CN101666437A - 带有反射器的放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有反射器的放电灯，其中抑制了在反射器的开口部的侧的电极的温度升高并且电极耗损是低的。根据本发明的带有反射器的放电灯(100)，其特征在于形成F电极(12)和R电极(13)的熔化电极(12c，13c)之前的形状满足下面所列出的条件(a)至(c)中之一或者其任意组合：(a)当F电极(12)的芯线(12a)的直径用d1f表示而R电极(13)的芯线(13a)的直径用d1r表示时，d1f＞1.2×d1r；(b)当F电极(12)的线圈(12b)的线直径用d2f表示而R电极(13)的线圈(13b)的线直径用d2r表示时，d2f＞1.2×d2r；(c)当F电极(12)的线圈(12b)的匝数用nf表示而R电极(13)的线圈(13b)的匝数用nr表示时，nf＞1.2×nr。

Description

带有反射器的放电灯

技术领域

本发明涉及一种带有反射器的放电灯，该放电灯被使用在投影设备中。

背景技术

目前，在交流类型的带有反射器的放电灯(以下也称作“灯”)中尤其是在与椭圆形反射器组合的情况下，由于光学系统所反射的光束而使在椭圆形反射器的开口部的侧上的电极温度升高，由此在两个电极之间形成了温度差，并且正常的卤素循环不再运行。结果，在椭圆形反射器的开口部的侧上的电极前边缘耗损并且甚至会不能维持灯的特别的特性。此外，由于电极的耗损而改变了电极的形状并且产生了焦斑的偏移。通常在交流类型的超高压汞灯的情况下，每个循环的焦斑偏移作为“闪光”而被觉察。

而作为对此的措施提出了如下方法，其中每个循环的电流波形增加有叠置的脉冲，提高电极的前边缘的温度并且力求使卤素循环最优(参见例如专利文献1)。专利文献1：JP10-501919。

发明内容

然而在专利文献1的方法中，始终存在确定的电流脉冲并且不仅未实现对卤素循环的优化，相反甚至可以附带大的损伤。

本发明被实现以便解决上面所描述的问题，并且为此提供了一种带有反射器的放电灯，其中在反射器的开口部的侧上的电极的温度升高被抑制并且电极的耗损是低的。

根据本发明的带有反射器的放电灯是一种带有反射器的放电灯，其特征在于其为如下带有反射器的放电灯，该放电灯构建为具有：反射器，该反射器具有开口部和在与开口部对置的侧上的颈部；以及光发射管，该光发射管在其中间部分中具有基本上球状的光发射部分；F电极、R电极和汞引入该光发射部分，其中在该F电极中带有焊上的F馈电线的F钼片被焊上，在该R电极中带有焊上的R馈电线的R钼片被焊上，其中上述F电极和上述R电极构建为使得围绕具有各自确定的线直径的芯线在上述芯线的边缘部分处缠绕有具有确定的线直径和确定的匝数的线圈，其中在所述边缘部分上述F电极和上述R电极彼此对置，此外形成带有略微成拱形的形状的熔化电极，其方式是上述F电极和上述R电极的前边缘被熔化，并且此外还通过硬化上述熔化电极的前边缘而形成前电极边缘部分，其中上述F电极和上述R电极的形成熔化电极之前的形状在下面所列出的条件(a)至(c)中满足下面所列出的条件(a)至(c)中之一或者任意组合。

(a)当上述F电极的上述芯线的直径用d1f表示，而上述R电极的上述芯线的直径用d1r表示时，d1f＞1.2×d1r；

(b)当上述F电极的上述线圈的线直径用d2f表示，而上述R电极的上述线圈的线直径用d2r表示时，d2f＞1.2×d2r；

(c)当上述F电极的上述线圈的匝数用nf表示，而上述R电极的上述线圈的匝数用nr表示时，nf＞1.2×nr。

在根据本发明的带有反射器的放电灯中，通过F电极和R电极的形成熔化电极之前的形状在下面所列出的条件(a)至(c)中满足下面所列出的条件(a)至(c)中之一或者任意组合，F电极的表面大于R电极的表面，并且可以抑制由于投影设备的光学系统所反射的光束而在反射器的开口部的侧上形成的F电极温度上升。由此，卤素循环正常运行并且可以获得灯的特别的特性。

(a)当F电极的芯线的直径用d1f表示，而R电极的芯线的直径用d1r表示时，d1f＞1.2×d1r；

(b)当F电极的线圈的线直径用d2f表示，而R电极的线圈的线直径用d2r表示时，d2f＞1.2×d2r；

(c)当F电极的线圈的匝数用nf表示，而R电极的线圈的匝数用nr表示时，nf＞1.2×nr。

附图说明

图1是示出了实施形式1的视图并且是带有反射器的放电灯100的结构的视图。

图2是示出了实施形式1的视图并且是带有反射器的放电灯100的结构的视图，其中部分被剖切并且示出横截面。

图3是示出了实施形式1的视图并且是示出了在制造过程开始时的F电极12的结构的视图。

图4是示出了实施形式1的视图并且是其中F电极12的前边缘熔化并且形成熔化电极12c的视图。

图5是示出了实施形式1的视图并且是其中接通F电极12并且形成前电极边缘部分12d的视图。

图6是示出了实施形式1的视图并且是示出了在光发射管1中F电极12和R电极13的环境的视图。

图7是示出了实施形式1的视图并且是用于仿真的投影设备的结构的设计图。

图8是示出了实施形式1的视图并且是示出了在图7的结构的情况下从光学系统向光发射管1回馈能量的所确定的结果的视图。

附图标记表

1   光发射管

2   陶瓷环

2a  外环周面

2b  内环周面

3   椭圆形反射器

3a  开口部

3b  颈部

4a  粘合剂

4b  粘合剂

5   盖体

6   第一接线端子

7   网

9   触发线

11   光发射部分

12F  电极

12a  芯线

12b  线圈

12c  熔化电极

12d  前电极边缘部分

13R  电极

13a  芯线

13b  线圈

13c  熔化电极

13d  前电极边缘部分

14   汞

15F  钼片

16R  钼片

17F   馈电线

18R  馈电线

21   邻接部分

22   配合部分

23   凹进部分

30   前侧玻璃

31   第二接线端子

40   UV/IR滤光器

50   色轮

100  带有反射器的放电灯

具体实施方式

图1至图8是示出实施形式1的视图，其中图1是带有反射器的放电灯100的结构的视图，图2是带有反射器的放电灯100的结构的视图，其中部分被剖切并且示出了横截面，图3是示出了制造过程开始时的F电极12的结构的视图，图4是其中F电极12的前边缘熔化并且形成熔化电极12c的视图，图5是其中连接F电极12和形成前电极边缘部分12d的视图，图6是示出了在光发射管1中的F电极12和R电极13的环境的视图，图7是用于仿真的投影设备的结构的设计图，以及图8是示出了在图7的结构中由光学系统向光发射管1回馈的能量的所确定的结果的视图。

在该实施形式中，设置在光发射管1的内部中的电极具有特别的特性。以下简要地阐述了带有反射器的放电灯100的整个结构。

借助图1和图2说明了带有反射器的放电灯100的结构。带有反射器的放电灯100被构造为具有：光发射管1；陶瓷环2，其保持光发射管1；椭圆形反射器3(反射器的一个例子)，陶瓷环2固定在该反射器上；以及盖体5，该盖体固定在陶瓷环2的后表面上。陶瓷环2保持光发射管1的R钼片(密封部分)的环周。除了椭圆形反射器3之外，反射器也可以是抛物线形状等的反射器。

光发射管1在其中部部分(中间部分)具有基本上球状的光发射部分11，F电极12、R电极13和汞14引入该光发射部分中，其中在该F电极中带有焊上的F馈电线17的F钼片15被焊上，在该R电极中带有焊上的R馈电线18的R钼片16被焊上。

椭圆形反射器3具有旋转椭圆体形状的一部分的构型。椭圆形反射器3的材料是玻璃。

在光发射管1中，F电极12设置在椭圆形反射器3的开口部3a侧，而R电极13设置在颈部3b侧。

光发射管1的中心轴线与连接椭圆形反射器3的开口部3a和颈部3b的中心轴线相一致，并且该结构被构建为使得光发射管1被引入到椭圆形反射器3中，使得光发射部分11的中心与椭圆形反射器3的焦点相一致。

陶瓷环2具有基本上圆柱形的形状并且具有外环周面2a和内环周面2b。陶瓷环2在固定在椭圆形反射器3上的侧的边缘部分上构建有配合部22，该配合部调整为使得其覆盖椭圆形反射器3的颈部3b。

此外，陶瓷环2在固定在椭圆形反射器3的侧的边缘部分上构建有邻接部分21，边缘部分在椭圆形反射器3的颈部3b的轴向方向上在该邻接部分上邻接。邻接部分21基本上与光发射管1的中心轴线方向成直角。

陶瓷环2通过粘合剂4a固定在椭圆形反射器3上。粘合剂4a的主要组成部分是硅土。

此外，陶瓷环2在固定在椭圆形反射器3的侧的边缘部分上构建有凹进部分23，该凹进部分从配合部22中留空。凹进部分23起到通风口的作用。在带有反射器的放电灯100中，在其中椭圆形反射器3上固定有陶瓷环2的状态下凹进部分23敞开。由于在光发射管1由于某种原因而爆裂的情况下存在从凹进部分23飞出玻璃碎片的危险，如在图1中所示，在凹进部分23上设置有网7。

以下简要地阐述了带有反射器的放电灯100的安装顺序。

首先，在椭圆形反射器3上固定陶瓷环2。在椭圆形反射器3的颈部3b上配合有陶瓷环2的配合部22，使得配合部覆盖颈部3b，并且在边缘部分上在颈部3b的轴向方向上让陶瓷环2的邻接部分21邻接。

在该状态下，借助粘合剂4a连接椭圆形反射器3和陶瓷环2。粘合剂4a的主要组成部分是硅土。

随后，光发射管1被引入椭圆形反射器3和陶瓷环2的内部。在光发射管1接通期间，在光发射管1上进行三维位置调节(也称作轴线调节(Achseneinstellung))。

由此，光发射管1的中心轴线与连接椭圆形反射器3的开口部3a和颈部3b的中心轴线相一致，并且形成了其中光发射管11的中心在椭圆形反射器3的焦点的状态。

随后，粘合剂4b填充到光发射管1与陶瓷环2的内环周面2b之间的缝隙中并且被干燥(图2)。粘合剂4b如同粘合剂4a一样具有作为主要组成部分的硅土。

此外，从陶瓷环2中伸出的光发射管1被剖切。在此，R馈电线18并未被剖切。

R馈电线18和触发线9通过填缝材料(在图中未示出；由金属构成)来填缝。这如下来实现：将R馈电线18和触发线9引导穿过环状填缝材料，并且通过将环状填缝材料挤碎来进行填缝。

借助其对R馈电线18和触发线9填缝的填缝材料连接到第一接线端子6。

随后，盖体5被施加到陶瓷环2上。在此，盖体5在其侧壁上具有凹进部分(在该图中未示出)并且第一接线端子6配合到该凹进部分中。

此外，F馈电线17在光发射管1的椭圆形反射器3的开口部3a的侧连接到安装在椭圆形反射器3的外环周面上的第二接线端子31上。

第一接线端子6和第二接线端子31与电流相连。

以下阐述了F电极12和R电极13的结构。尽管在大小方面存在不同，但由于F电极12与R电极13的基本结构相同，所以以F电极12为例来阐述。

如在图3中所示的那样，在F电极12中首先在芯线12a的边缘部分上(在与R电极13对置的侧上)盘绕有具有确定的线直径和确定的匝数的线圈12b。线圈12b的确定的线直径和确定的匝数根据灯的瓦特数而变化。

图3中所示的F电极12例如用在250W的灯中。当提高瓦特数时，则线圈12b的确定的线直径和确定的匝数也变大。

芯线12a的材料是钨。此外，芯线12a的直径(d1f)为大约0.5mm。

线圈12b的材料也是钨。此外，线圈12b的线直径(d2f)为大约0.25mm到0.3mm。

由于在图3中所示形状的F电极12的情况下(如同在R电极13的情况下一样)在灯上的放电是不稳定的，所以与R电极13对置的部分略微拱起。在F电极12的前边缘上以拱形形状形成熔化电极12c。

熔化电极12c通过如下方式来形成：让很多电流在F电极12上和在R电极13上流过，使得钨熔化。钨的熔点在大约3407℃。

对于熔化电极12c的形成存在如下情况：在F电极12和R电极13被引入光发射管1中之前进行熔化电极12c的形成，以及在F电极12和R电极被引入光发射管1中之后进行熔化电极12c的形成。两者都是可能的。

此外，当在灯制成之后进行老化(接通灯)时，在F电极12(在R电极13的情况下一样)的熔化电极12c的前边缘上形成与熔化电极12c相比较小的前电极边缘部分12d。

前电极边缘部分12d的大小为例如在轴向方向的长度和最大直径为大约0.1mm到0.2mm。

在本实施形式的F电极12和R电极13中，在形成熔化电极12c和13c之前的形状为下面所列出的条件(a)到(c)中满足下面所列出的条件(a)到(c)之一或者任意组合。

(a)当F电极12的芯线12a的直径用d1f表示，而R电极13的芯线13a的直径用d1r表示时，d1f＞1.2×d1r(1)；

(b)当F电极12的线圈12b的线直径用d2f表示，而R电极13的线圈13b的线直径用d2r表示时，d2f＞1.2×d2r(2)；

(c)当F电极12的线圈12b的匝数用nf表示，而R电极13的线圈13b的匝数用nr表示时，nf＞1.2×nr(3)。

在F电极12和R电极13在上述条件(a)到(c)中满足上述条件(a)到(c)之一或者任意组合的情况下，如在图6中所示，在光发射管1中的F电极12和R电极13形成为使得F电极12的大小变得比R电极13的大小更大。

此外，F电极12与R电极13之间的距离L在该例子中为大约1.0mm。前电极边缘部分12d的大小为使得例如轴线方向上的长度和最大直径为大约0.1mm到0.2mm。当F电极12的前电极边缘部分12d耗损时，则F电极12与R电极13之间的距离L因此变化到1.1mm至1.2mm。

由于F电极12的表面变得比R电极13的表面更大，所以通过投影设备的光学系统反射的光束在椭圆形反射器3的开口部的侧上形成的F电极12的温度升高被抑制。由此，这两个电极之间的温度差相比于F电极12的表面与R电极13的表面等大的情况变小，卤素循环正常运行并且可以抑制F电极12的耗损。

如下情况被称作卤素循环：从电极蒸发的、为电极材料的钨通过例如借助每个循环的电流波形将电极的前边缘提高到匹配的温度来返回到电极的前边缘并且保持电极的构型。

以下示出了借助仿真而研究的被反射光束的能量的结果，光束由投影设备的光学系统向灯反射。

图7是用于仿真的投影设备的结构的设计图。在图7中，本实施形式的带有反射器的放电灯100由保持装置支承，该保持装置装备有投影设备的前侧玻璃30。

前侧玻璃30相对于与带有反射器的放电灯100的中线100a成直角的线倾斜角度θ1。该角度θ1为例如最大10°。由光发射管1射出的光在前侧玻璃30上完全穿过(一个例子)。

在前侧玻璃30之前设置有UV/IR滤光器40(针对紫外辐射和红外辐射的滤光器)，其反射紫外辐射和红外辐射。UV/IR滤光器40相对于与带有反射器的放电灯100的中线100a成直角的线倾斜角度θ2。该角度θ2为例如略大于10°。

UV/IR滤光器40以角度θ2倾斜，因为假设的是由UV/IR滤光器40回馈的紫外射束和红外射束远离带有反射器的放电灯100并且回馈到光发射管1的能量比没有倾斜的情况下更低。

在UV/IR滤光器40之前设置有色轮50。经过该色轮50，光向外射出。当然也存在由色轮50回馈的能量。

图8是示出主要在图7的结构的情况下由光学系统向光发射管1回馈的能量所确定的结果的视图，其中x轴示出了前侧玻璃30与光发射管1的放电中心(在F电极12与R电极13之间的中心)之间的距离，而y轴示出了向光发射管1回馈的能量(相对于全部射出的能量的比例[％])。于是，在图7的结构中，确定了向F电极12和向R电极13回馈的能量。此外，作为参考也确定了从图7的结构中省去UV/IR滤光器40时向F电极12回馈的能量。然而以下未特别提及这些数据。

如在图8中变得明显的那样，在传统上应用于投影设备中的、在图7的结构的情况下在前侧玻璃30与光发射管1的放电中心之间的距离使得：

(1)向F电极12回馈的能量(与全部所发射的能量的比例[％])为6.5到8[％]；

(2)向R电极13回馈的能量(与全部所发射的能量的比例[％])为1到2[％]。

这样，向F电极12回馈的能量与R电极13相比明显更大。因此，发生如下情况：F电极12的温度升高而形成了与R电极13的温度差，使得F电极12的前电极边缘部分12d耗损而不能获得灯的特别的特性。此外，由于前电极边缘部分12d的耗损而改变了电极的形状并且形成了焦斑的偏移。在交流型的带有反射器的放电灯100的情况下，每个循环的焦斑偏移作为“闪光”而被觉察。

在上述仿真(图7的结构)的情况下，F电极12和R电极13的温度数据的例子示出如下：

(1)F电极12的温度：大约2900℃

(2)R电极13的温度：大约2800℃

明显的是，在这两者之间存在大约100℃的差。

作为参考数据以下示出了针对如下情况的F电极12和R电极13的温度数据的例子：将带有反射器的放电灯100从投影设备取出并且就本身而言被接通。

(1)F电极12的温度：大约2815℃到2820℃

(2)R电极13的温度：大约2811℃到2817℃

明显的是，在这两者之间几乎没有差别。

以此方式和方法明显的是，当带有反射器的放电灯100安装到投影设备中时，通过投影设备的光学系统反射的光束在椭圆形反射器3的开口部的侧使F电极12的温度升高。由此，形成了F电极12和R电极13之间的温度差并且正常的卤素循环不再运行。结果会发生的是，F电极12的在椭圆形反射器3的开口部的侧的前电极边缘部分12d耗损并且不能维持灯的特别的特性。

如上面所描述的那样，通过本实施形式，形成熔化电极12c和13c之前F电极12和R电极13的形状满足下面所列举的条件(a)到(c)之一或者下面所列举的条件(a)到(c)的任意组合。

(a)当F电极12的芯线12a的直径用d1f表示，而R电极13的芯线13a的直径用d1r表示时，d1f＞1.2×d1r(1)；

(b)当F电极12的线圈12b的线直径用d2f表示，而R电极13的线圈13b的线直径用d2r表示时，d2f＞1.2×d2r(2)；

(c)当F电极12的线圈12b的匝数用nf表示，而R电极13的线圈13b的匝数用nr表示时，nf＞1.2×nr(3)。

通过如上面所描述的方法，F电极12的表面比R电极13的表面更大，并且由于投影设备的光学系统所反射的光束而在椭圆形反射器3的开口部的侧上形成的F电极12的温度升高可以被抑制。由此，卤素循环正常运行并且可以维持灯的特别的特性。

Claims (1)

1.一种带有反射器的放电灯，其特征在于其为如下带有反射器的放电灯，该放电灯构建为具有：

反射器，该反射器具有开口部和在与开口部对置的侧上的颈部；以及

光发射管，该光发射管在其中间部分中具有基本上球状的光发射部分；F电极、R电极和汞引入该光发射部分，其中在该F电极中带有焊上的F馈电线的F钼片被焊上，在该R电极中带有焊上的R馈电线的R钼片被焊上，

其中上述F电极和上述R电极构建为：使得围绕具有各自确定的线直径的芯线在上述芯线的边缘部分处缠绕有具有确定的线直径和确定的匝数的线圈，其中在所述边缘部分上述F电极和上述R电极彼此对置，

此外形成带有略微成拱形的形状的熔化电极，其形成方式是上述F电极和上述R电极的前边缘被熔化，

并且此外还通过在上述熔化电极的前边缘上的老化而形成前电极边缘部分，其中上述F电极和上述R电极的形成上述熔化电极之前的形状在下面所列出的条件(a)至(c)中满足下面所列出的条件(a)至(c)中之一或者任意组合：

(a)当上述F电极的上述芯线的直径用d1f表示，而上述R电极的上述芯线的直径用d1r表示时，d1f＞1.2×d1r；

(b)当上述F电极的上述线圈的线直径用d2f表示，而上述R电极的上述线圈的线直径用d2r表示时，d2f＞1.2×d2r；

(c)当上述F电极的上述线圈的匝数用nf表示，而上述R电极的上述线圈的匝数用nr表示时，nf＞1.2×nr。

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