專利名稱：具有電容式點火輔助裝置的高壓放電燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明以根據(jù)權利要求1的前序部分所述的高壓放電燈為基礎。該類燈特別是用于一般照明或者攝影光學目的的高壓放電燈。
背景技術：
在專利文獻US 6 198 223和US 6 268 698中公開了一種具有放電容器的高壓放電燈，在該燈中，點火輔助裝置設計為纏繞在放電容器端部的線圈。無輻射性的燈比在放電容器中具有輻射性物質(zhì)的燈需要明顯更高的點火脈沖。但是由于所應用的點火裝置的緣故，在一般照明中通常只有4_5kV的點火脈沖可供使用。因此經(jīng)常使用點火輔助裝置，從而通過輔助結構降低燈的點火電壓。已公開了該類點火輔助裝置的不同設計方案，在這些設計方案中，借助于放電容器外部的導電部件將一個電極的電位引至對應電極的附近。為此通常將金屬絲、夾持件或者類似的東西纏繞在電極附近的熔化部、擠壓部或者毛細管上，并且與對電極的饋電線導電連接。因此在施加點火電壓時，在被圍起來的電極的區(qū)域內(nèi)，在放電容器內(nèi)部產(chǎn)生受介質(zhì)阻擋的放電，該受介質(zhì)阻擋的放電對燃燒器填充氣體產(chǎn)生電離作用并且降低點火電壓，參見專利文獻EP967613。但是在其放電容器由石英玻璃或者某些陶瓷種類構成、并且以鈉作為填充物組成部分的燈具中，只要具有該結構的點火輔助裝置與兩個饋電線中的某一個導電連接，那么便會導致鈉的泄露。鈉泄露的這一現(xiàn)象本身是已公開的。對于燈具而言，鈉從放電容器中(泄露出)的損失意味著對于光線質(zhì)量的極大損害，因為這會顯著改變色溫并且甚至可能導致燈熄滅。正如例如在專利文獻W02008154102A2中說明的一樣，為避免鈉泄露，可以使點火輔助裝置僅電容式地與電極耦合。但是電容式耦合的點火輔助裝置的很大的缺點在于，與和電流直接接觸的點火輔助裝置相比，它的有效性明顯更低，這樣當點火脈沖在4-5kV的范圍內(nèi)時通常不能夠啟動放電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出一種高壓放電燈，通過簡單的、低成本的方法確保其點火。這特別適用于金屬鹵化物燈，其中，放電容器的材料可以是陶瓷或者石英玻璃。本發(fā)明通過具有權利要求1所述的標志性特征實現(xiàn)。特別有利的設計方案在從屬權利要求中進行說明。本發(fā)明涉及一種具有由石英玻璃或者陶瓷構成的放電容器的高壓放電燈，其具有或者不具有外泡殼。本發(fā)明特別涉及的放電燈-具有由石英玻璃或者陶瓷構成的放電容器，-在放電容器中不具有輻射性添加物，-具有充滿氣體的外泡殼或者根本不具有外泡殼，
其借助于水平為典型的4至5kV的點火脈沖能夠啟動這些放電燈。一種解決方案被說明，該解決方案通過簡單的、低成本的構造，恰好在點火脈沖相對較低的情況下也能夠保證此類不具有輻射性的燈具的有效點火。主要涉及的是用于一般照明的放電燈，這些放電燈通常具有真空的或者填充了氣體的外泡殼并且設計為具有6000h或者更長的使用壽命。該類高壓放電燈借助于專門的點火裝置啟動。這些點火裝置的點火特性由相應的標準確定。放電容器中的條件(容量、電極距離、填充氣體、填充壓力、Hg量，金屬鹵化物的量和類型)彼此間必須這樣協(xié)調(diào)一致，即燈具在確定的點火條件下能夠安全點火。此外，隨著使用壽命的增加，用于點火的必要電壓也隨之升高。這可能導致利用傳統(tǒng)的點火裝置不能再啟動陳舊的燈具。但又必須確保燈具在整個的使用壽命期間具有點火能力。本發(fā)明說明了一種解決方案，該解決方案能夠確保用于高壓放電燈的安全點火。本發(fā)明以該意外的認識為基礎，S卩:在構造得當?shù)狞c火輔助裝置上，即便當點火電壓較小時，便已經(jīng)能夠引起在周圍的氣體中的電暈放電，借助于該電暈放電能夠在放電容器中點燃實際的放電裝置。而迄今已公開的點火輔助裝置，無論是與電極導電連接或是電容式耦合，相反地均能在放電容器內(nèi)部激勵受介質(zhì)阻擋的放電，并且為此需要比根據(jù)本發(fā)明的設計方案更高的點火電壓。在專利文獻W02008/007284中說明了通過饋電線與外泡殼填充氣體的接觸能夠在外泡殼中產(chǎn)生放電，其中，所有其它的金屬部件均相對于外泡殼隔絕。但是，所說明的裝置僅在點火脈沖明顯高于5kV時才有效。該公開文獻作為實例給出:通過應用該公開文獻能夠?qū)⑾鄳姆烹姛舻狞c火電壓從大約23kV降低至大約17kV。專利文獻US 6624580說明了借助于受介質(zhì)阻擋的放電裝置能夠這樣激勵合適的外泡殼填充氣體，從而為燈具的點火產(chǎn)生足夠的UV輻射。但是為此所需的點火電壓在10至20kV的范圍內(nèi)，這樣，對于在點火脈沖為4-5kV時就必須啟動的放電燈而言，也不能應用該方法。本發(fā)明的前提是，燈具的外泡殼用這樣的氣體填充，即:該氣體適合形成電暈放電，例如IS氣(Ar)、氣氣(Xe)或者空氣、但是或者也可以是其它氣體或者混合氣體。其中，填充壓力可在Ibar至IOmbar之間。放電容器也能夠可替換地直接利用空氣、即不是利用外泡殼而啟動。根據(jù)本發(fā)明的裝置的合適的構造設計為，在放電容器端部外部盡可能靠近電極地安置導電裝置，該導電裝置具有一個或者多個極小的半徑或者鋒利的棱邊并且與對應電極的饋電線導電連接(接觸式的變體)。點火輔助裝置也能夠可替換地與放電容器另一側的同類裝置導電連接，并且不接觸兩個饋電線中的任何一個(電容式耦合的變體)。電容式耦合的變體能夠特別有利地在具有含鈉的填充氣體的燈中應用，因為一方面避免鈉從放電容器中泄露，另一方面通過產(chǎn)生電暈放電能夠顯著改善電容式耦合的點火輔助裝置的有效性。在接觸式的變體中，本發(fā)明的一個特別簡單的方式設計為，將一根細金屬絲這樣安裝在放電容器的端部上，使得金屬絲端部可能接近電極地定位，并且另一個金屬絲端部與對應電極的饋電線連接。在放電容器的中部區(qū)域內(nèi)的緊密接觸是不必要的。具有梳齒狀或者鋸齒狀邊緣的薄膜或者薄金屬片能夠可替換地布置在放電容器的端部上并且與對應電極的饋電線連接。作為電容式耦合的變體，使金屬絲這樣位于放電容器的兩個端部上，即:每個金屬絲端部盡可能地緊貼電極。替換方案是，薄膜或者金屬片跟前文所述一樣布置在放電容器的兩個端部上并且彼此連接。此外還可以是一種不對稱結構，該結構僅在放電容器的一側上設置用于形成電暈放電的裝置，并且在另一側上實現(xiàn)盡可能有效的電容式耦合。本發(fā)明使極為簡單的技術裝置成為可能，通過這些裝置，具有上述特征的放電燈能夠在點火脈沖為4-5kV時安全地在點火裝置上點燃。它們能夠特別有利地應用在電容式耦合的變體中的含鈉的燈具中。根據(jù)本發(fā)明的點火輔助裝置比類似構造的、普通的輔助點火裝置明顯更為有效，因為在金屬絲尖端上形成電暈放電時的電壓已經(jīng)比在燃燒器內(nèi)部空間中形成為受介質(zhì)阻擋放電時的電壓更低。點火輔助裝置在被擠壓的燃燒器中的有效性通常都不是特別高，因為燃燒輔助裝置必須圍繞整個擠壓部并且擠壓部占據(jù)了很大的橫截面，從而使受感應的電場只能很小。此處介紹的發(fā)明使金屬尖端能夠有針對性地在電極和燃燒外側之間的最小距離的位置上定位，從而能夠在金屬尖端上感應相對較大的電場。在點火輔助裝置已公開的構造方式中，電極和放電容器在點火輔助裝置區(qū)域的壁內(nèi)面之間的距離對于有效性而言是至關重要的，因為是在該區(qū)域內(nèi)激勵放電。但是特別是在由石英玻璃構成的放電容器中，該距離很難可仿制地制造出。由此導致點火輔助裝置的有效性也有相應的波動。在本發(fā)明中產(chǎn)生一種在放電容器外部的放電。能夠輕松地對其中至關重要的、與放電容器的外壁的距離進行調(diào)節(jié)，并且在制造技術上能夠輕松地保持該距離的恒定。點火輔助裝置的結構十分簡單并且成本低廉，因為例如只需一根細金屬絲。通過將其安置在放電容器外部，能夠根據(jù)傳統(tǒng)的方法、沒有更改地制造燃燒器和外泡殼。點火輔助裝置僅接觸放電容器的端部，從而使其并不承受如在中部區(qū)域與放電容器接觸的部件受到的溫度負荷那么高的溫度負荷。由于優(yōu)選地僅涉及一根細金屬絲，所以與其它的點火輔助結構相比，從放電容器中發(fā)射出來的光線受到的遮擋明顯更小。本發(fā)明的基本特征以編號的形式列舉如下:1.一種具有點火輔助裝置的高壓放電燈，具有由氣體包圍的放電容器，特別是其中或者放電容器安置在外泡殼中，當冷填充壓力為IOmbar至Ibar時向外泡殼中填充氣體；或者放電容器不具有外泡殼，其中，放電容器具有兩個帶有密封件的端部，電極固定在密封件中，其特征在于，點火輔助裝置固定在至少一個密封件上，其中，點火輔助裝置具有形狀為尖端或者拱形部分的局部勵磁放大器(Feldverstarker )，其中，點火輔助裝置在周圍的空氣中產(chǎn)生電暈放電，電暈放電發(fā)射出進入放電容器的UV輻射。2.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，氣體從下列氣體構成的組中選出:惰性氣體組、空氣、氮氣或者這些氣體的混合氣體，特別是Ar、Xe或者空氣的混合氣體。3.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，點火輔助裝置是夾持件，該夾持件具有帶有四個側面的框件，并且安置在密封件上，并且至少部分地圍繞該密封件，其中，至少一個尖端從框件中向內(nèi)延伸并且在安裝完畢的狀態(tài)下指向放電容積的方向。4.根據(jù)權利要求3所述的高壓放電燈，其特征在于，框件的至少一個側面設有多個類似于梳子齒的尖端。5.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，點火輔助裝置是具有自由尖端的金屬絲，其中，自由尖端在電極進入放電容積的高度上終止于密封件的外部，其中，特別是通過拱形部分實現(xiàn)在密封件上的保持效果，拱形部分設有兩個支腳和基礎部分，其中，拱形部分部分地圍繞密封件彎曲。6.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，點火輔助裝置具有彈簧板件，至少一個尖端安置在彈簧金屬件上。7.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，放電容器由石英玻璃構成并且具有金屬鹵化物填充物。8.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，點火輔助裝置電流地或者電容地耦合。9.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，點火輔助裝置具有分布在兩個密封件上的兩個部分，其中，這兩個部分通過連接金屬絲連接。10.根據(jù)權利要求9所述的高壓放電燈，其特征在于，點火輔助裝置具有作為第一部件的在第一密封件上的套環(huán)，并且具有作為第二部件的拱形的燈絲零件，其中，安裝在其上的尖端在電極進入放電容積的高度上終止于第二密封件的外部。


以下通過多個實施例詳細地說明本發(fā)明。圖中示出:圖1示出了具有點火輔助裝置的高壓放電燈、第一實施例(圖la)，和對此的夾持件的細節(jié)圖(圖1b和Ic)；圖2是夾持件的另一個實施例的細節(jié)圖；圖3示出了具有點火輔助裝置的高壓放電燈的另一個實施例(圖3a)和對此的夾持件的細節(jié)圖(圖3b)；圖4示出了具有點火輔助裝置的高壓放電燈的另一個實施例；圖5示出了具有點火輔助裝置的高壓放電燈的另一個實施例；圖6是具有不同的點火輔助裝置的燈具的可點火性的比較；圖7示出了根據(jù)現(xiàn)有技術水平的、具有點火輔助裝置的高壓放電燈。
具體實施例方式圖1示意性地示出了具有點火輔助裝置12的高壓放電燈I的基本構造。它具有由石英玻璃構成的放電容器2,該放電容器安置在外泡殼3中。當冷填充壓力為Ibar時向外泡殼中填充空氣。放電容器的外部的、在內(nèi)部與電極14接觸的引線4與兩根支架金屬絲5和6連接。短支架金屬絲5通向外泡殼的擠壓部8中的第一薄膜7。長支架金屬絲6，通常被稱為弓形金屬絲，通向第二擠壓部8中的第二薄膜7。放電容器2具有由可電離的氣體構成的填充物，正如本身已知的一樣，通常是氬氣或者氙氣、汞和金屬鹵化物。
點火輔助裝置，見圖1b和lc，以夾持件12的形式被作為套環(huán)設置在放電容器的擠壓部8的周圍，并且通過角形件15與弓形金屬絲6連接。夾持件12具有形狀如同畫框的框形部分16，該框形部分具有兩個窄側面17和兩個縱側面18。在每一個側面的大約中央的位置上有向內(nèi)指向框架的空腔的彈性連接板19和29，正如已知的一樣，以將夾持件壓緊在擠壓部上。連接板成對反向地從框架16的平面中突起。為了在外泡殼中激勵電暈放電，夾持件附加地具有短燈絲零件20，該燈絲零件布置在連接板29上并且越過該連接板向放電容積的方向突起，并且該連接板29固定寬側面18并且向放電容積的方向彎曲。金屬絲件的自由尖端22在外泡殼中的周圍的氣體中激勵電暈放電。圖2作為可替換方案示出了一種夾持件，在該夾持件中，寬側面18上的連接板29直接與尖端30 —起從板件中切割出來。這些連接板是三角形的并且其尖端指向空腔的中央。在安裝時使它們向放電容積的方向彎曲，以引起電暈放電。在此，能夠?qū)拏让娴囊粋€也或者兩個連接板29都制成這樣的形狀。圖3a示出了具有設計得稍微有些不同的夾持件12的燈具I的實施例，在該夾持件中，寬側面18設計具有多個尖端30，這些尖端像梳子齒一樣依次排列并且向內(nèi)突起。圖3b示出了夾持件的細節(jié)，在該夾持件中，只有一個寬側面18設計具有該類齒30。圖4示出了一種高壓放電燈35，在該燈中，放電容器36設有兩個設計為圓柱形的熔化部的端部37。外泡殼38固定在熔化部的端部上。點火輔助裝置39在此處為對稱分布在兩個熔化部上的金屬絲。金屬絲分別具有大約呈U-形彎曲的部分40，并具有兩個平行的支腳41和連接支腳的基礎部分42。優(yōu)選為位于外部的第一支腳41分別通過熔化部的外側的延長燈絲零件45盡可能近電極進入放電容器中的點導向。延長燈絲零件45的自由端部終止于熔化部的外表面并且優(yōu)選地設計為尖端。各第二支腳41通過形成為拱46的連接件彼此連接。圖5示出了燈具35的一個十分相似的實施例，在該實施例中，由板件構成的套環(huán)50固定在第一熔化部37上。連接金屬絲46從套環(huán)50中穿過通往第二熔化部37，與圖4相似，此處金屬絲纏繞在熔化部上(51)并且終止于熔化部的外表面，確切地說，是終止于電極進入放電容器中的點附近。在功率為400W且不含氪85時，對不同的、具有由石英玻璃構成的燃燒器的輔助點火裝置在點燃時的有效性進行了測試。為此通過商業(yè)上通用的點火設備和扼流圈用20秒長的時間點燃KVG-驅(qū)動裝置中的測試模型。其中，點火脈沖水平設為3.5kV，電網(wǎng)電壓降至198V。通過對燈具的電流和電壓進行時間分解的測量，從而測量出從接通第一點火脈沖至點燃燃燒器的時間(啟動時間)。如果20秒后未實現(xiàn)點燃，則中斷測量。對以下裝置進行比較:1.不具有點火輔助裝置(ZH)-不具有點火輔助裝置的放電容器，外泡殼中的填充氣體:空氣2.ZH A-具有金屬絲線圈的接觸式點火輔助裝置，外泡殼中的填充氣體:空氣3.ZH B-具有夾持件和金屬絲的接觸式點火輔助裝置，外泡殼中真空4.本發(fā)明-具有夾持件和金屬絲的接觸式點火輔助裝置，外泡殼中的填充氣體:空氣圖6示出了每組點火輔助裝置的有效性。
在不具有點火輔助裝置的模型中，在20秒內(nèi)沒有模型啟動。在所應用的點火條件下，58%的、具有點火輔助裝置A的模型和13%的、具有點火輔助裝置B的模型能夠啟動，而具有根據(jù)本發(fā)明的點火輔助裝置的模型100%都能夠啟動。該比較表明，根據(jù)本發(fā)明的點火輔助裝置能夠通過已經(jīng)在相對較低的點火電壓下刺激外泡殼填充空氣中的電暈放電而安全地點燃燈具。特別是在構造相似的點火輔助裝置(ZH B)中，由于外泡殼中的真空阻止了電暈放電，因此效率明顯更低。圖7示出了從現(xiàn)有技術水平中已知的、具有點火輔助裝置ZHA (61)的燈具60。在此，放電容器62具有作為端部的兩個擠壓部或者熔化部63，其中，在第一端部63上安置了具有多個纏繞在端部的線圈的金屬絲線圈64，其中，線圈與第二端部63通過連接金屬絲65連接。在那里，連接金屬絲與從擠壓部63中突出的饋電線66連接。
權利要求
1.一種具有點火輔助裝置的高壓放電燈，具有由氣體包圍的放電容器，特別是其中或者所述放電容器安置在外泡殼中，當冷填充壓力為IOmbar至Ibar時向所述外泡殼中填充氣體；或者所述放電容器不具有外泡殼，其中，所述放電容器具有兩個帶有密封件的端部，電極固定在所述密封件中，其特征在于，點火輔助裝置固定在至少一個密封件上，其中，所述點火輔助裝置具有形狀為尖端或者拱形部分的局部勵磁放大器，其中，所述點火輔助裝置在周圍的空氣中產(chǎn)生電暈放電，所述電暈放電發(fā)射出進入放電容器的UV輻射。
2.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，所述氣體從下列氣體構成的組中選出:惰性氣體、空氣、氮氣或者所述惰性氣體、空氣、氮氣的混合氣體，特別是Ar、Xe或者空氣的混合氣體。
3.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，所述點火輔助裝置是夾持件，所述夾持件具有帶有四個側面的框件，并且安置在所述密封件上，并且至少部分地圍繞所述密封件，其中，至少一個尖端從框件向內(nèi)延伸并且在安裝完畢的狀態(tài)下指向放電容積的方向。
4.根據(jù)權利要求3所述的高壓放電燈，其特征在于，所述框件的至少一個側面設有多個類似于梳子齒的尖端。
5.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，所述點火輔助裝置是具有自由尖端的金屬絲，其中，所述自由尖端在所述電極進入所述放電容積的高度上終止于所述密封件的外部，其中，特別是通過所述拱形部分實現(xiàn)在密封件上的保持效果，所述拱形部分設有兩個支腳和基礎部分，其中，拱形部分部分地圍繞所述密封件彎曲。
6.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，所述點火輔助裝置具有彈簧板件，所述至少一個尖端安置在所述彈簧金屬件上。
7.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，所述放電容器由石英玻璃構成并且具有金屬鹵化物填充物。
8.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，所述點火輔助裝置電流地或者電容地耦合。
9.根據(jù)權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，所述點火輔助裝置具有分布在兩個密封件上的兩個部分，其中，所述兩個部分通過連接線連接。
10.根據(jù)權利要求9所述的高壓放電燈，其特征在于，所述點火輔助裝置具有作為第一部件的套環(huán)和作為第二部件的拱形的燈絲零件，其中，安裝在所述燈絲零件上的所述尖端在所述電極進入所述放電容積的高度上終止于所述第二密封件的外部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有點火輔助裝置的高壓放電燈，其具有被氣體包圍的放電容器，其中，該放電容器具有兩個具有密封件的端部，電極固定在該密封件中，并且其中，點火輔助裝置在周圍的空氣中引起電暈放電。該點火輔助裝置為此設有尖端。
文檔編號H01J61/54GK103109348SQ201080067578
公開日2013年5月15日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權日2010年10月8日
發(fā)明者約翰內(nèi)斯·巴茨塔德特, 利昂·格拉賓斯基, 斯特凡·鄧克爾, 簡貝恩德·亨特舍爾, 馬丁·圖埃斯豪斯, 斯特凡·利希滕貝格, 貝恩德·科克 申請人:歐司朗有限公司