高气压放电灯 本发明涉及一种具有石英玻璃放电管的高气压放电灯，该放电管封入一个放电空间其中有至少由一种烯有气体和汞(Hg)组成的填充物，放电管中有第一电极和第二电极，在灯工作期间电极之间有放电延展，放电管具有装着电导体的第一密封，该电导体把第一电极连接到从第一密封向外部引出的金属线上，所说的第一密封具有第一和第二气密部分，在该两部分之间存在一个充气的空腔。
所说明类型的灯是从WO97/48116而已知的。已知的这种灯适合于在空气中工作，即它没有一个外部封装。对于要想利用光学系统来形成一个精确的光束这样的灯来说，这是一个重要的有利因素。特别是对于这样一些应用，例如投影仪、汽车的大灯，避免由外部封装所引起的光学干扰起着重要的作用。为了防止导体被快速氧化，重要的是在暴露于空气中的导体的表面的温度要有较低的值。在已知的灯中，这是利用第二个气密部分以延长其密封而实现的，这第二气密部分与第一气密部分有间距隔开，两者之间有一个充氮的空腔。在本说明书和权利要求中，石英玻璃应理解为指地是具有至少为95％的SiO2(二氧化硅)的含量的玻璃。
在高气压放电灯中，在点燃灯时在实际上经常会发生起辉延迟。当灯处在黑暗中一段时间后，起辉延迟的风险大为增加。起辉延迟的发生是一大缺点，而且在某些情况下，还可能导致危险的局面，例如，当把高气压灯用于汽车的大灯时。
本发明的一个目的是提供一种措施以得到如开头一般中所描述的灯，而其中所提到的缺点则可以避免。
按照本发明，在开始一段所描述的那种类型的高气压放电灯的特征在于空腔还包括另一种稀有气体或充填物的一种气态成份或两者的组合，还在于第一密封在空腔的表面有第一外部天线。
按照本发明的灯具有这样的优点，即在不伤害第一密封所得到的稳定性的情况下，在经过空腔而施加电压时该所得的空腔可作为紫外线的辐射源而构成了促进起动的装置。这个紫外线辐射源称作为紫外线增强器。
虽然把紫外增强器放得尽可能靠近放电管是可取的，但是把适合作为紫外增强器的空腔装备在第一密封的第一气密部分会影响放电管的第一密封的机械强度，因此在实际上是不适用的。为了光学系统的最佳光束性质，希望光源有最小的尺寸，这是通过将第一和第二电极之间的距离选择得愈小愈好而实现的。这样做的实际结果是这种灯的放电管中会产生高到极高的工作压力。因此，这对放电管的气密封口提出了极其严格的要求。将紫外增强器放在离放电管较大的距离处，即放在第一气密部分之后会令人惊奇地表现出并不明显地损害紫外增强器的促进起辉的作用。
在按照本发明的灯的一个有利的实施例中电导体是一张箔，它沿着第一气密部分、空腔和第二气密部分的长度而延伸。在一方面，这对密封结构和它的制造是一个明显的简化，另一方面，它具有重要的优点，即当电压加到导体上时立即在箔的边缘产生电场的强烈的集中。这加强了紫外增强器的击穿。
按照本发明的灯的第一密封最好是压扁式密封。这有一个优点，即利用在第一密封处的区域的塑性变形而使玻璃粘附在导体上，从而使气密封口在相当程度上不受内部应力的作用。
按照本发明的灯的一个优选实施例，第一外部天线在电气上连接到第二电极。这样就可实现结构简单和工作极其可靠相结合的无源型串接天线。
在按照本发明的灯的另一个有利的实施例，密封是在管颈处连接到放电管上的，第二外部天线则出现在管颈区。令人惊奇的是，第二外部天线的定位提供了这样的可能性，即在灯已熄灭之后又直接再起辉时会明显地减少可能的起辉延迟。这种效应今后称之为热再点火。出于构造简单的理由，第二外部天线最好在电气上连接到第一外部天线。第一和第二外部天线可以组成一个有源系统，其中的起辉电压脉冲是单独加到天线上的。在无源系统的情况下，天线是接到电极之一的，最好是接到第二电极。不论是有源系统的情况或无源系统的情况，只要加上起辉电压脉冲第一外部天线就会立即明显地在紫外增强器中增强其直接的击穿，而第二外部天线则对灯在热再点火时为实现最小的延迟作出贡献。空腔在它仅含有一种稀有气体时就已表现出它作为紫外增强器的卓越功能。这可能是形成放电管中的填充物的一部分的那种稀有气体。但是，另外也可能让空腔含有另外一种稀有气体，称作为另外的稀有气体。空腔中填充物的气态成份中最好包括汞蒸汽。这具有这样有优点，即紫外增强器会产生相对较多的紫外辐射，这对快速和可靠的热起辉特别有利。按照本发明的灯的另一个优点是看来并不需要另外的汞剂量。通过在对放电管提供其填充物之后做成第一密封就可以很容易实现这一点。为了第二电极的电气连接的目的，灯被安装以第二密封以便穿透一个电导体到第二电极上。为了能有效地按照本发明来生产灯，第二密封具有与第一密封相同的结构。
第一和第二外部天线可由单独的导线段构成，例如，绕在第一密封上。在另一实施例中，将单根导线绕在第一密封上，这样，形成第一和第二天线。在有利的实施例中，每个天线都是由部分地夹在密封周围的弹性夹板构成。
本发明的这些和其它方面将参考此后叙述的优选实施例加以说明并变得明显。
在图中：
图1表示按照本发明的带有压扁形密封的灯，
图2表示图1的压扁型密封的细节，以及
图3表示按照本发明的灯的另一实施例；
图4示出具有弹性夹板的密封；以及
图5为弹性夹板的侧视图。
图1(未按比例)表示具有玻璃放电管2的高气压放电灯1，放电管包围住含有可电离填充物的放电空间3，其中存在有第一电极4和第二电极40，灯在工作期间在电弧之间有效电延展，灯还具有灯头5，它具有采取箔的形式的电导体6，导体将第一电极4连接到从第一密封向外延伸的金属线7上，该第一密封具有第一气密部分5a和第二气密部分5b，两者之间有一个充气的空腔10。空腔包含至少一种气体成份的填充物。例如，空腔中含有汞蒸汽。在空腔表面，第一密封具有第一外部天线45。第一密封在颈部8的区域和放电管相接。在颈部表面有一个第二外部天线42，它用导体43与第一外部天线在电气上相连接。
第一密封5构成了压扁形密封。箔6是具有刀口的钼片。金属线7固定在钼片的一端6a上，例如通过焊接而固定并从封口和从放电管延伸到外面。第一电极4的电极杆4a固定在钼片6的另一端6b上。在面对第一电极4的一侧，第二电极40和第二密封50的放电管带有空腔100和颈部80，它们都具有相类似的结构。第二电极连接到线70。在灯的工作状态下，在电极之间有放电延伸。在所述的实施例中，第一和第二外部天线45、42利用导体46在电气上连接到第二电极40。这样就以极其简单的方式实现了非常可靠的无源串接天线。
图2(未按比例)详细表示了图1的灯的第一压扁型密封，其中图2A表示带有钼片6的第一密封的平面图，而图2B则表示它的钼片6的侧面图。在图2中，为了清楚起见天线45和42都未示出。
在按照本发明的灯的另一实施例中，如图3所示，第一天线45是在空腔10表面上的由线48绕成的第一线匝，它是环绕第一密封5的几圈导线并一直延伸到颈部8，在那里形成了天线42。这一实施例有其优点在于它的结构简单的可能性，即天线45和42以及导线46是由单独一根线形成的。
在灯的有利的实施例中，天线是由弹性夹板构成的。图4(未按实际比例)示出了第一密封上是如何具有这种天线的。在所示实施例中，具有大致为圆形周边的第一密封被4个弹性夹夹住。第一弹性夹45’位于空腔中，以形成第一天线，而第二弹性夹42’位于颈部8处，形成第二天线。第三弹性夹44紧靠第一密封的第二气密部分5a。导体46连到弹性夹44上。第四弹性夹47设在弹性夹45’和42’之间。弹性夹44、42’、45’、47’由连接体401、402、403互连。由于空腔10的出现，第一密封周边在空腔处大于在其两边。第四弹性夹最好紧靠在大周边的侧边。所示结构的优点是，由于周边的不同，第一天线45’的位置基本以此方式固定。另一优点是，天线可作为灯的单独的部分，并可以简单方式装在该灯上。弹性夹和连接体最好由同一体形成。图5为以一体形成的弹性夹44、45’、42’、47和连接体401、402、403的侧视图。
按照所示的实施例的灯在实际实现时，灯是高气压汞放电灯，其公称功率为120瓦。该灯是准备用于投影目的的，其放电管的内径为4毫米，极间距离为1毫米。放电管中有可电离的填充物，它除了汞和例如填充压力为100毫巴的氩这样的一种稀有气体外，还含有溴。在灯的工作期间，在放电管中经常存在160巴或更高的气压。放电管是由最大厚度为2.5毫米的石英玻璃制成的。刀口薄片是钼片，在其一端固定着金属线。第一电极的钨电极杆固定在钼片的另一端。灯的每一侧具有压扁型密封，每侧长度为28毫米。长度为5毫米的压扁型密封已经足够使放电管得到气密的封口。压扁型密封的其余长度是用来使导电体的暴露在空气中的表面具有足够低的温度。每个压扁密封有一个空腔。每个压扁型密封在放电空间和相应的空腔之间有7毫米的长度。每个空腔的长度为5毫米。
第一密封在空腔表面有第一天线，其形式为导线绕组并延伸两到三圈到密封和放电管之间的管颈处，在放电管那里以闭合绕组的形式形成了第二天线，第二天线与放电空间相隔的距离为1毫米到3毫米。导线的直径为0.5毫米。该导线在电气上连接到第二电极。
在另一实际实现中，第一密封上有由导电的热阻材料(上述情况为不锈钢RVS310)的四个弹性夹。弹性夹位于3毫米宽的空腔中。其它弹性夹每个具有1毫米的宽度。弹性夹由宽度为2毫米的连接体相互连接。弹性夹和连接体由一片材料制成。
灯的制造开始于石英玻璃管，在其中形成一个空管，在它的按直径方向相对的地方具有管状部分，这两个管状部分将用来制造封口。首先，在灯管上做一个封口，例如在提供了刀口薄片和导体以及以已知方式固定在其上的电极之后做成一个压扁型密封，这个压扁型密封是通过以如下方式加热相关的管状部分而实现的，即加热该管状部分使它变软并在主要的亚大气压力的影响下产生塑变。这最好是利用围绕管状部分转动的激光束来实现，这个激光束从导体移向电极杆。通过在薄片处切断激光束一段时间，就可形成一个气密的空腔。这样所形成的空腔含有在制造压扁型密封时存在于管状部分和放电管中的一种气体。这通常是在制造密封时用来冲洗石英玻璃管的稀有气体。出于高效制造的理由，在这种情况下最好是使用将成为放电管中的填充物的一部分的稀有气体，然后，放电管中装入填充物所要求的成份，在此之后，带刀口的薄片和固定的电极以及同上的导体一起装到另一个管状部分的区域。然后，通过加热以及随后的管状部分的塑性变形而在另外的管状部分以相应的方式也制成压扁型密封。这样所形成的空腔也自动地充填进存在于放电管中的填充物蒸汽，尤其是汞蒸汽。这对满意的起动增加操作是极为有利的。已经发现，这样所形成的压扁型密封在质量上与在不具备气密空腔下的压扁型密封的情况下是同样优良的。
上面所说明的类型的实际的灯在冷起辉时需要1个伏的电压，例如1到3毫秒的高频信号电压，其频率例如为50千赫以便在空腔内产生一次击穿，在此之后在放电管的电极之间会产生基本上是瞬时的放电，然后就会发展成为稳定的放电电弧，从而使灯在稳定状态下工作。在不超过1分钟之后灯就达到它的稳定工作状态。在这同样的实际的灯中，在灯熄灭后，利用5千伏的高频信号使灯进行热再点火时所发生的最大点火延迟为至多60秒，在热再点火时向灯提供的功率仍限制在120瓦。
在相似的但在两个密封之一中没有空腔的灯的情况下，在其它条件都相同时所需的起辉电压是20千伏。