專利名稱：小功率直流高強度氣體放電燈的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車電氣燈體技術領域，特別與小功率直流高強度氣體放電燈有關。
背景技術：
小功率高強度放電燈通常都是利用交流運轉(zhuǎn)，二根電極交替作為陰極和陽極運轉(zhuǎn)，電極功耗和溫度基本相同，空間溫度分布與氣體濃度分布基本對稱，放電效率高，電弧形狀好，光效高，光譜和色溫均較穩(wěn)定，壽命亦長。但是這種高強度放電燈需要與較好的電子鎮(zhèn)流器配合才能長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，成本較高。人們希望這種小功率高強度放電燈能在直流狀態(tài)運轉(zhuǎn)則可大幅度降低系統(tǒng)成本。 然而這種小功率燈運轉(zhuǎn)在直流狀態(tài)下時將產(chǎn)生二種與交流運轉(zhuǎn)不同的情況(I)陽極功耗將大幅升高，而陰極功耗則大幅下降，其結果是電弧管陰極端泡殼及放電空間溫度下降，大量放電物質(zhì)將凝聚在陰極根部管壁附近，而使空間放電物質(zhì)密度下降，放電狀態(tài)改變；而陽極端空間溫度升高，則使該部分高溫空間的放電物質(zhì)原子密度低于陰極附近的低溫空間造成電弧管二端放電的不對稱。(2)由于是直流發(fā)電，帶正電的粒子向陰極運動，而電子則向陽極飛行，因而引起電泳現(xiàn)象。使得金屬鹵化物在陰極附近空間增濃，而且不斷積聚；相反，在陽極附近空間金屬鹵化物的原子密度則變稀。從而造成了電弧二端放電狀態(tài)與發(fā)光的不同。由于陰極、陽極所處的電弧管內(nèi)腔的空間(電弧管的放電腔)尺寸相同而造成直流放電電弧管工作狀態(tài)變差，發(fā)電不穩(wěn)定，光效下降，顯色指數(shù)降低，光衰加大，壽命縮短。為了解決這些問題，本發(fā)明人設計出小功率直流高強度氣體放電燈，本案由此產(chǎn)生。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種小功率直流高強度氣體放電燈，解決由于陰極陽極功耗不同使得電極及放電空間溫度及氣體密度不對稱而造成的放電不穩(wěn)定、閃動、光效下降、光衰加大和壽命縮短的問題。為了達到上述目的，本實用新型通過以下技術方案來實現(xiàn)小功率直流高強度氣體放電燈，設有電弧管，電弧管二端分別設有第一頸體和第二頸體用以密封電弧管的二端，并作為電弧管陰極和陽極的支撐體；電弧管外并有真空密封的外罩殼；本實用新型的關鍵點在于陰極和陽極為一對形狀不同的電極，其中陰極為桿狀鎢棒，陽極包括桿狀的棒體和位于棒體前端、比棒體直徑粗的陽極端部。本實用新型還可以進一步完善所述的陽極端部為長方體、燈帽體、正方體、球體、橢球體或螺旋繞絲體。所述的陽極為一體式結構，或者為陽極端部套在棒體上形成的分體式結構。所述的電弧管的陽極端放電腔與陰極端放電腔呈不對稱的形狀。所述的電弧管的泡殼的陽極端與陰極端制成不對稱形狀，陰極和陽極伸入電弧管的長度相同，使陰極端放電腔小于陽極端放電腔，以保持電弧管二端的溫度分布相近。所述的電弧管不對稱形狀，陰極端球泡細小并逐漸向陽極一端擴大。所述的不對稱形狀為蛋球形、葫蘆形、喇叭形。所述的電弧管的泡殼采用二端對稱結構，陰極和陽極伸入電弧管的長度不同，則電極系統(tǒng)置于偏陰極一側(cè)，以保持陰極端放電腔小于陽極端放電腔。所述的對稱結構為橢球形、球形。所述的外罩殼為尺寸統(tǒng)一的直管，或者在正對電弧管的位置具有放大的球泡體的 直管。采用上述方案后，本實用新型中電弧管的陽極端放電腔與陰極端放電腔呈不對稱的形狀，即陰極端電弧管較小、較短以減小陰極端放電空間體積，提高管壁及空間溫度。采用較細、較短的陰極以保持適當?shù)年帢O溫度和根部管壁溫度和放電空間溫度。采用陽極端部較大、后部較細的陽極，以降低陽極前端溫度并減少熱量向電極根部的傳導，避免過高的電極根部冷端溫度。在采用了上述措施后，可以獲得二端比較對稱的小功率直流放電電弧，大幅提高了放電的穩(wěn)定性，改善顯色性和光效，燈的壽命亦顯著延長。此外還可以使電極系統(tǒng)放置在電弧管中偏陰極的一側(cè)以盡可能使得電弧管二端的溫度分布平衡，減少電弧管的冷端交應和空間粒子密度分布不均勻的影響以及電泳現(xiàn)象引起的不良后果。

圖I為本實用新型較佳實施例的整體結構示意圖；圖2為本實用新型較佳實施例的電弧管連接示意圖；圖3為本實用新型較佳實施例的陰極示意圖；圖4為本實用新型較佳實施例的陽極示意圖；圖5為本實用新型較佳實施例的電弧管結構一示意圖；圖6為本實用新型較佳實施例的電弧管結構二示意圖；圖7為本實用新型較佳實施例的電弧管結構三示意圖；圖8為本實用新型較佳實施例的電弧管結構四示意圖；圖9為本實用新型較佳實施例的外罩殼結構一不意圖；圖10為本實用新型較佳實施例的外罩殼結構二示意圖；圖11為本實用新型較佳實施例的陽極結構一示意圖；圖12為本實用新型較佳實施例的陽極結構二示意圖；圖13為本實用新型較佳實施例的陽極結構三示意圖；圖14為本實用新型較佳實施例的陽極結構四示意圖；圖15為本實用新型較佳實施例的陽極結構五示意圖；圖16為本實用新型較佳實施例的陽極結構六示意圖；圖17為本實用新型較佳實施例的陽極結構七示意圖。
具體實施方式
結合附圖，對本實用新型較佳實施例做進一步詳細說明。[0042]小功率直流高強度氣體放電燈，主要涉及到的部件包括電弧管1，陰極2、陽極3、夕卜罩殼4。如圖I、圖2所示，電弧管I 二端分別設有互成180度角收縮密封的第一頸體11和第二頸體12，并作為電弧管陰極2和陽極3的支撐體。電弧管I腔內(nèi)充有金屬鹵化物5、惰性氣體和汞。這屬于制作電弧管I的常用技術，這里不做贅述。結合圖3、圖4，陰極2和陽極3分別從電弧管I兩端伸入，在電弧管I內(nèi)進行放電。而陰極2或陽極3位于電弧光I內(nèi)進行放電的空間，就稱為陰極放電腔21或者陽極放電腔31。陰極2、陽極3分別通過密封在頸體內(nèi)的鑰片61、62與伸出頸體的引線71、72電連接，在電弧管I的外罩有一個外罩殼4。外罩殼4的二端通過熔融收縮分別與第一頸體11和第二頸體12的相應部位真空密封。本實用新型中的關鍵點是陰極2和陽極3為一對形狀不同的電極。陰極2采用等直徑或不等直徑的桿狀鎢棒制作，尺寸較現(xiàn)有技術中的常規(guī)陰極較細，以提高其溫度及電子發(fā)射能力。陽極3被制作成鼓錘狀以降低陽極端部溫度，提升承受電子轟擊的性能，並減·少熱量向電極根部的傳導，防止陽極與電弧管密封部位溫度過高，導致慢漏、炸裂。陽極3的鼓錘狀具體而言可以結合圖11至圖17，包括桿狀的棒體32和位于棒體32前端的陽極端部33，陽極端部33的尺寸大于棒體32，這樣類似于鼓錘形。陽極端部33可以是圖11的長方形體、圖12的燈帽體、圖13的正方體、圖14的球體、圖15的橢球體、圖16,17的繞絲體。棒體32和陽極端部33可以是分體制成，也可以是一體制成。另外，陰極放電腔21和陽極放電腔31呈不對稱結構，具體而言陰極端放電腔21小于陽極端放電腔31。這可以通過多種方式來實現(xiàn)。如圖5、圖7所示，電弧管I是屬于玻璃泡殼，在吹制時制成不對稱結構，具體而言從一端逐漸擴大，使得陰極端小、陽極端大，可以為圖7所示的一端小一端大的蛋形、或者為圖5所示的葫蘆形、甚至可以為喇叭形等其他非對稱結構形態(tài)，不局限于上述所舉的形狀。這樣不對稱的結構，最終目的是為了陰極2和陽極3在等距離伸入電弧管I中時，確保所處的陰極放電腔21小于陽極放電腔31。又電弧管I采用對稱結構，如圖6所示的橢球形、圖8所示球形等等，在這種對稱結構形態(tài)中，陰極2和陽極3在伸入電弧管I中的距離不對等時，陰極2伸入較淺，陽極3伸入較深，同樣可以使得陰極放電腔21小于陽極放電腔31。外罩殼4內(nèi)殘存一定量的氮氣，以保征放電管時管壁溫度的穩(wěn)定。外罩殼4可以是圖9所示的統(tǒng)一直徑的直管，也可以是圖10所示直管上對應電弧管I的部位形成球泡體41。上述實施例僅用于解釋說明本實用新型的發(fā)明構思，而非對本實用新型權利保護的限定，凡利用此構思對本實用新型進行非實質(zhì)性的改動，均應落入本實用新型的保護范圍。
權利要求1.小功率直流高強度氣體放電燈，設有電弧管，電弧管二端分別設有第一頸體和第二頸體用以密封電弧管的二端，并作為電弧管陰極和陽極的支撐體；電弧管外并有真空密封的外罩殼；其特征在于陰極和陽極為一對形狀不同的電極，其中陰極為桿狀鎢棒，陽極包括桿狀的棒體和位于棒體前端、比棒體直徑粗的陽極端部。
2.如權利要求I所述的小功率直流高強度氣體放電燈，其特征在于所述的陽極端部為長方體、燈帽體、正方體、球體、橢球體或螺旋繞絲體。
3.如權利要求I或2所述的小功率直流高強度氣體放電燈，其特征在于所述的陽極為一體式結構，或者為陽極端部套在棒體上形成的分體式結構。
4.如權利要求3所述的小功率直流高強度氣體放電燈，其特征在于所述的電弧管的陽極端放電腔與陰極端放電腔呈不對稱的形狀。
5.如權利要求4所述的小功率直流高強度氣體放電燈，其特征在于所述的電弧管的泡殼的陽極端與陰極端制成不對稱形狀，陰極和陽極伸入電弧管的長度相同，使陰極端放電腔小于陽極端放電腔，以保持電弧管二端的溫度分布相近。
6.如權利要求5所述的小功率直流高強度氣體放電燈，其特征在于所述的電弧管不對稱形狀，陰極端球泡細小并逐漸向陽極一端擴大。
7.如權利要求5所述的小功率直流高強度氣體放電燈，其特征在于所述的不對稱形狀為蛋球形、葫蘆形、喇叭形。
8.如權利要求4所述的小功率直流高強度氣體放電燈，其特征在于所述的電弧管的泡殼采用二端對稱結構，陰極和陽極伸入電弧管的長度不同，則電極系統(tǒng)置于偏陰極一側(cè)，以保持陰極端放電腔小于陽極端放電腔。
9.如權利要求8所述的小功率直流高強度氣體放電燈，其特征在于所述的對稱結構為橢球形、球形。
10.如權利要求I所述的小功率直流高強度氣體放電燈，其特征在于所述的外罩殼為尺寸統(tǒng)一的直管，或者在正對電弧管的位置具有放大的球泡體的直管。
專利摘要本實用新型主要公開了小功率直流高強度氣體放電燈，設有電弧管，電弧管二端分別設有第一頸體和第二頸體用以密封電弧管的二端，并作為電弧管陰極和陽極的支撐體。電弧管外并有真空密封的外罩殼。陰極和陽極為一對形狀不同的電極，其中陰極為桿狀鎢棒，陽極包括桿狀的棒體和位于棒體前端、比棒體直徑粗的陽極端部。本實用新型可以獲得二端比較對稱的小功率直流放電電弧，大幅提高了放電的穩(wěn)定性，改善顯色性和光效，燈的壽命亦顯著延長。
文檔編號H01J61/06GK202695376SQ20122032172
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月2日 優(yōu)先權日2012年7月2日
發(fā)明者李永付 申請人:李永付