用于气体放电灯的电极和气体放电灯制造技术

本发明专利技术涉及一种用于气体放电灯的电极，尤其是阳极(20)，其中，电极(20)具有基体(22)，所述基体包围多个腔室(221

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于气体放电灯的电极和气体放电灯


[0001]本专利技术涉及放电灯和设置在其中的电极。特别地，本专利技术涉及具有承受高热负荷的电极的灯，例如短弧放电灯的情况。作为示例在此列举汞放电灯(例如OSRAM)和氙气放电灯(例如OSRAM)，它们也能够用于光刻应用(微芯片、IC、PCB、LCD显示器等)或用于投影应用(例如电影院投影)。原则上，本专利技术能够用于所有灯状光源，其中至少一个电极设置在透光容器(例如玻璃泡壳)中。就此而言，本专利技术还能够在基于激光器的等离子体的光源(所谓的激光持续等离子体光源)中使用。

技术介绍

[0002]电极、尤其是直流灯情况下的阳极在灯运行时承受高热负荷。因此，通常使用具有非常高耐热性的材料，在绝大多数情况下是钨。然而，通过等离子体或等离子弧作用于阳极前部分上而产生的温度导致阳极材料的蒸发。这一方面能够导致电极退化，并且另一方面会导致蒸发的材料在放电容器内部空间中积聚，这能够导致光减少和/或灯使用寿命减少。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术的目的是：确保前部的、放电电弧附近的电极区域的尽可能良好的排热(散热)，其中尤其应当改善电极的热导率。
[0004]存在多种应当产生电极排热改善的方案，即从电极中散热。一种可能性是利用在红外范围内具有改进的发射率(例如Osram，DE 102009021235B4)的材料对阳极进行涂覆。处于改善热放射的目的也使用电极表面的微结构化(Ushio，JP3838110B2)。所提到的手段都用于从电极表面进行热放射。另一种方案旨在改善沿电极轴线的热导率。为此，电极能够具有如下内部部段或核心区域，该内部部段或核心区域相比纯钨具有更高的导电性。一个示例是具有密封封闭的内部空间的阳极，所述内部空间用低熔点金属(即例如银或铜)(Ushio，EP 1357579 B1)或合金填充。这种阳极在汞放电灯中已经使用较长时间。在操作期间的主导温度下，被包围在内部空间中的低熔点金属熔化，并且也能够部分地转变成气态的聚集态。在所述熔化或蒸发过程中，从低熔点金属吸收热能，并且另外经由对流过程从电极的前部的，朝向放电电弧的区域传输至电极的后部的，朝向电极棒的区域。
[0005]放电灯结构的细节示例性地在图18中示出，所述图示意地示出具有电极1和2的气体放电灯10。优选构成为高压汞气体放电灯的气体放电灯10为竖直操作的放电灯10，使得两个电极1和2的彼此平行延伸的，尤其在一条直线上延伸的电极轴线同样竖直地对准。此外，在所述示例中，电极1构成为具有阴极尖端11和柱状区域12的阴极，而电极2代表阳极并具有阳极平台14以及同样柱状的区域13。阳极2设置在阴极1之上并且阳极平台14朝向阴极尖端11，其中，在操作中，在阳极平台14和阴极尖端11之间形成放电电弧。此外，两个电极1和2设置在放电容器7中，例如玻璃泡壳中。为了将电极保持在放电容器7中，设有阴极保持杆3和阳极保持杆4。所述保持杆经由内部电流输送装置5或6与连接插座8和9电连接，其中，连接插座8、9又能够经由适当的外部的电流输送装置与能量源连接以操作放电灯10(未示
出)。
[0006]高压气体放电灯10优选以高功率运行，尤其是在千瓦范围内运行。由此主要在阳极2处产生非常高的温度。典型地，阳极平台区域中的温度约为2700℃，并且朝向阳极保持杆下降至约1500℃至1100℃，这在很大程度上取决于阳极的热导率和热放射能力。在任何情况下，热量必须尽可能有效地从阳极2导出，以增加阳极12的使用寿命或实现所需的载流能力。
[0007]本专利技术的目的因此在于：提出一种用于气体放电灯的具有改进的特性的电极。一方面是：实现电极的尽可能良好的散热，尤其前部的，放电电弧附近的电极区域的尽可能良好的散热。在此，尤其应改进电极的热导率。
[0008]所述目的通过具有根据权利要求1的特征的用于气体放电灯的电极来实现。本专利技术的有利的设计方案是从属权利要求、说明书和附图的主题。
[0009]如开头已经提到的那样，本专利技术还涉及一种具有根据本专利技术的至少一个电极的气体放电灯。
[0010]下面描述的专利技术旨在提高阳极内部中的热导率，其中借助于多腔室设计应当克服或至少减少上文中在现有技术中描述的单腔室设计的缺点。为此，阳极/电极在其通常柱状的基体的内部中具有两个或更多个腔室。特别地，多腔室设计应被设计成使得能够实现更强烈的定向对流，以实现更有效的热传递。此外，应避免局部加热，并应在灯燃烧位置方面实现更大的灵活性。此外，多腔室设计使得在电极的关键的平台区域中实现更高的稳定性。整体上，阳极应当具有n个腔室，其中2≤n。在此，如下标记应当适用(也参见图1C和相关联的附图描述)：
[0011]n
‑
腔室的数量
[0012]r
i
‑
腔室i到阳极边缘的最短距离
[0013]s
i
‑
腔室i到阳极的平台平面的最短距离
[0014]d
i
‑
腔室的平行于平台的直径或最大扩展
[0015]a
ij
‑
腔室i与腔室j之间的最小距离
[0016]在一个实施方式中，阳极包括第一阳极部件、封闭部件或盖，和第二阳极部件、容器部件或罐(电极的基体中的凹部)，这两者空气密封地或密封地彼此连接。腔室位于阳极(罐)的下部部分中。在图3至图9(俯视图)中可见两个或更多个腔室的一些布置示例，其中，在这些示例中，腔室相邻地设置，因此腔室或腔室中的至少一部分沿基体的纵向延伸方向彼此平行地设置。
[0017]根据本专利技术的多腔室设计具有非常高的设计方面的灵活性的优点，使得根据具体的应用情况——例如取决于灯类型(灯填充物、填充压力、电极直径、电极几何形状等)、灯功率、灯燃烧位置和许多其他影响变量——上述方面中的各个方面能够被突出并优选地被优化。
[0018]原则上，在任何情况下，相应的腔室的所有参数都能够单独地并且原则上独立于其他腔室被调整。除了纯几何参数、即例如上面详述的标记，还能够调整相应的腔室内壁的表面特性。此外，可行的是：单独设置每个腔室的填充，例如关于要填充的低熔点金属(材料选择)或其填充高度来设置。其他的优化可能性在于单个腔室相对于彼此以及相对于电极外壁的布置。
[0019]例如，在几何尺寸方面，腔室都能够具有相同的形状和相同的深度，这在制造方面能够特别容易实现。但是，根据应用情况，腔室还能够具有彼此不同的形状和/或深度(参见例如附图7、附图12)。例如能够通过其横截面来区分可行的形状，其中，能够使用圆的(例如圆形或椭圆形)和角形的(例如三角形、四边形或多边形)形状。但是，原则上也能够考虑混合形状，其中第一横截面存在于第一部段中并且不同于第一横截面的第二横截面存在于第二部段中。换言之，例如从圆的横截面到角形横截面或从圆形横截面到椭圆形横截面的过渡能够发生在腔室的纵向延伸上。
[0020]合适的制造方法、尤其是用于圆的腔室的制造方法例如是钻孔、车削或铣削。能够制造其他腔室形状(角形、半圆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于气体放电灯(10)的电极(1、2)，其中，所述电极(1、2)具有包围至少两个腔室的基体。2.根据权利要求1所述的电极(202)，其中，所述腔室(K1
‑
K4)或所述腔室中的至少一部分在所述基体(22)的纵向延伸方向上彼此串联设置。3.根据权利要求1或2所述的电极(2)，其中，所述腔室(221、222)或所述腔室中的至少一部分在所述基体(22)的纵向延伸方向(A)上彼此平行地设置。4.根据前述权利要求中任一项所述的电极(2)，其中，所述腔室(221、222)或所述腔室中的至少一部分密封地(空气密封/气体密封地)封闭。5.根据前述权利要求中任一项所述的电极(2)，其中，所述腔室(221、222)或所述腔室中的至少一部分具有(部分)填充物(26)。6.根据权利要求5所述的电极，其中，所述填充物(26)包括一种或更多种导热成分。7.根据权利要求6所述的电极，其中，所述至少一种导热成分的热导率大于所述基体的热导率。8.根据权利要求6或7所述的电极，其中，所述至少一种导热成分包括熔点低于所述电极的所述基体的熔点的一种或更多种金属。9.根据前述权利要求中任一项所述的电极(2)，其中，所述基体包括容器部件(罐)(22)，其中，所述腔室(221、222)设置在所述容器部件(22)中。10.根据权利要求9所述的电极(2、20)，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：玛利亚，
申请(专利权)人：欧司朗有限公司，
类型：发明
国别省市：