解現象的可能性。相較於屬現有技術 的德國專利DE 90 04 811 U1，本發明的方法的優點是，當 ^ 放電燈處於運轉狀態時，點火輔助線不會被放電燈彎成一 I n 個銳角’而是至少仍是逐段緊貼在放電容器上，只是不再 和引線導電連接而已，因此相較於傳統的放電燈，本發明 的放電燈的體積比較小，而且具有更好的起動特性。此外， 如果從製造上的便利性來考量，一種有利的方式是將本發 明的點火輔助元件製作成設置在放電容器上的一個導電塗 層。 依據本發明的一種有利的實施方式，切斷導電連接的 ^ 裝置是一個內建在點火輔助元件中的溫度開關（溫控開 % % 關），這個溫度開關和放電容器之間有導熱連接，在將放電 燈點火時溫度開關會接通，臺放電燈處於運轉狀態時，溫 度開關會因爲放電容器的溫度上升而自動斷開，因而切斷 和點火輔助元件的至少一個區段的導電連接，這樣就可以 大幅降低放電容器發生脫玻現象的可能性。最好是使用一 種耐高溫的溫度開關，也就是在200 T：左右的高溫下仍然能 夠正常運作’尤其是從高溫狀態冷卻下來時仍然能夠可靠 的執行接通動作的溫度開關。 依據本發明的一種有利的實施方式，點火輔助元件可 -8- 200818238 以和陰極燈座套管導電連接，也就是說可以和放電燈的負 電位導電連接。 本發明的一種特別有利的實施方式是將溫度開關設置 在一個燈座軸頸和放電容器的一個外殼段之間的一個在燈 座軸頸外表面上的過渡區，這樣即使溫度開關處於斷開狀 態，點火輔助元件在燈座軸頸內的一個薄膜密封的區域仍 然和一條引線導電連接，也就是說點火輔助元件在這個薄 膜密封的區域一直是和負電位連接。這樣就可以防止因爲 電遷移（也就是經由材料輸送）導致離子在薄膜中移動而使 密集埋在燈座軸頸中的鉬薄膜從放電容器的玻璃上脫落。 反之，在將冷的放電燈點火時，由於溫度開關是接通的， 因此整個點火輔助元件都會和負電位連接，因而使放電燈 的起動特性獲得大幅度的改善。 依據本發明的一種有利的實施方式，作爲點火輔助元 件用的點火輔助線基本上是沿著放電容器的輪廓延伸，而 且至少是逐段緊貼在放電容器的表面上。因此可以在點火 g Φ 輔助線及放電燈的內部之間達到最佳化的電容耦合。 點火輔助線最好至少是逐段彎曲成弧狀、沿著與放電 燈縱軸平行的方向延伸、及/或在放電燈的燈座軸頸的區域 至少是逐段纏繞在放電容器上，以便在製造時很容易就可 以被固定在放電容器上。 例如，本發明的放電燈可以構成一種HBO®高壓放電燈 或X Β Ο ®高壓放電燈。 【實施方式】 以下配合圖式及一個有利的實施例對本發明的內容做 -9- 200818238 進一步的說明。第1圖係以示意方式顯示本發明的一種由 高壓放電燈構成的放電燈。 本發明的較佳實施例 以下將以一種可以應用在顯微技術或塑膠技術中的 ίίΒ〇®高壓放電燈說明本發明的內容，但這並不表示本發明 的放電燈僅限於此種高壓放電燈。 第1圖係以示意方式顯示一個應用於短電弧技術的兩 端均旋入燈座的ΗΒΟ®高壓放電燈（1)。放電燈（1)具有一個 石英玻璃製的放電容器（2)，而該放電容器（2)具有一個內腔 (4)及兩個沿著徑向設置的密封燈座軸頸（6，8)，該密封燈 座軸頸（6，8)各具有一條在圖式中未繪出之具有一個鉬薄 膜密封（10，12)的引線及一個燈座套管（14，16)。兩個沿著 徑向設置的電極（18，20)伸入內腔（4)，並分別與一條引線 連接。放電燈運轉時，在電極（1 8，20)之間會產生氣體放 電。此外，在放電容器（2)的內腔（4)中還有塡充一種可以電 離的塡充氣體，這種塡充氣體主要是由一種或數種惰性氣 I Φ 體及少量的水銀所構成。第1圖中左邊的電極（18)是一個 頭部爲錐形的陰極，其作用是產生高溫，以確保熱發射及 場致發射（Richardson方程式）能夠形成特定的電弧沉積物 及足夠的電子流。右邊的電極（20)是一個需承受高溫的筒 形陽極，由於電極（20)具有足夠大的尺寸，因此可以改善 幅射功率。電極（18，20)在燈座端係經由未在圖式中繪出 的燈座腳或絞合線與供電電壓連接。 爲了改善點火性能，放電燈（1)具有一個由點火輔助線 (22)構成的點火輔助元件，其經由燈座套管（14)和放電燈（1) -10- 200818238 的引線導電連接，並逐段沿著放電容器（2)延伸，同時具有 一個在放電燈（1)處於運轉狀態時，也就是在放電燈（1)點火 之後，能夠將點火輔助元件（22)的一個區段（26)和引線之間 的導電連接切斷的裝置（24)。在這個實施例中，切斷導電 連接用的裝置（24)是一個內建在點火輔助線（22)中的溫度 開關（24)。溫度開關（24)帶有一個設置在外殼（42)內的雙金 屬元件（28)，並與放電容器（22)有導熱連接，在將放電燈（1) 點火時溫度開關（24)會接通，當放電燈（1)處於運轉狀態 時，溫度開關（24)會因爲放電容器（2)的溫度上升而自動斷 開，因而切斷和點火輔助線（22)的至少一個區段（26)的導電 連接，這樣就可以大幅降低放電容器（2)隨著放電燈（1)的工 作時間加長而發生脫玻現象的可能性。也就是說，在將冷 的放電燈（1)點火時，整條點火輔助線（24)都和引線導電接 通，因此點火性能會因爲電容耦合而獲得大幅度的改善。 溫度開關（24)容許點火輔助線（24)的區段（26)從負荷電路中 退耦，因此在放電燈點火完成後，區段（26)基本上是零電 ^ φ 位的，而在放電燈（1)的點火階段及其後的起動階段，則藉 點火輔助線（22)的幫助降低點火及從輝光放電過渡到電弧 放電所需的能量輸入。所謂起動階段是指從放電燈（1)點火 到達到準穩定運轉狀態的時間間隔，而所謂準穩定運轉狀 態是指在放電燈（1)內可以形成穩定之電弧放電的狀態。在 第1圖顯示的放電燈（1)的運轉狀態中，溫度開關（24)將導 電連接切斷，因此·點火輔助線（22)的區段（26)不再和引線連 接。在這個實施例中，點火輔助線（22)和陰極燈座套管（14) 導電連接，也就是說和放電燈（1)的負電位導電連接。一種 -11- 200818238 特別有利的方式是，溫度開關（24)被設置在陰極端的燈座 軸頸（6)和放電容器（2)的一個外殼段（3 2)之間的一個在燈 座軸頸（6)外表面上的過渡區（30)，因此即使溫度開關（24) 處於斷開狀態，點火輔助元件（22)的一個段落（3 6)在薄膜密 ' 封（10)的區域仍然和一條引線導電連接，也就是說一直是 和負電位連接。這樣就可以防止因爲電遷移造成薄膜脫 落。反之，在將冷的放電燈（1)點火時，由於溫度開關（24) 是接通的，因此整條點火輔助線（22)都會和負電位連接。 作爲點火輔助元件用的點火輔助線（2 2)基本上是沿著放電 容器（2)的輪廓延伸，並逐段緊貼在放電容器（2)上。因此可 以在點火輔助線（22)及放電燈（2)之間達到最佳化的電容耦 合。點火輔助線（22)是沿著與放電燈縱軸（3 8)平行的方向延 伸並逐段彎曲成弧狀，並在燈座軸頸（6，8)的區域纏繞在 放電容器（2)上，在製造放電燈時，點火輔助線（22)及溫度 開關（24)很容易就可以經由固定接片（40)被固定在放電容

器（2)上，也就是經由位於溫度開關（24)旁邊並將陰極端的 燈座軸頸（6)環繞住的兩個固定接片（40)被固定在放電容器 (2)上。 在本發明未圖示的一變化例中，該點火輔助元件（22) 被用作爲在放電容器（2)上之導電塗層。 本發明的放電燈（1)絕非侷限於以上的實施例，而是可 以具有現有技術已知的各種不同型式的放電容器。此外， 也可以將本發明的放電燈（1)製作成一種大瓦特數的X Β〇® 高壓放電燈。 本發明提出一種放電燈（1 )，尤其是一種高壓放電燈， -12- 200818238

具有至少一個放電容器（2)及至少一個點火輔助兀件（22)， 此種點火輔助元件（22)最好是一條點火輔助線或放電谷窃1 的一個導電塗層，點火輔助元件可以和放電燈（1)的一條引 線導電連接，而且至少是逐段沿著放電容器（2)延伸，這種 放電燈的特徵是具有一個能夠在放電燈（1)處於運轉狀態 時，將點火輔助元件（22)的至少一*個區段（26)和引線之間的 導電連接切斷的裝置（24)。此外，本發明還提出一種點火 輔助裝置及一種操作這種放電燈（1)的方法。 【圖式簡單說明】 無。 【主要元件符號說明】 4

26，8 10 ’ 12 14 ’ 16 18 ’ 2〇 22 24 26 28 30 放電燈 內腔 放電容器 燈座軸頸 (鉬）薄膜密封 燈座套管 電極 點火輔助元件/點火輔助線 切斷裝置/溫度開關 區段 雙金屬元件 過渡區 外殻段 -13- 32 200818238 36 段落 38 放電燈縱軸 40 固定接片 42 外殼

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Claims (1)

1. 200818238 十、申請專利範圍： 1 · 一種放電燈，尤其是一種高壓放電燈，具有至少一個放

   電容器（2)及至少一個點火輔助元件（22)，其最好是一條 點火輔助線或是放電容器（2)的一個導電塗層，該點火輔 助元件（22)可以和放電燈（1)的一條引線導電連接，而且 至少是逐段沿著放電容器（2)延伸，該放電燈之特徵爲： 具有一個能夠在放電燈（1)處於運轉狀態時，將點火輔助 元件（22)的至少一個區段（26)和引線之間的導電連接切 斷的裝置（24)。 ^ 2 ·如申請專利範圍第1項的放電燈，其中，切斷導電連接 的裝置是一個和放電容器（2)之間有導熱連接的溫度開關 (24)，在放電燈（1)點火時，這個溫度開關會接通，當放 電燈（1)處於運轉狀態時，這個溫度開關會斷開。 3 ·如申請專利範圍第2項的放電燈，其中，使用一種耐高 溫的溫度開關（24)，也就是在200°C左右的高溫下仍然能 夠正常運作，尤其是從高溫狀態冷卻下來時仍然能夠可 靠的執行接通動作的溫度開關。 4.如申請專利範圍第2項或第3項的放電燈，其中，溫度 開關（24)係在燈座軸頸（6)上被設置在一個燈座軸頸（6)和 放電容器（2)的一個外殻段（32)之間的一個過渡區（30)，因 此即使溫度開關（24)處於斷開狀態，點火輔助元件（22)在 燈座軸頸（6)內的一個薄膜密封（10)的區域仍然和一條引 線導電連接。 5.如前述申請專利範圍中任一項的放電燈’其中’點火輔 -15- 200818238 助元件（22)可以和陰極燈座套管（14)連接，也就是說可以 和放電燈（1)的負電位連接。 6. 如前述申請專利範圍中任一項的放電燈，其中，點火輔 助線（22)實質上是沿著放電容器（2)的輪廓延伸，而且至 少是逐段緊貼在放電容器（2)的表面上。 7. 如前述申請專利範圍中任一項的放電燈，其中，點火輔 助線（22)至少是逐段彎曲成弧狀、沿著與放電燈縱軸（38)

   平行的方向延伸、及/或在燈座軸頸（6，8)的區域至少是 逐段纏繞在放電容器（2)上。 8. 如前述申請專利範圍中任一項的放電燈，其中，放電燈（1) 是一種HBO®高壓放電燈或XBO®高壓放電燈。 9. 一種操作放電燈（1)的方法，尤其是一種操作高壓放電燈 的方法，放電燈（1)具有至少一個放電容器（2)及至少一個 點火輔助元件（22)，其最好是一條點火輔助線或是放電容 器（2)的一個導電塗層，該點火輔助元件（22)可以和放電 燈（1)的一條引線導電連接，而且至少是逐段沿著放電容 器（2)延伸，該操作方法具有以下的步驟： a)以切斷導電連接的裝置（24)將點火輔助元件（22)和引 線連接在一起； b) 將放電燈（1)內的放電點火；以及 c) 當放電燈（1)處於運轉狀態時，以切斷裝置（24)將點火 輔助元件（22)的至少一個區段（26)及引線之間的導電連 接切斷。 1 0 ·如申請專利範圍第9項的方法，其中，利用一個溫度開 -16- 200818238 關（24)形成及切斷導電連接。 11·一種用於放電燈（1)的點火輔助裝置，尤其是一種用於高 壓放電燈的點火輔助裝置，具有至少一個點火輔助元件 (22)，尤其是一條點火輔助線或是一個導電塗層，該點火 輔助元件（2 2)至少是逐段沿著放電容器（2)延伸，該點火 輔助裝置之特徵是具有一個裝置（24)，其能夠在放電燈（1) 處於運轉狀態時，將點火輔助元件（22)的至少一個區段 赢 (26)和引線之間的導電連接切斷。 § W 12.如申請專利範圍第11項的點火輔助元件，其中，這種 能夠切斷導電連接的裝置是一個溫度開關（24)。

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