專利名稱：電介質(zhì)阻擋放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電介質(zhì)阻擋放電燈的領(lǐng)域，通過該電介質(zhì)阻擋放電燈可以產(chǎn)生紫外光 用于對液體或氣體介質(zhì)的比如光化學(xué)、光物理或者光生物反應(yīng)的處理。
背景技術(shù)：
電介質(zhì)阻擋放電燈在操作期間變熱，使得電介質(zhì)阻擋放電燈由于其部件的不同熱 膨脹的原因而可能破裂。因而，在許多情形中必需借助比如水的冷卻劑來冷卻電介質(zhì)阻擋 放電燈。從US 5，666，026已知一種電介質(zhì)阻擋放電燈，該電介質(zhì)阻擋放電燈包含布置在 外管內(nèi)部的內(nèi)管，其中用于提供紫外光的放電氣體被密封在內(nèi)管和外管之間。外電極被提 供在外管的外表上以及內(nèi)電極被提供在內(nèi)電極的內(nèi)表上，使得所述管提供電介質(zhì)阻擋以及 所述電極之間可發(fā)生放電弧用以激發(fā)放電氣體發(fā)射紫外光。內(nèi)電極作為包含狹縫的大體上 管狀襯套被提供，使得管狀內(nèi)電極以彈簧承載的方式接觸內(nèi)管而電學(xué)接觸。由于彈簧承載 的內(nèi)電極，內(nèi)管和內(nèi)電極的不同熱膨脹得到補(bǔ)償，使得外部冷卻可以變成不必要的。這種類型的電介質(zhì)阻擋放電燈的缺點(diǎn)是，由于彈簧承載的內(nèi)電極的原因，內(nèi)管被 應(yīng)用相當(dāng)高的機(jī)械應(yīng)力，導(dǎo)致短的壽命。另外，將內(nèi)電極定位在內(nèi)管的內(nèi)表是困難的且必需 借助專用工具來進(jìn)行。這導(dǎo)致大的內(nèi)管以及燈的尺寸并使得生產(chǎn)變得昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電介質(zhì)阻擋放電燈，其包含增加的壽命而無需外部冷卻。此目的是通過一種用于提供紫外光的電介質(zhì)阻擋放電燈來實現(xiàn)，該電介質(zhì)阻擋 放電燈包含外管，用用于提供紫外光的放電氣體填充；內(nèi)管，至少部分地布置在外管的內(nèi) 部；外電極，電學(xué)連接到外管；以及內(nèi)電極，電學(xué)連接到內(nèi)管，其中內(nèi)電極包含導(dǎo)體和用于 提供導(dǎo)體與內(nèi)管之間的電學(xué)接觸的多個導(dǎo)電粒狀材料。由于導(dǎo)電粒狀材料的原因，確保導(dǎo)體和內(nèi)管之間的電學(xué)接觸，并同時補(bǔ)償內(nèi)電極 和內(nèi)管的不同熱膨脹而不應(yīng)用機(jī)械應(yīng)力到內(nèi)管。這得到一種電介質(zhì)阻擋放電燈，其包含增 加的壽命而無需外部冷卻。在粒狀材料的不同顆粒之間為顆粒的熱膨脹提供了足夠的空 間。此外，防止導(dǎo)體和/或粒狀材料到內(nèi)管的固定連接，使得位于一側(cè)的內(nèi)管與位于另一側(cè) 的導(dǎo)體和粒狀材料的不同熱膨脹將不會導(dǎo)致機(jī)械應(yīng)力。這使得一種操作模式是可能的，通 過該操作模式防止了外部冷卻。特別地，制造變得便利且更加成本有效，這是因為為了定位 內(nèi)電極，僅需提供導(dǎo)體以及用粒狀材料優(yōu)選部分地填充內(nèi)管內(nèi)部的剩余體積。用于制造燈 的設(shè)計復(fù)雜的工具是不需要的。特別地，可以制造內(nèi)電極而無需在內(nèi)管內(nèi)部提供工具，使得 根據(jù)本發(fā)明的電介質(zhì)阻擋放電燈可被微型化而不減少所發(fā)射的光的量。特別地，內(nèi)電極以這樣的體積部分ρ填充內(nèi)管內(nèi)部的體積5%≤ρ≤95%，特別 是30％≤ρ≤90%，優(yōu)選地60％≤ρ ≤ 85%。該部分足以確保粒狀材料具有大的機(jī)會來提供導(dǎo)體和內(nèi)管之間的電接觸。同時留下足夠的空間，內(nèi)電極由于熱膨脹可延伸而不影響 內(nèi)管。優(yōu)選地導(dǎo)體可布置成與內(nèi)管具有間隔，使得導(dǎo)體和內(nèi)管之間的電學(xué)接觸僅由粒狀材 料提供，其中電學(xué)接觸可以在從導(dǎo)體到內(nèi)管的任何徑向方向上發(fā)生。外電極可以作為圍繞 外管的有孔眼網(wǎng)絡(luò)被提供，使得光經(jīng)過孔眼而穿過外電極。
另外，這樣是可能的內(nèi)管可大體上僅由粒狀材料填充且導(dǎo)體只是提供粒狀材料 和電源之間的電學(xué)接觸。這種情況下，在內(nèi)管的大體上整個長度上在軸向方向上的電學(xué)傳 導(dǎo)是由粒狀材料提供，其中就內(nèi)管內(nèi)部的體積而言和/或就在軸向方向上沿內(nèi)管內(nèi)部的電 學(xué)傳導(dǎo)而言，粒狀材料的量優(yōu)選地高于滲漏閾值。這導(dǎo)致便利的制造。在本發(fā)明另一實施 例中，就內(nèi)管內(nèi)部的體積而言和/或就在軸向方向上沿內(nèi)管內(nèi)部的電學(xué)傳導(dǎo)而言，粒狀材 料的量低于滲漏閾值。這種情況下，導(dǎo)體在內(nèi)管的大體上整個長度上在軸向方向上延伸且 粒狀材料在若干零星位置處提供導(dǎo)體和內(nèi)管之間的電學(xué)接觸。僅需要較少的材料來提供良 好的操作性。在一優(yōu)選實施例中，內(nèi)管包含軸向近端和軸向遠(yuǎn)端，其中僅近端固定到外管用于 將放電氣體密封在內(nèi)管外部和外管內(nèi)部。由于內(nèi)管僅在一側(cè)固定，對立側(cè)可以由于熱膨脹 延伸而不影響燈的其它部件。內(nèi)管和外管之間的機(jī)械應(yīng)力被防止。由于內(nèi)管僅在一個端部 固定到外管且內(nèi)電極自由移動，內(nèi)管和外管之間允許大的溫度差異而沒有由于過度的機(jī)械 力導(dǎo)致燈故障的風(fēng)險，這種過度的機(jī)械力會導(dǎo)致燈開裂。特別地，外管包含至少一個，特別地至少三個槽用以支撐內(nèi)管。由于重力或者由于 加速力引起的對內(nèi)管的機(jī)械應(yīng)力可以至少減小。由于內(nèi)管相對于槽的相對運(yùn)動仍是可能 的且槽僅提供低的摩擦力，內(nèi)管的穩(wěn)定性不受影響。特別地，若干個槽提供具有間隙配合 (clearance fit)的三點(diǎn)支承，使得內(nèi)管和外管之間的一定的空隙(gap)可在內(nèi)管的在軸 向方向上的整個長度上保持恒定。優(yōu)選地，至少一個槽是通過加熱外管的一部分并利用外 管內(nèi)部的負(fù)壓使被加熱部分向內(nèi)形成而可獲得的。按此方式，槽的制造非?？焖偾胰菀?。在一優(yōu)選實施例中，外管包含遠(yuǎn)端正面，該遠(yuǎn)端正面包含特別是管狀的凸出用以 支撐內(nèi)管的軸向遠(yuǎn)端，其中凸出指向內(nèi)和/或指向外。凸出可提供具有間隙配合的支承，使 得內(nèi)管的機(jī)械穩(wěn)定性得到改善，而不應(yīng)用機(jī)械應(yīng)力到內(nèi)管。凸出特別是可由抽吸導(dǎo)管提供， 通過該抽吸導(dǎo)管在外管內(nèi)部提供負(fù)壓。由于所述管和抽吸導(dǎo)管可由石英玻璃制成，凸出可 通過加熱外管的遠(yuǎn)端正面并推動抽吸導(dǎo)管穿過遠(yuǎn)端正面來提供。優(yōu)選地，內(nèi)管包含由密封件(sealing)閉合的軸向近端，該密封件允許氣體成份 逃逸并防止粒狀材料逃逸。由于該密封件的原因，粒狀材料停留在內(nèi)管內(nèi)部，但是在內(nèi)管和 /或內(nèi)電極變得這么熱而使得成份成為氣體的情況下，內(nèi)管內(nèi)部的過壓得以防止。該密封件 可由對于氣體成份是可滲透的多孔插塞和/或膜和/或鍵合提供。粒狀材料可作為粉末和/或砂和/或懸浮液被提供，其中粒狀材料的顆粒包含體 積當(dāng)量球體直徑d, d特別地為1. OOmm彡d彡0. 001mm，優(yōu)選地為0. 50mm彡d彡0. 007mm, 更優(yōu)選為0. 30mm ^ d ^ 0. Olmm以及最優(yōu)選為0. 20mm ^ d ^ 0. 07mm。由于粒狀材料的這 種設(shè)計，粒狀材料在內(nèi)管內(nèi)部良好地自由流動且可移動性非常高。此外，較少數(shù)目的相鄰顆 粒足以提供導(dǎo)體和內(nèi)管之間的電學(xué)接觸。在一優(yōu)選實施例中，電介質(zhì)阻擋放電燈被微型化。特別地，外管的外徑da為da = 15mm士2. 0匪以及內(nèi)管的外徑Cli為1. Omm彡Cli彡8. 0mm，特別地為2. Omm ^ Cli ^ 6. 0匪，優(yōu)選地為3. 0mm≤di≤5. 0mm以及最優(yōu)選為屯=4. 0mm士0. 75mm。由于這種設(shè)計，該燈適于 T5標(biāo)準(zhǔn)的燈殼，使得現(xiàn)有的燈的更換變得便利且現(xiàn)有的外圍部件可用于根據(jù)本發(fā)明的電介 質(zhì)阻擋放電燈。此外提供內(nèi)管和外管之間的空隙，該空隙防止過高的點(diǎn)火電壓以及允許放 電弧足夠長以激勵該氣體的許多準(zhǔn)分子分子。


本發(fā)明的這些和其它方面將從下文描述的實施例中變得清楚并參考下文描述的 實施例予以闡明。在附圖中圖1為第一實施例中的電介質(zhì)阻擋放電燈的斷面?zhèn)纫晥D，圖2為第二實施例中的電介質(zhì)阻擋放電燈的斷面?zhèn)纫晥D，圖3為第三實施例中的電介質(zhì)阻擋放電燈的斷面?zhèn)纫晥D，圖4為第四實施例中的電介質(zhì)阻擋放電燈的斷面?zhèn)纫晥D，以及圖5為第五實施例中的電介質(zhì)阻擋放電燈的斷面?zhèn)纫晥D。
具體實施例方式在圖1中說明的根據(jù)本發(fā)明的電介質(zhì)阻擋放電燈10的第一實施例中，電介質(zhì)阻擋 放電燈10包含外管12以及與外管12共軸布置的內(nèi)管14。電介質(zhì)阻擋放電燈10包含外電 極16，該外電極可以為導(dǎo)電涂層或者優(yōu)選地為導(dǎo)電的有孔眼網(wǎng)絡(luò)。外電極16可布置在外管 12的外表或內(nèi)表上。內(nèi)管14包含由導(dǎo)體20和導(dǎo)電粒狀材料22組成的內(nèi)電極18，其中內(nèi)管14僅由導(dǎo) 體20和粒狀材料22部分地填充。為了清楚起見，粒狀材料的特定顆粒以及內(nèi)管14的部分 填充未予以詳細(xì)地說明。由于導(dǎo)電粒狀材料22部分填充內(nèi)管14，確保了導(dǎo)體20和內(nèi)管14 之間的電學(xué)接觸。另外，提供足夠的空間供導(dǎo)體20以及粒狀材料22的顆粒熱膨脹而不影 響內(nèi)管14。導(dǎo)體20的遠(yuǎn)端24布置成與內(nèi)管14的遠(yuǎn)端26具有間隔，允許導(dǎo)體在軸向方向上 的熱膨脹。由于在電介質(zhì)阻擋放電燈10操作期間，不同的溫度將出現(xiàn)在外管12和內(nèi)管14， 因此內(nèi)管14僅在一個端部連接到外管16，允許內(nèi)管在軸向方向上相對于外管12的熱膨脹。此外，內(nèi)管14由多孔插塞28閉合，使得氣體成份可從內(nèi)管14逃逸但是粒狀材料 的顆粒被密封在內(nèi)管14內(nèi)。由于插塞28的原因，導(dǎo)體20的對準(zhǔn)可被調(diào)節(jié)。在所說明的實 施例中，導(dǎo)體20布置成與內(nèi)管14共軸。在圖2中說明的電介質(zhì)阻擋放電燈10的第二實施例中，外管12包含槽30，內(nèi)管 14可至少部分地由該槽支撐。由于所選擇的槽30的設(shè)計，內(nèi)管14的振動或擺動可被防止， 導(dǎo)致內(nèi)管14增加的機(jī)械穩(wěn)定性。在圖3中說明的電介質(zhì)阻擋放電燈10的第三實施例中，內(nèi)管14增加的機(jī)械穩(wěn)定 性是由在外管12的遠(yuǎn)端正面34處的大體上管狀凸出32提供。在內(nèi)電極14的遠(yuǎn)端26和 凸出32之間提供有至少間隙配合或者更大的空隙，允許內(nèi)管14在徑向方向上的熱膨脹。在圖3中說明的實施例中，凸出32指向內(nèi)。在圖4中說明的第四實施例中，例如 當(dāng)此凸出32在先作為抽吸導(dǎo)管被使用，通過該抽吸導(dǎo)管在外管12內(nèi)部提供負(fù)壓時，凸出32可指向外。此外，這樣是可能的如圖5中所說明，凸出32可向內(nèi)以及向外延伸。
盡管在附圖以及前面的描述中已經(jīng)詳細(xì)說明和描述了本發(fā)明，但是這種說明和描 述應(yīng)被認(rèn)為是說明性或示范性的而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實施例。例如，在凸 出32和槽30被提供的實施例中操作本發(fā)明是可能的。通過研究附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán) 利要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實踐所主張保護(hù)的本發(fā)明時可以理解和達(dá)成對所公開實施例的 其它變更。在權(quán)利要求中，單詞“包含”不排除其它元件或步驟，以及不定冠詞“一”或“一 個”不排除多個。在互不相同的從屬權(quán)利要求中列舉了某些措施這一純粹事實不表示不能 有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任何參考符號不應(yīng)解讀為限制其范圍。
權(quán)利要求
用于提供紫外光的電介質(zhì)阻擋放電燈，包含外管(12)，其用用于提供紫外光的放電氣體填充，內(nèi)管(14)，其至少部分地布置在該外管(12)內(nèi)部，外電極(16)，其電學(xué)連接到該外管(12)，以及內(nèi)電極(18)，其電學(xué)連接到該內(nèi)管(14)，其中該內(nèi)電極(18)包含導(dǎo)體(20)和用于提供該導(dǎo)體(20)與該內(nèi)管(14)之間的電學(xué)接觸的多個導(dǎo)電粒狀材料(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的燈，其中該內(nèi)電極(18)以這樣的部分p填充該內(nèi)管(14)內(nèi)部的 體積5%彡p ( 95%，特別地30%彡p ( 90%，優(yōu)選地60%彡p ( 85%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的燈，其中就該內(nèi)管(14)內(nèi)部的體積而言和/或就在軸向方向上沿 該內(nèi)管(14)內(nèi)部的電學(xué)傳導(dǎo)而言，該粒狀材料(22)的量低于滲漏閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的燈，其中該內(nèi)管(14)包含軸向近端和軸向遠(yuǎn)端(26)，其中僅該近 端固定到該外管(12)用于將該放電氣體密封在該內(nèi)管(14)外部和該外管(12)內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的燈，其中該外管(12)包含至少一個，特別地至少三個槽(30)用以 支撐該內(nèi)管(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的燈，其中該槽(30)是通過加熱該外管(12)的一部分并利用該外 管(12)內(nèi)部的負(fù)壓使被加熱部分向內(nèi)形成而可獲得的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的燈，其中該外管(12)包含遠(yuǎn)端正面(34)，該遠(yuǎn)端正面包含特別是 管狀凸出(32)用以支撐該內(nèi)管(14)的軸向遠(yuǎn)端(26)，其中該凸出(32)指向內(nèi)和/或指向 外。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的燈，其中該內(nèi)管(14)包含由密封件(28)閉合的軸向近端，該密封 件允許氣體成份逃逸并防止該粒狀材料(22)逃逸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的燈，其中該粒狀材料(22)作為粉末和/或砂和/或懸浮液被提 供，其中該粒狀材料(22)的顆粒包含體積當(dāng)量球體直徑d，該體積當(dāng)量球體直徑d特別地為 1. 00mm 彡 d 彡 0. 001mm,優(yōu)選地為 0. 50mm 彡 d 彡 0. 007mm,更優(yōu)選為 0. 30mm 彡 d 彡 0. 01mm 以及最優(yōu)選為0. 20mm彡d彡0. 07mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的燈，其中該外管(12)的外徑九為九=15mm士2.0mm以及該 內(nèi)管(14)的外徑屯為1. 0mm彡屯彡8. 0mm,特別地為2. 0mm彡屯彡6. 0mm,優(yōu)選地為 3. 0mm彡屯彡5. 0mm以及最優(yōu)選為屯=4. 0mm士 0. 75mm。
全文摘要
提供一種用于提供紫外光的電介質(zhì)阻擋放電燈(10)，其包含用用于提供紫外光的放電氣體填充的外管(12)，至少部分地布置在外管(12)內(nèi)部的內(nèi)管(14)，電學(xué)連接到外管(12)的外電極(16)，以及電學(xué)連接到內(nèi)管(14)的內(nèi)電極(18)，其中內(nèi)電極(18)包含導(dǎo)體(20)和用于提供導(dǎo)體(20)和內(nèi)管(14)之間的電學(xué)接觸的多個導(dǎo)電粒狀材料(22)。由于導(dǎo)電粒狀材料(22)的原因，確保導(dǎo)體(20)和內(nèi)管(14)之間的電學(xué)接觸，并同時補(bǔ)償內(nèi)電極(18)和內(nèi)管(14)的不同熱膨脹而不應(yīng)用機(jī)械應(yīng)力到內(nèi)管(14)。這得到一種電介質(zhì)阻擋放電燈(10)，其包含增加的壽命而無需外部冷卻。
文檔編號H01J65/04GK101878518SQ200880118436
公開日2010年11月3日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月28日
發(fā)明者G·格魯爾, N·布勞恩 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司