水銀蒸汽放電燈和用于制造該水銀蒸汽放電燈的方法
【專利摘要】水銀蒸汽放電燈和用于制造水銀蒸汽放電燈的方法。通常的水銀蒸汽放電燈包括具有發(fā)射器管端部的由石英玻璃制成的閉合的發(fā)射器管、在發(fā)射器管端部的區(qū)域中的氣密密封、被布置在發(fā)射器管內(nèi)部的用于在電極之間的放電區(qū)中生成放電的兩個電極、以及混汞池。為了設(shè)計能夠在可變的輻射功率下以高效率運轉(zhuǎn)并且還被容易且便宜地制造的具有混汞池的水銀蒸汽放電燈，本發(fā)明建議在石英玻璃管和發(fā)射器管之間的發(fā)射器管端部的區(qū)域中形成環(huán)形間隙，以及將混汞池布置在所述環(huán)形間隙內(nèi)部。
【專利說明】水銀蒸汽放電燈和用于制造該水銀蒸汽放電燈的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水銀蒸汽放電燈，其包括具有發(fā)射器管端部的由石英玻璃制成的閉合的發(fā)射器管、在發(fā)射器管端部的區(qū)域中的氣密密封、被布置在發(fā)射器管內(nèi)部用于在電極之間的放電區(qū)中生成放電的兩個電極、以及混汞池。
[0002]此外，本發(fā)明涉及用于水銀蒸汽放電燈的制造的方法，該方法包括以下工序步驟:
(a)提供具有發(fā)射器管端部的、由石英玻璃制成的發(fā)射器管；
(b )安裝用于在電極之間的放電區(qū)中生成放電的電極；以及 (C)閉合發(fā)射器管端部。

【背景技術(shù)】
[0003]通常的水銀蒸汽放電燈包括由石英玻璃制成的柱形的發(fā)射器管，在發(fā)射器管中布置有兩個電極。借助于收縮部在發(fā)射器管的兩個端部處以氣密方式閉合發(fā)射器管，經(jīng)收縮部導(dǎo)入電源以用于電極的電接觸。發(fā)射器管被填充有填充氣體，例如惰性氣體。此外,將混汞池引入到發(fā)射器管中。
[0004]具有混汞池的水銀蒸汽放電燈示出具有在185 nm(VUV輻射)和/或254 nm(UV_C輻射)處的特征線的發(fā)射譜。它們被用于例如液體、空氣和表面的消毒。發(fā)射UV-C輻射的水銀蒸汽放電燈的優(yōu)選應(yīng)用例如為飲用水的消毒或包裝材料的消毒。發(fā)射VUV輻射的水銀蒸汽放電燈被有利地在半導(dǎo)體工業(yè)中用于超純處理水的生產(chǎn)或者用于工業(yè)提取器罩中的脂肪降解。
[0005]水銀蒸汽放電燈的輻射功率是放電空間中水銀蒸汽壓力的函數(shù)，并且因此是燈的運轉(zhuǎn)溫度的函數(shù)。如果在放電空間中生成的水銀蒸汽壓力是盡可能優(yōu)化并且盡可能恒定的，則達成高的輻射效率。因此，例如優(yōu)化的用于生成UV-C輻射(254 nm)的水銀蒸汽壓力為大約0.8 Pa。
[0006]在具有混汞池的水銀蒸汽放電燈中，在出現(xiàn)于混汞池中的合金化的水銀和發(fā)射器管中的“自由”水銀之間建立起平衡，并且該平衡限制并定義發(fā)射器管內(nèi)部的水銀蒸汽壓力。
[0007]然而，即使使用混汞池，在發(fā)射器管內(nèi)部的水銀蒸汽壓力仍然取決于溫度，特別是取決于混汞池的溫度。運轉(zhuǎn)在不同的功率值下的發(fā)射器取決于其運轉(zhuǎn)條件而具有不同的發(fā)射器管內(nèi)壁溫度。被布置于在發(fā)射器管的內(nèi)壁上的電極之間的混汞池因此取決于運轉(zhuǎn)條件而具有不同的溫度，這與發(fā)射器管內(nèi)部變化的水銀蒸汽壓力相關(guān)聯(lián)。這引起在不同的功率值或外界條件下運轉(zhuǎn)燈時輻射的生成并不以優(yōu)化的效率發(fā)生。
[0008]為使得能夠無論如何在優(yōu)化的水銀蒸汽壓力下運轉(zhuǎn)水銀放電燈，已經(jīng)建議替代地將放電區(qū)中的混汞池布置在電極的死空間中或者死空間附近。在使混汞池如所描述的那樣被布置的情況下，例如借助于電極或借助于附加的加熱元件的附加加熱允許混汞池有優(yōu)化的溫度并且因此允許在放電空間中設(shè)定恒定的水銀蒸汽壓力。
[0009]因此，從EP 1984935 BI已知具有混汞池的低壓水銀蒸汽放電燈，其中混汞池被布置在放電區(qū)之外。為了將混汞池加熱到優(yōu)化的溫度，提供通過電子電路運轉(zhuǎn)的加熱元件。在該情形下加熱元件的電加熱是借助依據(jù)水銀蒸汽放電燈的調(diào)光級而生成的加熱電流來實現(xiàn)的。
[0010]然而，水銀蒸汽放電燈的電極經(jīng)常由鎢制成。由鎢制成的電極的電子功函數(shù)很高，在純鎢的情況下為大約6.5 eV。因此為了降低功函數(shù)，在生產(chǎn)期間鎢電極經(jīng)常被涂覆有由碳酸鹽制成(通常由SrCO3,BaCO3和CaCO3制成)的發(fā)射器膏，所述硫酸鹽隨后通過熱部件被轉(zhuǎn)換成堿土氧化物。如所描述的那樣被涂覆的鎢電極的功函數(shù)被減少到大約1.2 eV。這簡化了水銀蒸汽放電燈的點火并且減少了運轉(zhuǎn)中的電極功率耗散。然而，未被涂覆的并且特別是被涂覆的電極同樣傾向于在水銀蒸汽放電燈的運轉(zhuǎn)期間經(jīng)氣化或噴濺工藝而釋放出電極粒子。這些粒子凝結(jié)在電極的死空間中。沉積在被布置于電極的死空間中的混汞池上的電極粒子損害混汞池的功能并且促使水銀蒸汽放電燈的使用壽命減少。
[0011]US 7，816，849 B2也教導(dǎo)了具有被配置到電極的死空間的混汞池的低壓水銀蒸汽放電燈。從該文獻已知的水銀蒸汽放電燈具有采用管狀套件形式的外部混汞容器，其被連接至發(fā)射器管的、在放電區(qū)外部的柱形封套。為了調(diào)節(jié)混汞的溫度，混汞容器被提供有加熱和冷卻元件，這使得能夠以不同的照明強度和調(diào)光級來運轉(zhuǎn)放電燈。
[0012]原則上，具有采用管狀套件形式、被焊接至發(fā)射器管的外部封套的外部混汞容器的水銀蒸汽放電燈在機械上是脆弱的。具體地，即使在暴露于低的機械作用力下時混汞容器也可能從發(fā)射器管折斷，并且因此導(dǎo)致水銀蒸汽放電燈的損壞。此外，被布置在外部混汞容器中的混汞池相比較而言遠離電極的電流供給，從而要求附加的加熱元件來加熱混汞池。此外，混汞池并未被固定而是在套件內(nèi)部可自由運動，從而混汞池取決于其精確定位而被暴露在不同的溫度下。然而，混汞池的溫度對熒光管內(nèi)部的水銀蒸汽壓力具有至關(guān)重要的影響，并且因此對輻射生成的效率具有至關(guān)重要的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明因此基于如下目的:設(shè)計一種具有混汞池的水銀蒸汽放電燈，該水銀蒸汽放電燈能夠以可變的輻射功率并且以高效率運轉(zhuǎn)以及具備高機械穩(wěn)定性并且還被容易且便宜地制造。
[0014]此外，本發(fā)明還基于如下目的:設(shè)計用于制造所述水銀蒸汽放電燈的簡單且便宜的方法。
[0015]提到水銀蒸汽放電燈，根據(jù)本發(fā)明基于具有上面提及的特征的水銀蒸汽放電燈通過以下方式達到所述目的，即在石英玻璃管和發(fā)射器管之間的發(fā)射器管端部的區(qū)域中形成環(huán)狀間隙以及混汞池被布置在所述環(huán)狀間隙內(nèi)部。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的水銀蒸汽放電燈相比于本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)包括兩處修改，其中一個涉及在發(fā)射器管端部的區(qū)域中形成環(huán)形間隙，而另一個涉及在所述環(huán)形間隙內(nèi)部布置混汞池。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，在發(fā)射器管端部的區(qū)域中提供有石英玻璃管和發(fā)射器管的管中管布置，由此在石英玻璃管和發(fā)射器管之間形成環(huán)形間隙。該環(huán)形間隙是環(huán)繞的或者中斷的。發(fā)射器管和石英玻璃管具有成形為柱形的設(shè)計，或者因為它們能夠例如在形狀上為錐形而與所述設(shè)計不同。優(yōu)選地，石英玻璃管和發(fā)射器管在橫截面中以同心方式延伸。
[0018]環(huán)形間隙由環(huán)形間隙壁限制；該環(huán)形間隙例如在石英玻璃管的外壁和發(fā)射器管的內(nèi)壁之間、或者在石英玻璃管的內(nèi)壁和發(fā)射器管的外壁之間延伸。環(huán)形間隙在一側(cè)或兩側(cè)上完全或部分地打開。在該情形中，石英玻璃管可以在不同的點位處或經(jīng)由表面連接至發(fā)射器管。優(yōu)選地，石英玻璃管被布置在放電區(qū)的外部，但其還可以伸進到放電區(qū)中。提到伸進到放電區(qū)中的石英玻璃管，該石英玻璃管包括被配置到放電區(qū)的第一區(qū)段和被配置到放電區(qū)外部的區(qū)域的第二區(qū)段。混汞池可以被布置在第一或第二區(qū)段中。優(yōu)選地，混汞池被布置在電極的附近。被布置在第一區(qū)段中的混汞池在水銀蒸汽放電燈的運轉(zhuǎn)期間具有高的溫度并且因此能夠被非?？焖俚卣{(diào)整到優(yōu)化的溫度。優(yōu)選地，混汞被布置于在放電區(qū)外部的第二區(qū)段中。該類型的混汞池在水銀蒸汽放電燈的運轉(zhuǎn)期間具有更低的溫度，從而可以在大的溫度范圍內(nèi)調(diào)整優(yōu)化的混汞池溫度。
[0019]環(huán)形間隙的開口被布置在放電區(qū)外部或者伸進到放電區(qū)中。與發(fā)射器管的被布置在放電區(qū)外部的端部區(qū)段相比，放電區(qū)具有更高的溫度。被布置在放電區(qū)內(nèi)部的環(huán)形間隙開口促使向石英玻璃管增加熱輸送。因為在該情況下熱輸送還取決于水銀蒸汽放電燈的運轉(zhuǎn)和調(diào)光條件，所以已證實將環(huán)形間隙的開口布置在放電區(qū)外部是有效的。
[0020]混汞池被定位于環(huán)形間隙內(nèi)部。在放電燈的運轉(zhuǎn)期間發(fā)生液化的混汞優(yōu)選地通過毛細(xì)作用力被保持在放電區(qū)內(nèi)部。在如所指明的那樣將混汞池布置在環(huán)形間隙內(nèi)部的情況下，該池僅通過環(huán)形間隙的開口與發(fā)射器管的內(nèi)部流體連通。結(jié)果，混汞池相比較而言只有很小的與發(fā)射器管的內(nèi)部直接接觸的表面。反而被布置在兩側(cè)上的環(huán)形間隙壁保護混汞池免遭凝結(jié)在電極的死空間中的粒子的可能沉積。布置混汞池使得其被保護在環(huán)形間隙中允許混汞池直接與電極相鄰而不會經(jīng)發(fā)生在電極上的噴濺工藝而明顯地?fù)p害燈的使用壽命。將混汞池布置在電極附近使得不必要有分離的加熱和冷卻機構(gòu)。由于接近于電極的死空間，因此可以通過流過電極的附加加熱電流來提供對混汞池的熱影響。
[0021]對比于具有被連接到發(fā)射器管的外部混汞容器的水銀蒸汽放電燈，根據(jù)本發(fā)明的水銀蒸汽放電燈包括被保護免遭外部的機械作用力影響的、布置在發(fā)射器管內(nèi)部的混汞池。外部混汞容器可能在制造、輸送或運轉(zhuǎn)期間被暴露在機械應(yīng)力下，這可能例如導(dǎo)致外部混汞容器的破裂，并且結(jié)果導(dǎo)致水銀蒸汽放電燈的損壞。根據(jù)本發(fā)明的水銀蒸汽放電燈省卻了外部混汞容器。替代地，混汞池被布置在放電空間內(nèi)部，在那里混汞池受到更多保護而免遭外部機械影響。該類型的水銀蒸汽放電燈因此以高的機械穩(wěn)定性和長的使用壽命為特征。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的水銀蒸汽放電燈的第一優(yōu)選實施例具有被連接至發(fā)射器管的石英玻璃管，優(yōu)選地通過熔化來將它們?nèi)酆稀?br> [0023]通過熔化而被熔合的石英玻璃管和發(fā)射器管允許以可再現(xiàn)的方式調(diào)整環(huán)形間隙。通過熔化進行的熔合保證石英玻璃管和發(fā)射器管的連接示出高的機械穩(wěn)定性并且促使環(huán)形間隙在水銀蒸汽放電燈的運轉(zhuǎn)期間不經(jīng)受明顯變化。
[0024]已證實環(huán)形間隙在一側(cè)上閉合是適宜的。
[0025]環(huán)形間隙開口和混汞池之間的距離對在環(huán)形間隙內(nèi)部固定混汞池有影響。在兩側(cè)上是打開的環(huán)形間隙的情況下，原則上混汞池可能從兩個環(huán)形間隙開口處的環(huán)形間隙漏出。在一側(cè)上閉合的環(huán)形間隙是有利的，因為混汞池可以優(yōu)選地定位于閉合的環(huán)形間隙開口的區(qū)域中，從而與在兩側(cè)上打開的具有相等大小的環(huán)形間隙的情況相比，混汞池被置于距環(huán)形間隙開口更大的距離處。這將混汞池更好地保留在環(huán)形間隙中。此外，環(huán)形間隙在一側(cè)上閉合使得能夠在保持環(huán)形間隙的縱向延伸很小的同時進行混汞池的固定。因此，在一側(cè)上閉合的環(huán)形間隙促使水銀蒸汽放電燈的緊湊設(shè)計。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的水銀蒸汽放電燈的另一優(yōu)選實施例提供，由石英玻璃管的外壁和發(fā)射器管的內(nèi)壁形成環(huán)形間隙。
[0027]既可以利用石英玻璃管的外壁和發(fā)射器管的內(nèi)壁來形成環(huán)形，也可以利用發(fā)射器管的外壁和石英玻璃管的內(nèi)壁來形成環(huán)形。前一變形是有利的，因為其不導(dǎo)致發(fā)射器管的外徑的明顯增加。特別地，這使得能夠制造高輻射功率的平板輻射器，其中多個發(fā)射器被布置成其發(fā)射器管被定位成彼此緊挨。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的水銀蒸汽放電燈的進一步的優(yōu)選的修改提供，通過熔化將石英玻璃管熔合到發(fā)射器管的前端面而同時形成環(huán)形間隙，并且將石英玻璃管在背對放電區(qū)的端部處閉合。
[0029]由于發(fā)射器管的前端面被通過熔化而熔合到石英玻璃管，石英玻璃管促使發(fā)射器管的氣密密封。石英玻璃管的背對發(fā)射器管的端部優(yōu)選地具有提供在該端部上的氣密密封，例如，采用卷邊的形式，可以經(jīng)此導(dǎo)入電流供給以用于電極的接觸。
[0030]已證實適宜的是，石英玻璃管包括管的縱向軸并且發(fā)射器管包括發(fā)射器管的縱向軸，以及管的縱向軸和發(fā)射器管的縱向軸共軸地延伸。
[0031]石英玻璃管和發(fā)射器管共軸使得環(huán)形間隙是均勻的一如在橫截面中所見那樣一具有等同的間隙寬度。這引起石英玻璃管和發(fā)射器管在橫截面平面中以同心方式延伸。環(huán)形間隙的大小對混汞池的位置及其在環(huán)形間隙內(nèi)部的空間定位和/或等溫位置有影響。具體地，當(dāng)在橫截面視圖中觀看時是均勻的環(huán)形間隙適合于混汞池在環(huán)形間隙內(nèi)部的有效固定。
[0032]已證實適宜的是，環(huán)形間隙的間隙寬度在0.5 mm到5 mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在I mm到4 mm的范圍內(nèi)。
[0033]環(huán)形間隙的間隙寬度對作用在被布置于環(huán)形間隙內(nèi)部的混汞池上的毛細(xì)作用力有影響。在上面指明的范圍內(nèi)的間隙寬度良好地適合于將混汞池保留在環(huán)形間隙內(nèi)部。在間隙寬度小于0.5 mm的情況下，難以將混汞池定位在環(huán)形間隙中。如果環(huán)形環(huán)的間隙寬度超過5 _，則減少毛細(xì)作用力對混汞池的效果。
[0034]在根據(jù)本發(fā)明的水銀蒸汽放電燈的有利的實施例中，環(huán)形間隙的縱向延伸在5mm到30 mm的范圍內(nèi)。
[0035]具有在上面指明的范圍內(nèi)的縱向延伸的環(huán)形間隙良好地適合于把在水銀蒸汽放電燈的運轉(zhuǎn)期間發(fā)生液化的混汞保留在間隙中。此外，該類型的環(huán)形間隙被容易且便宜地制造。如果環(huán)形間隙的長度小于5 mm，則混汞池到環(huán)形間隙開口的距離小從而(特別是)電極粒子可以更容易地沉積在混汞池上。環(huán)形間隙的長度大于30 mm促使在發(fā)射器管端部處的相比較而言大的非照明區(qū)域，并且是對于水銀蒸汽放電燈的緊湊設(shè)計的阻礙。
[0036]已證實有利的是，石英玻璃管和發(fā)射器管的每一個形成一個環(huán)形間隙壁，并且環(huán)形間隙壁中的一個包括環(huán)繞槽。
[0037]由于毛細(xì)效用，混汞池能夠被保留在環(huán)形間隙中。該效用取決于混汞的表面張力以及混汞與石英玻璃的界面張力。在該情形中表面的大小和結(jié)構(gòu)也起作用。被提供有槽的環(huán)形間隙壁比不具有槽的環(huán)形間隙壁具有更大的表面。槽防止液體混汞泄漏并且促使混汞在環(huán)形間隙內(nèi)部的良好固定。
[0038]在該情形下已證實適宜的是，槽具有0.5 mm到I mm的范圍內(nèi)的深度并且槽的橫截面面積在0.5 mm2到2 mm2的范圍內(nèi)。
[0039]如果槽的深度小于0.5 mm，則失去具有槽對于在環(huán)形間隙內(nèi)部固定混汞池的效用。槽的深度大于I _可能促使可能的泄露部位的形成，該泄露部位損害了水銀蒸汽放電燈的機械穩(wěn)定性。
[0040]槽的橫截面能夠采取各種幾何形狀。槽在形狀上可以是例如V型、矩形或梯形。優(yōu)選地，槽被提供為梯形，因為該幾何形狀尤其是保證良好的混汞池維持能力。小于0.5 mm2的槽的橫截面面積幾乎并不促使混汞池的固定。大于2 mm2的槽的橫截面面積難以制造并且導(dǎo)致高的制造成本。
[0041]另一還優(yōu)選的修改提供:石英玻璃管和發(fā)射器管的每一個都形成一個環(huán)形間隙壁并且金涂層被施加到環(huán)形間隙壁中的一個。
[0042]金涂層良好地適合于固定混汞池，因為混汞浸潤金表面。具有被施加至間隙壁中的一個的金涂層使得能夠在環(huán)形間隙內(nèi)部固定混汞池。此外，金涂層允許定義混汞池在環(huán)形間隙內(nèi)部的位置。通過將混汞池置于金涂層附近并通過對金涂層短暫地加熱以使其熔化，實現(xiàn)混汞池在金涂層上的固定。
[0043]水銀蒸汽放電燈的優(yōu)選實施例提供:向環(huán)形間隙配置用于混汞池的溫度控制的加熱機構(gòu)。
[0044]提供加熱機構(gòu)以用于調(diào)整優(yōu)化的混汞溫度；加熱機構(gòu)可以被配置到水銀蒸汽放電燈的外表面。在該情況下，加熱機構(gòu)以環(huán)形方式圍繞外表面或者被配置到外表面的、在操作中連接到混汞池的特定的部分表面。
[0045]提到用于制造水銀蒸汽放電燈的方法，基于具有上面描述的特征的方法通過以下方式達到上面提出的技術(shù)目的，即在根據(jù)工序步驟(C)閉合發(fā)射器管端部之前將發(fā)射器管和石英玻璃管的一個滑入到另一個中并且通過熔化將石英玻璃管熔合到發(fā)射器管的前端面而同時形成環(huán)形間隙。
[0046]依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法，水銀蒸汽放電燈的制造是基于發(fā)射器管和石英玻璃管。首先，將石英玻璃管和發(fā)射器管的一個滑入到另一個中，由此產(chǎn)生管中管布置。優(yōu)選地，石英玻璃管的外徑比發(fā)射器管的內(nèi)徑更小。然后通過熔化將發(fā)射器管的一個前端面和石英玻璃管熔合。在該情形下，石英玻璃管和發(fā)射器管的縱向軸優(yōu)選地相對于彼此為共軸布置，從而形成盡可能均勻的環(huán)形間隙。然后發(fā)射器管端部被閉合。
[0047]石英玻璃管和發(fā)射器管為管中管布置允許獲得由環(huán)形間隙壁限制的、例如在石英玻璃管的外壁和發(fā)射器管的內(nèi)壁之間或者在石英玻璃管的內(nèi)壁和發(fā)射器管的外壁之間延伸的環(huán)形間隙。例如可以通過在不同的點位處或經(jīng)由表面將石英玻璃管連接至發(fā)射器管，來將環(huán)形間隙在一側(cè)上閉合。環(huán)形間隙的開口被布置在放電區(qū)外部或伸進到放電區(qū)中。
[0048]并且在最后，混汞池被定位在環(huán)形間隙內(nèi)部。在放電燈的運轉(zhuǎn)期間發(fā)生液化的混汞優(yōu)選地通過毛細(xì)作用力或金點位被保持在環(huán)形間隙內(nèi)部。在如所指明的那樣將混汞池布置在環(huán)形間隙內(nèi)部的情況下，該池僅通過環(huán)形間隙的開口與發(fā)射器管的內(nèi)部流體連通。結(jié)果，混汞池相比較而言具有很小的與發(fā)射器管的內(nèi)部直接接觸的表面。反而被布置在兩側(cè)上的環(huán)形間隙壁保護混汞池免遭凝結(jié)在電極的死空間中的粒子的可能的沉積。此外，由于有環(huán)形間隙存在的原因，混汞池可以被定位成緊鄰電極而不會經(jīng)發(fā)生在電極上的噴濺工藝而明顯地?fù)p害燈的使用壽命。在最簡單的情況下，由于混汞池與電極的空間接近性，可行的是省卻分離的加熱和冷卻機構(gòu)，因為可以通過施加到電極的附加的加熱電流來提供對混汞池的熱影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]下面基于示例實施例和附圖更詳細(xì)地圖解本發(fā)明。在示意性的視圖中，
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的具有被布置在環(huán)形間隙中的混汞池的水銀蒸汽放電燈的實施例。

【具體實施方式】
[0050]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的水銀蒸汽放電燈的實施例的示意性視圖，該水銀蒸汽放電燈總體地具有分配給它的附圖標(biāo)記I。為了簡化問題，圖1僅示出水銀蒸汽放電燈I的一個端部區(qū)段。另一端部區(qū)段被同樣地設(shè)計。該另一端部區(qū)段在另一實施例中不同于所示出的端部區(qū)段。水銀蒸汽放電燈I適合使用于飲用水消毒。水銀蒸汽放電燈I的特征在于發(fā)射器管的每單位長度的比功率為4 W/cm。
[0051]低壓水銀蒸汽放電燈I包括具有發(fā)射器管縱向軸12的由石英玻璃制成的發(fā)射器管2、被布置在發(fā)射器管2內(nèi)部的兩個電極7、以及混汞池6。發(fā)射器管2被借助于密封而在兩個發(fā)射器管端部上以氣密方式閉合并且被填充有惰性氣體混和物(氬/氖)。在替換的實施例中，發(fā)射器管被填充有氬或氖。其具有38 mm的外徑和35 mm的內(nèi)徑。發(fā)射器管2的長度為100 cm。在發(fā)射器管端部的區(qū)域中，發(fā)射器管2的前端面被通過熔化而熔合至已經(jīng)被插入到發(fā)射器管2中的石英玻璃管3。石英玻璃管3的外徑為32 mm并且內(nèi)徑為29 mm。石英玻璃管包括管的縱向軸13。發(fā)射器管2和石英玻璃管3被恰當(dāng)?shù)夭贾?從而發(fā)射器管的縱向軸12和管的縱向軸13共軸地延伸。發(fā)射器管2和石英玻璃管3的所述管中管布置在石英玻璃管3的外壁和發(fā)射器管2的內(nèi)壁之間形成環(huán)形間隙5。因為石英玻璃管3的外壁以環(huán)繞方式通過熔化而熔合至發(fā)射器管2的前端面，所以環(huán)形間隙5在一側(cè)上被閉合。
[0052]環(huán)形間隙5具有1.5 mm的間隙寬度14和18 mm的縱向延伸15?；烊R池6被布置在環(huán)形間隙內(nèi)部。借助于粘附作用力和毛細(xì)作用力將混汞池6保持在環(huán)形間隙5內(nèi)部。通過已經(jīng)在環(huán)形間隙5的區(qū)域中施加在石英玻璃管3的外壁上的環(huán)繞槽4來對該效用作出進一步的貢獻。槽4具有0.5 mm2的橫截面面積的梯形橫截面以及0.5 mm的槽深度。在替換的實施例(未示出)中，槽4被施加在發(fā)射器管2的內(nèi)表面上。在另一替換的實施例(未示出)中，在不同的點位處將金涂層施加在石英玻璃管3的外壁上或發(fā)射器管2的內(nèi)壁上以固定混萊池。
[0053]將混汞池6布置在發(fā)射器管2內(nèi)部對輻射產(chǎn)出效率有影響。該輻射產(chǎn)出效率尤其是取決于發(fā)射器管2內(nèi)部的水銀蒸汽壓力。水銀蒸汽壓力受混汞池6的溫度的影響。為了即使在變化的運轉(zhuǎn)功率值和外界條件下也能夠提供優(yōu)化的水銀蒸汽壓力，將混汞池6布置在由電極7定義的放電區(qū)16的外部。電極7包括已經(jīng)被提供有由堿土氧化物制成的涂層7b的、由鎢制成的線圈7a。涂層7b實現(xiàn)電子功函數(shù)的減少，使得水銀蒸汽放電燈I更容易點火和運轉(zhuǎn)。
[0054]為了能夠借助于流過電極7的附加的加熱電流來調(diào)整混汞池6的溫度，將混汞池6布置在電極7附近。將混汞池布置在環(huán)形間隙5內(nèi)部促使混汞池6被石英玻璃管3遮蔽，從而可能由于蒸發(fā)或噴濺工藝而脫離電極7的涂覆材料或鎢的粒子不能沉積在混汞池上。因此石英玻璃管3還促使水銀蒸汽放電燈I的長的使用壽命。
[0055]最后，石英玻璃管3包括面向發(fā)射器管2的第一前端面8和背對發(fā)射器管2的第二前端面9，由此第一前端面8具有配置給該第一前端面的環(huán)形間隙開口，經(jīng)過該環(huán)形間隙開口環(huán)形間隙5與發(fā)射器管2的內(nèi)部流體連通。石英玻璃管3的第二前端面9以氣密方式被閉合。該區(qū)域具有采用收縮部形式布置于其中的氣密密封10，經(jīng)由氣密密封10導(dǎo)入電流供給11以用于電極7的電接觸。
[0056]下面，基于圖1以示例方式解釋根據(jù)本發(fā)明的用于制造水銀蒸汽放電燈的方法。為了簡化，僅對發(fā)射器管端部中的一個的閉合進行描述。第二個發(fā)射器管端部的閉合以類似的方式發(fā)生。
[0057]首先，提供石英玻璃管3和具有第一和第二發(fā)射器管端部的、由石英玻璃制成的成形為柱形的發(fā)射器管2。發(fā)射器管2具有35 mm的內(nèi)徑和100 cm的發(fā)射器管長度。石英玻璃管3的外徑(為32 mm)比發(fā)射器管2的內(nèi)徑更小。石英玻璃管3的長度為55 mm。首先，在石英玻璃管3的外壁上生成像環(huán)一樣延伸的、具有0.5 mm的槽深和0.5 mm2的梯形的槽橫截面面積的環(huán)繞槽4。
[0058]然后，以共軸的方式將發(fā)射器管2和石英玻璃管3的一個滑入到另一個中，從而石英玻璃管3和發(fā)射器管2在20 mm的長度上交迭。由于發(fā)射器管2和石英玻璃管3的共軸管中管布置，在它們之間生成具有大約1.5 _的間隙寬度的環(huán)形間隙5。隨后，通過熔化將發(fā)射器管的前端面在一側(cè)熔合到石英玻璃管3，同時就地保留環(huán)形間隙5，從而在朝向發(fā)射器管內(nèi)部的方向上看到的環(huán)形間隙5在一側(cè)上是打開的。
[0059]隨后，將電流供給的部件，即接觸線和金屬箔彼此焊接。然后所焊接的電流供給被連接到電極7并且經(jīng)石英玻璃管的背對發(fā)射器管的前端面進入地插入到發(fā)射器管2中。
[0060]在高溫下(2，000°C)通過收縮來閉合石英玻璃管3的端部以產(chǎn)生氣密密封。因此在收縮部中以氣密方式嵌入金屬箔和嵌入接觸線的各部分。
[0061]最后，加熱發(fā)射器管2并且經(jīng)被連接至發(fā)射器管2的石英玻璃套件(未示出)將混汞池6和作為填充氣體的氬引入到發(fā)射器管2中。隨后通過熔化該套件來將其去除。
【權(quán)利要求】
1.一種水銀蒸汽放電燈，包括具有發(fā)射器管端部的由石英玻璃制成的閉合的發(fā)射器管、在所述發(fā)射器管端部的區(qū)域中的氣密密封、被布置在所述發(fā)射器管內(nèi)部的用于在電極之間的放電區(qū)中生成放電的兩個電極、以及混汞池，其特征在于，在石英玻璃管和所述發(fā)射器管之間的所述發(fā)射器管端部的區(qū)域中形成環(huán)形間隙，以及所述混汞池被布置在所述環(huán)形間隙內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水銀蒸汽放電燈，其特征在于，所述石英玻璃管被連接至所述發(fā)射器管，優(yōu)選地通過熔化被熔合到所述發(fā)射器管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水銀蒸汽放電燈，其特征在于，所述環(huán)形間隙在一側(cè)上是閉合的。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的水銀蒸汽放電燈，其特征在于，所述環(huán)形間隙是由所述石英玻璃管的外壁和所述發(fā)射器管的內(nèi)壁形成的。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的水銀蒸汽放電燈，其特征在于，所述石英玻璃管通過熔化而被熔合到所述發(fā)射器管的前端面而同時形成環(huán)形間隙，以及所述石英玻璃管在背對放電區(qū)的端部處閉合。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的水銀蒸汽放電燈，其特征在于，所述石英玻璃管包括管的縱向軸并且所述發(fā)射器管包括所述發(fā)射器管的縱向軸，以及所述管的縱向軸和所述發(fā)射器管的縱向軸共軸地延伸。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的水銀蒸汽放電燈，其特征在于，所述環(huán)形間隙的間隙寬度在0.5 mm到5 mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在I mm到4 mm的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的水銀蒸汽放電燈，其特征在于，所述環(huán)形間隙的縱向延伸在5 mm到30 mm的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的水銀蒸汽放電燈，其特征在于，所述石英玻璃管和所述發(fā)射器管的每一個形成一個環(huán)形間隙壁，以及環(huán)形間隙壁中的一個包括環(huán)繞槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水銀蒸汽放電燈，其特征在于，所述槽具有0.5 mm到I mm的范圍內(nèi)的槽深和0.25 mm2到2 mm2范圍內(nèi)的槽橫截面面積。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的水銀蒸汽放電燈，其特征在于，所述石英玻璃管和所述發(fā)射器管的每一個形成一個環(huán)形間隙壁，以及金覆層被施加到環(huán)形間隙壁中的一個上。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的水銀蒸汽放電燈，其特征在于，所述環(huán)形間隙被配置有用于所述混汞池的溫度控制的加熱機構(gòu)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的水銀蒸汽放電燈，其特征在于，所述混汞池被布置在所述放電區(qū)外部。
14.一種用于制造水銀蒸汽放電燈的方法，包括如下工作步驟: Ca)提供具有發(fā)射器管端部的由石英玻璃制成的發(fā)射器管； (b)安裝用于在電極之間的放電區(qū)中生成放電的電極；以及 (C)閉合所述發(fā)射器管端部， 其特征在于，在根據(jù)工序步驟(C)閉合所述發(fā)射器管端部之前將所述發(fā)射器管和所述石英玻璃管的一個滑入到另一個中并且通過熔化將所述石英玻璃管熔合到所述發(fā)射器管的前端面而同時形成環(huán)形間隙。
【文檔編號】H01J61/34GK104051223SQ201410094271
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】B.容, E.阿諾爾德 申請人:賀利氏特種光源有限責(zé)任公司