(57)【要約】【課題】可変の照射出力と高い効率とを持って作動させることができ、しかも高い機械的安定性を有し、さらに簡単にかつ廉価に製作することのできる、アマルガム貯蔵物を備えた水銀蒸気放電ランプを提供する。【解決手段】放射管端部の範囲に設けられたガス密なシール部１０と、放射管２の内部に配置された、電極間の放電ゾーン１６に放電を発生させる２つの電極７とを備えた放射管２と、アマルガム貯蔵物６とが設けられており、前記放射管端部の範囲で石英ガラス管部分３と放射管２との間に環状ギャップ５が形成されており、該環状ギャップ５内にアマルガム貯蔵物６が配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラスから成る閉じられた放射管であって、放射管端部と、該放射管端部の範囲に設けられたガス密なシール部と、該放射管の内部に配置された、電極間の放電ゾーンに放電を発生させる２つの電極とを備えた放射管と、アマルガム貯蔵物とを有する、水銀蒸気放電ランプにおいて、前記放射管端部の範囲で石英ガラス管部分と前記放射管との間に環状ギャップが形成されており、該環状ギャップ内に前記アマルガム貯蔵物が配置されていることを特徴とする水銀蒸気放電ランプ。
【請求項２】
前記石英ガラス管部分は前記放射管に結合されており、好ましくは溶着されている、請求項１記載の水銀蒸気放電ランプ。
【請求項３】
前記環状ギャップは片側で閉じられている、請求項１または２記載の水銀蒸気放電ランプ。
【請求項４】
前記環状ギャップは、前記石英ガラス管部分の外壁と、前記放射管の内壁とにより形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の水銀蒸気放電ランプ。
【請求項５】
前記石英ガラス管部分は、環状ギャップを残しながら前記放射管の端面側と溶着されており、前記石英ガラス管部分は、前記放電ゾーンとは反対の側の端部で閉じられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の水銀蒸気放電ランプ。
【請求項６】
前記石英ガラス管部分が管部分長手方向軸線を有し、前記放射管が放射管長手方向軸線を有し、前記管部分長手方向軸線と前記放射管長手方向軸線とが同軸的に延びている、請求項１から５までのいずれか１項記載の水銀蒸気放電ランプ。
【請求項７】
前記環状ギャップは、０.５ｍｍ〜５ｍｍの範囲、好ましくは１ｍｍ〜４ｍｍの範囲のギャップ幅を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の水銀蒸気放電ランプ。
【請求項８】
前記環状ギャップは、５〜３０ｍｍの範囲の長手方向延在長さを有する、請求項１から７までのいずれか１項記載の水銀蒸気放電ランプ。
【請求項９】
前記石英ガラス管部分と前記放射管とは、それぞれ１つの環状ギャップ壁を形成しており、該環状ギャップ壁のうちの一方の環状ギャップ壁が、環状の溝を有する、請求項１から８までのいずれか１項記載の水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１０】
前記溝は、０.５〜１ｍｍの範囲の溝深さおよび０.２５ｍｍ２〜２ｍｍ２の範囲の溝横断面を有する、請求項９記載の水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１１】
前記石英ガラス管部分と前記放射管とは、それぞれ１つの環状ギャップ壁を形成しており、該環状ギャップ壁のうちの一方の環状ギャップ壁に、金被覆体が被着されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１２】
前記環状ギャップに、前記アマルガム貯蔵物を温度調節するための加熱装置が対応配置されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１３】
前記アマルガム貯蔵物は前記放電ゾーンの外に配置されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１４】
水銀蒸気放電ランプを製造する方法であって、
（ａ）放射管端部を備えた石英ガラスから成る放射管を用意する方法ステップと、
（ｂ）電極間の放電ゾーンに放電を発生させる電極を据え付ける方法ステップと、
（ｃ）前記放射管端部を閉じる方法ステップと、
を含む、水銀蒸気放電ランプを製造する方法において、
前記方法ステップ（ｃ）により放射管端部を閉じる前に、前記放射管と石英ガラス管部分とを互いに内外に嵌め合わせ、前記石英ガラス管部分を前記放射管の端面側と、１つの環状ギャップが形成されるように溶着することを特徴とする、水銀蒸気放電ランプの製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石英ガラスから成る閉じられた放射管もしくは発光管（Strahlerrohr）であって、放射管端部と、該放射管端部の範囲に設けられたガス密なシール部と、該放射管の内部に配置された、電極間の放電ゾーンに放電を発生させる２つの電極とを備えた放射管と、アマルガム貯蔵物（Amalgamdepot）とを有する、水銀蒸気放電ランプに関する。
【０００２】
さらに本発明は、水銀蒸気放電ランプを製造する方法であって、
（ａ）放射管端部を備えた石英ガラスから成る放射管を用意する方法ステップと、
（ｂ）電極間の放電ゾーンに放電を発生させる電極を据え付ける方法ステップと、
（ｃ）前記放射管端部を閉じる方法ステップと、
を含む、水銀蒸気放電ランプを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
汎用の水銀蒸気放電ランプは、石英ガラスから成る円筒状の放射管もしくは発光管を有し、この放射管内には２つの電極が配置されている。放射管の両放射管端部は、ピンチ封止部を介してガス密に閉じられており、これらのピンチ封止部を通じて、電極の電気的なコンタクティング部へ電流供給部が案内されている。放射管は充填ガス、たとえば希ガスで充填されている。さらに放射管内には、アマルガム貯蔵物が導入されている。
【０００４】
アマルガム貯蔵物を備えた水銀蒸気放電ランプは、１８５ｎｍ（ＶＵＶ放射線）および／または２５４ｎｍ（ＵＶ−Ｃ放射線）において特徴的なラインを有する発光スペクトルを示す。このような水銀蒸気放電ランプは、たとえば液体、空気および表面の消毒のために使用される。ＵＶ−Ｃ放射線を発する水銀蒸気放電ランプの有利な使用領域は、たとえば飲料水殺菌または包装殺菌である。ＶＵＶ放射線を発する水銀蒸気放電ランプは、有利には半導体工業においてプロセス用の超純水を製造する際に、または工業的な煙霧排出フードにおける油脂分解のために使用される。
【０００５】
水銀蒸気放電ランプの放射線出力は、放電室内の水銀蒸気圧に関連しており、ひいてはランプの作動温度に関連している。放電室内にできるだけ最適でかつ一定の水銀蒸気圧が形成されると、高い放射線効率が得られる。すなわち、たとえばＵＶ−Ｃ放射線（２５４ｎｍ）を発生させるための最適な水銀蒸気圧は約０.８Ｐａである。
【０００６】
アマルガム貯蔵物を備えた水銀蒸気放電ランプにおいては、アマルガム貯蔵物内に合金の形で存在する水銀と、放射管内で「自由」な形で存在する水銀との間に平衡が生じ、この平衡が、放射管内部の水銀蒸気圧を制限しかつ決定する。
【０００７】
しかし、アマルガム貯蔵物が使用される場合でも、放射管内部の水銀蒸気圧は温度、特にアマルガム貯蔵物の温度に関連する。種々異なる出力で作動させられる放射器は、作動状態に応じて放射管内壁の種々異なる温度を示す。したがって、放射管の内壁に設けられた電極の間に配置されたアマルガム貯蔵物は、作動状態に応じて種々異なる温度を有し、ひいては放射管内部の水銀蒸気圧の変動を生ぜしめる。その結果、可変の出力または可変の周辺条件を有するランプの作動時に、放射線発生が、最適な効率を持って行なわれ得なくなる。
【０００８】
それにもかかわらず、最適化された水銀蒸気圧を用いた水銀蒸気放電ランプの作動を可能にするために、アマルガム貯蔵物を放電ゾーンに配置する代わりに、電極死空間（電極デットスペース）内または電極死空間の近傍に配置することが提案されている。このように配置されたアマルガム貯蔵物では、たとえば電極による付加加熱または付加的な加熱エレメントによる付加加熱により、アマルガム貯蔵物の最適化された温度を調節することができ、ひいては放電室内の一定の水銀蒸気圧を調節することができる。
【０００９】
そこで、たとえば欧州特許第１９８４９３５号明細書に基づき公知の、アマルガム貯蔵物を備えた低圧水銀蒸気放電ランプでは、アマルガム貯蔵物が放電ゾーン外に配置されている。アマルガム貯蔵物を最適な温度にまで加熱するために、電子回路を介して作動させられる加熱エレメントが設けられている。この場合、加熱エレメントの電気的な加熱は、水銀蒸気放電ランプの調光段に関連して発生させられる加熱電流を用いて行われる。
【００１０】
しかし、しばしば、水銀蒸気放電ランプの電極はタングステンから製作されている。タングステンから成る電極は、電子に対する高い仕事関数（Austrittsarbeit）を有する。すなわち、仕事関数は純粋なタングステンの場合に約６.５ｅＶである。したがって、仕事関数を低下させるためには、タングステン電極がしばしば製造時に、炭酸塩から成るエミッタペースト、一般にはＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３およびＣａＣＯ３から成るエミッタペーストで被覆される。このエミッタペーストは引き続き、熱によりアルカリ土類金属酸化物に変換される。こうして被覆されたタングステン電極では、仕事関数が約１.２ｅＶにまで減少する。これにより、水銀蒸気放電ランプの点灯は容易となり、作動時の電極損失出力は減じられる。しかし、被覆されていない電極も、特に被覆された電極も、水銀蒸気放電ランプの作動中には、蒸発除去またはスパッタプロセスにより電極粒子を消失させる傾向にある。これらの粒子は電極デッドスペースもしくは電極死空間内に凝縮する。電極死空間に配置されたアマルガム貯蔵物の上に沈積した電極粒子は、アマルガム貯蔵物の機能を損なうとともに、水銀蒸気放電ランプの寿命の減少を招く。
【００１１】
米国特許第７８１６８４９号明細書にも、電極死空間（Elektrodentotraum）に対応配置されたアマルガム貯蔵物を備えた低圧水銀蒸気放電ランプが記載されている。上記米国特許明細書に基づき公知の水銀蒸気放電ランプでは、放電ゾーン外で、管片の形の外部のアマルガム容器が、放射管の円筒形周壁に結合されている。アマルガムの温度を調整するためには、アマルガム容器が、加熱・冷却エレメントを備えており、これにより種々異なる照明強さおよび調光状態を有する放電ランプの作動が可能となる。
【００１２】
放射管外周壁と溶接された、管片の形の外部のアマルガム容器を備えた水銀蒸気放電ランプは、基本的に機械的に脆い。特にアマルガム容器は、既に小さな機械的な力が作用しただけで、放射管から破折して、水銀蒸気放電ランプの破壊を招く恐れがある。さらに、外部のアマルガム容器内に配置されたアマルガム貯蔵物は、電極への電流供給部に対して比較的大きな間隔を有するので、アマルガム貯蔵物を加熱するためには付加的な加熱エレメントが必要となる。さらに、アマルガム貯蔵物は管片の内部に位置固定されているのではなく、自由に可動であるので、アマルガム貯蔵物はその位置に応じて種々異なる温度にさらされている。しかし、アマルガム貯蔵物の温度は、発光管内部の水銀蒸気圧に決定的な影響を及ぼし、ひいては放射線発生の効率に決定的な影響を及ぼす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】欧州特許第１９８４９３５号明細書
【特許文献２】米国特許第７８１６８４９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、本発明の根底を成す課題は、可変の照射出力と高い効率とを持って作動させることができ、しかも高い機械的安定性を有し、さらに簡単にかつ廉価に製作することのできる、アマルガム貯蔵物を備えた水銀蒸気放電ランプを提供することである。
【００１５】
さらに、本発明の根底を成す課題は、水銀蒸気放電ランプを製造するための簡単でかつ廉価な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この課題を解決するために本発明の水銀蒸気放電ランプの構成では、冒頭で述べた特徴を有する水銀蒸気放電ランプにおいて、前記放射管端部の範囲で石英ガラス管部分と前記放射管との間に環状ギャップが形成されており、該環状ギャップ内に前記アマルガム貯蔵物が配置されているようにした。
【００１７】
さらに上記課題を解決するために本発明の、水銀蒸気放電ランプを製造する方法では、冒頭で述べた特徴を有する方法において、前記方法ステップ（ｃ）により放射管端部を閉じる前に、前記放射管と石英ガラス管部分とを互いに内外に嵌め合わせ、前記石英ガラス管部分を前記放射管の端面側と、１つの環状ギャップが形成されるように溶着するようにした。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による水銀蒸気放電ランプは、公知先行技術に比べて２つの改良点を有する。そのうちの１つは、放射管端部の範囲における環状ギャップの形成に関するものであり、もう１つはこの環状ギャップ内でのアマルガム貯蔵物の配置に関するものである。
【００１９】
本発明によれば、放射管端部の範囲において、まず石英ガラス管部分と放射管との二重管配置が設けられている。この場合、石英ガラス管部分と放射管との間には１つの環状ギャップが形成される。この環状ギャップは全周にわたって延びているか、または中断されている。放射管および石英ガラス管部分は、円筒状の構成形状を有しているか、または円筒状の構成形状とは異なっている。すなわち、放射管および石英ガラス管部分は、たとえば円錐状の形状を有していてよい。石英ガラス管部分および放射管は横断面平面で見て同心的な形状を有していることが好ましい。
【００２０】
環状ギャップは環状ギャップ壁により画定される。すなわち、環状ギャップは、たとえば石英ガラス管部分の外壁と放射管の内壁との間に延びているか、または石英ガラス管部分の内壁と放射管の外壁との間に延びている。環状ギャップは片側または両側で、完全にまたは部分的に開放されている。石英ガラス管部分はこの場合、幾つかの点でまたは面で放射管に結合されていてよい。石英ガラス管部分は放電ゾーン外に配置されていることが好ましい。しかし、石英ガラス管部分は放電ゾーンに突入していてもよい。石英ガラス管部分が放電ゾーンに突入している場合、石英ガラス管部分は、放電ゾーンに対応した第１の区分と、放電ゾーン外の範囲に対応した第２の区分とを有する。アマルガム貯蔵物は前記第１の区分または前記第２の区分に配置されていてよい。アマルガム貯蔵物は電極の近傍に配置されていることが好ましい。アマルガム貯蔵物が第１の区分に配置された場合、アマルガム貯蔵物は、水銀蒸気放電ランプの作動中に高い温度を有し、したがって最適の温度にまで迅速に調節され得る。アマルガムは放電ゾーン外の第２の区分に配置されていることが好ましい。このようなアマルガム貯蔵物は水銀蒸気放電ランプの作動中に低い温度を有するので、最適化されたアマルガム貯蔵物温度の調節が大きな温度範囲内で可能となる。
【００２１】
環状ギャップの開口は、放電ゾーンの外に配置されているか、または放電ゾーン内に突入している。放電ゾーンは、放射管の、放電ゾーン外に配置された端区分と比較して、より高い温度を有する。環状ギャップ開口が放電ゾーン内に配置されていると、この環状ギャップ開口は石英ガラス管部分への増幅された熱輸送のために寄与する。この場合には、熱輸送が水銀蒸気放電ランプの作動状態および調光状態にも関連しているので、環状ギャップの開口が放電ゾーンの外に配置されていることが有利であることが判った。
【００２２】
環状ギャップ内には、アマルガム貯蔵物が位置決めされている。放電ランプの作動時に液状化するアマルガムは、毛管力により環状ギャップ内に保持されることが好ましい。環状ギャップ内にアマルガム貯蔵物が配置されていることにより、アマルガム貯蔵物は環状ギャップの開口を介してのみ放射管の内部に、流体が流通するように（fluidisch）接続されている（「流通接続」と呼ぶ）。これにより、アマルガム貯蔵物は放射管内部に対して比較的小さな直接接触面しか有しない。それどころか、アマルガム貯蔵物は、両側に配置された環状ギャップ壁により、電極死空間内で凝縮した粒子の沈積に対して保護されている。アマルガム貯蔵物が環状ギャップ内に保護されて配置されることにより、電極で行われるスパッタプロセスによりランプの寿命が著しく損なわれることなしに、アマルガム貯蔵物を電極のすぐ近くに配置することができる。電極近傍におけるアマルガム貯蔵物の配置により、別個の加熱・冷却装置を不要にすることが可能になる。電極死空間（電極背後の範囲の空間）に対する近傍配置により、電極による付加的な加熱電流によってアマルガム貯蔵物への熱的な影響付与を保証することができる。
【００２３】
放射管に結合された外部のアマルガム容器を備えた水銀蒸気放電ランプとは異なり、本発明による水銀蒸気放電ランプは、放射管の内部に配置されたアマルガム貯蔵物を有し、このアマルガム貯蔵物は機械的な力の外部からの作用に対して保護されている。外部のアマルガム容器は製造時、運搬時または作動時に、機械的な負荷にさらされる恐れがあり、このような機械的な負荷は、たとえば外部のアマルガム容器の破断、ひいては水銀蒸気放電ランプの破壊を招く恐れがある。本発明による水銀蒸気放電ランプは、外部のアマルガム容器を不要にする。その代わりに、放電室の内部にアマルガム貯蔵物が、外部の機械的作用に対して一層良好に保護されて配置されている。したがって、このような水銀蒸気放電ランプは、高い機械的な安定性および寿命によりすぐれている。
【００２４】
本発明による水銀蒸気放電ランプの第１の有利な構成では、石英ガラス管部分が放射管と結合されており、好ましくは溶着されている。
【００２５】
石英ガラス管部分と放射管とを溶着させることにより、環状ギャップを再現可能に調節することができる。溶着は、石英ガラス管部分と放射管とを高い機械的な安定性を持って結合することを保証し、そして水銀蒸気放電ランプの作動中に環状ギャップが著しく変化しないようにするために寄与する。
【００２６】
環状ギャップが片側で閉じられていると有利であることが判った。
【００２７】
環状ギャップ開口とアマルガム貯蔵物との間の間隔は、環状ギャップ内部でのアマルガム貯蔵物の位置固定に影響を与える。環状ギャップが両側で開かれている場合には、アマルガム貯蔵物は基本的に両環状ギャップ開口において環状ギャップから流出し得る。片側で閉じられた環状ギャップには、次のような利点がある。すなわち、アマルガム貯蔵物が、有利には閉じられた環状ギャップ開口の範囲に位置決めされ得るので、アマルガム貯蔵物は、両側で開かれた同じ大きさの環状ギャップと比較して、環状ギャップ開口に対してより大きな間隔を有する。これにより、アマルガム貯蔵物は一層良好に環状ギャップ内に引き留められる。さらに、片側で閉じられた環状ギャップでは、アマルガム貯蔵物の位置固定が可能となると同時に、環状ギャップの小さな長手方向延在長さが可能となる。したがって、片側で閉じられた環状ギャップは、水銀蒸気放電ランプのコンパクトな構成形状のために寄与する。
【００２８】
本発明による水銀蒸気放電ランプのさらに別の有利な構成では、環状ギャップが、石英ガラス管部分の外壁と放射管の内壁とにより形成される。
【００２９】
環状ギャップは、石英ガラス管部分の外壁と放射管の内壁とによっても形成され得るし、放射管の外壁と石英ガラス管部分の内壁とによっても形成され得る。最初に挙げた方の構成には、放射管の外径の著しい拡大を招かないという利点がある。これにより、特に高い放射線出力を有する面状放射器（Flaechenstrahler）の製造が可能となる。このような面状放射器では、それぞれ放射管を備えた複数の放射器が直接に相並んで配置されている。
【００３０】
本発明による水銀蒸気放電ランプのさらに別の有利な構成では、石英ガラス管部分が、環状ギャップを残しながら放射管の端面側と溶着されており、石英ガラス管部分は、放電ゾーンとは反対の側の端部で閉じられている。
【００３１】
放射管の端面側と石英ガラス管部分とを溶着することにより、石英ガラス管部分は放射管をガス密にシールするために寄与する。石英ガラス管部分の、放射管とは反対の側の端部には、たとえばピンチ封止部の形のガス密なシール部が設けられており、このシール部を通じて、電極のコンタクティング部に電流供給部が案内されていてよい。
【００３２】
石英ガラス管部分が管部分長手方向軸線を有し、放射管が放射管長手方向軸線を有し、前記管部分長手方向軸線と前記放射管長手方向軸線とが同軸的に延びていると有利であることが判った。
【００３３】
石英ガラス管部分と放射管とが同軸的に延びていることにより、横断面で見て等しいギャップ幅を備えた均一な環状ギャップが可能となる。これにより、石英ガラス管部分と放射管とは、横断面平面で見て同心的な形状を有する。環状ギャップの大きさは、環状ギャップ内でのアマルガム貯蔵物の位置およびその空間的な姿勢もしくは等温位置に影響を与える。環状ギャップ内部でのアマルガム貯蔵物の効率良い位置固定のためには、特に横断面で見て均一な環状ギャップが適している。
【００３４】
環状ギャップが、０.５ｍｍ〜５ｍｍの範囲、好ましくは１ｍｍ〜４ｍｍの範囲のギャップ幅を有すると好都合であることが判った。
【００３５】
環状ギャップのギャップ幅は、環状ギャップ内部に配置されたアマルガム貯蔵物に作用する毛管力に影響を与える。上で挙げた数値範囲のギャップ幅は、ギャップ内部にアマルガム貯蔵物を引き留めるために適している。ギャップ幅が０.５ｍｍよりも小さいと、この環状ギャップ内にアマルガム貯蔵物を配置することは極めて手間がかかる。ギャップ幅が５ｍｍよりも大きいと、この環状ギャップでは、アマルガム貯蔵物への毛管力の効果が減少してしまう。
【００３６】
本発明による水銀蒸気放電ランプのさらに別の有利な構成では、環状ギャップが、５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲の長手方向延在長さを有する。
【００３７】
上で挙げた数値範囲の長手方向延在長さを有する環状ギャップは、水銀蒸気放電ランプの作動中に液状化するアマルガムをギャップ内に保持するために適している。このような環状ギャップはさらに、簡単にかつ廉価に製作され得る。長手方向延在長さが５ｍｍよりも小さいと、このような環状ギャップでは、アマルガム貯蔵物が、環状ギャップ開口に対して小さな間隔を有するので、特にアマルガム貯蔵物への電極粒子の沈積が容易になってしまう。長手方向延在長さが３０ｍｍよりも大きいと、このような環状ギャップは、放射管端部における比較的大きな、照明されない範囲を招き、水銀蒸気放電ランプのコンパクトな構造を損なってしまう。
【００３８】
石英ガラス管部分と放射管とが、それぞれ１つの環状ギャップ壁を形成しており、両環状ギャップ壁のうちの一方の環状ギャップ壁が、環状の溝を有すると、有利であることが判った。
【００３９】
アマルガム貯蔵物は、毛管効果に基づいて環状ギャップ内に引き留めることができる。この効果は、アマルガムの表面張力およびアマルガムと石英ガラスとの間の境界面張力に関連している。この場合、表面の大きさおよび構造も重要となる。溝を備えた環状ギャップ壁は、溝を有しない環状ギャップ壁と比べて、より大きな表面を有する。溝を備えた環状ギャップ壁は、液体状態のアマルガムの流出を阻止し、環状ギャップ内でのアマルガムの良好な位置固定のために寄与する。
【００４０】
これに関連して、前記溝が、０.５ｍｍ〜１ｍｍの範囲の溝深さおよび０.５ｍｍ２〜２ｍｍ２の範囲の溝横断面を有すると有利であることが判った。
【００４１】
０.５ｍｍよりも小さい溝深さでは、環状ギャップ内でのアマルガム貯蔵物の位置固定に対する溝の効果が失われる。１ｍｍよりも大きな溝深さは、破断個所の形成を招く恐れがあり、これにより水銀蒸気放電ランプの機械的な安定性が損なわれてしまう。
【００４２】
前記溝の横断面は、種々異なるジオメトリ（幾何学的形状）を有していてよい。たとえば溝はＶ字形、方形または台形に形成されている。溝が台形に形成されていると好ましい。なぜならば、特にこのジオメトリはアマルガム貯蔵物のための良好な引き留め能力を保証するからである。０.５ｍｍ２よりも小さい溝横断面は、アマルガム貯蔵物の位置固定のために僅かにしか寄与しない。２ｍｍ２よりも大きな溝横断面は、製作に手間がかかり、かつ高い製造コストを招いてしまう。
【００４３】
同じく有利な別の改良形では、石英ガラス管部分と放射管とが、それぞれ１つの環状ギャップ壁を形成しており、該環状ギャップ壁のうちの一方の環状ギャップ壁に、金被覆体（金コーティング）が被着されている。
【００４４】
金被覆体は、アマルガム貯蔵物を位置固定するために適している。なぜならば、アマルガムが金表面を濡らすからである。両環状ギャップ壁のうちの一方の環状ギャップ壁に被着された金被覆体は、環状ギャップ内でのアマルガム貯蔵物の位置固定を可能にする。さらに、金被覆体により、環状ギャップ内でのアマルガム貯蔵物の位置を規定することができる。アマルガム貯蔵物を金被覆体の近傍にもたらし、かつ短時間の加熱により溶融させることにより、金被覆体上でのアマルガム貯蔵物の位置固定が達成される。
【００４５】
水銀蒸気放電ランプのさらに別の有利な構成では、環状ギャップに、アマルガム貯蔵物を温度調節するための加熱装置が対応配置されている。
【００４６】
加熱装置は、最適化されたアマルガム温度を調節するために設けられている。すなわち、加熱装置は水銀蒸気放電ランプの外側表面に対応配置されていてよい。この場合には、加熱装置が外側表面を環状に取り囲んでいるか、または外側表面の、アマルガム貯蔵物に作用接続している規定の部分面に対応配置されている。
【００４７】
水銀蒸気放電ランプを製造する方法に関しては、既に述べたように、上で挙げた技術的な課題が、冒頭に記載した特徴を有する方法において、方法ステップ（ｃ）により放射管端部を閉じる前に、前記放射管と石英ガラス管部分とを互いに内外に嵌め合わせ、前記石英ガラス管部分を前記放射管の端面側と、環状ギャップが形成されるように溶着することにより解決される。
【００４８】
本発明による方法では、水銀蒸気放電ランプを製造するために放射管と石英ガラス管部分とから出発する。まず、石英ガラス管部分と放射管とが互いに内外に嵌め込まれ、この場合、二重管配置が形成される。石英ガラス管部分の外径は放射管の内径よりも小さく形成されていることが好ましい。引き続き、石英ガラス管部分と放射管の端面側とが互いに溶着される。この場合、石英ガラス管部分と放射管とは、その長手方向軸線が好ましくは互いに同軸的になるように配置されているので、できるだけ均一な環状ギャップが形成される。引き続き、放射管端部が閉じられる。
【００４９】
石英ガラス管部分と放射管とから成る二重管配置により、環状ギャップ壁により画定された環状ギャップが得られる。この環状ギャップは、たとえば石英ガラス管部分の外壁と放射管の内壁との間、または石英ガラス管部分の内壁と放射管の外壁との間に延びている。環状ギャップは、片側で閉じられていてよく、この場合、たとえば石英ガラス管部分が放射管と幾つかの点で点結合されるか、または面結合される。環状ギャップの開口は放電ゾーン外に配置されているか、または放電ゾーン内に突入している。
【００５０】
最後に、環状ギャップの内部にはアマルガム貯蔵物が位置決めされる。放電ランプの作動時に液状化するアマルガムは、毛管力により、または金点により環状ギャップ内に保持されることが好ましい。環状ギャップ内部でのアマルガム貯蔵物の配置により、このアマルガム貯蔵物は環状ギャップの開口を介してのみ放射管の内部に流通接続されている。これにより、アマルガム貯蔵物は放射管の内部に対して比較的小さな直接接触面しか有しない。したがって、アマルガム貯蔵物は両側に配置された環状ギャップ壁により、電極死空間において凝縮する粒子の沈積に対して保護されている。さらに、アマルガム貯蔵物は、電極において行われるスパッタプロセスによりランプの寿命が著しく損なわれることなしに、環状ギャップにより電極のすぐ近くに位置決めされ得る。極めて単純な事例では、電極に対するアマルガム貯蔵物の空間的な近さに基づき、別個の加熱・冷却装置を不要にすることができる。なぜならば、電極による付加的な加熱電流により、アマルガム貯蔵物に対する熱的な影響付与を保証することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】環状ギャップ内に配置されたアマルガム貯蔵物を備えた本発明による水銀蒸気放電ランプの１実施形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下に、本発明を実施するための形態を図面につき詳しく説明する。
【００５３】
図１には、全体を符号１で示されている本発明による水銀蒸気放電ランプの１実施形態が概略的に図示されている。図面を簡単にするために、図１には水銀蒸気放電ランプ１の一方の端区分しか図示されていない。他方の端区分は図示の一方の端区分と同様に形成されている。別の構成では、他方の端区分が、図示の一方の端区分とは異なっていてもよい。水銀蒸気放電ランプ１は、飲料水殺菌における使用のために適している。水銀蒸気放電ランプ１は、放射管長さに関して４Ｗ／ｃｍの特別な出力によりすぐれている。
【００５４】
低圧水銀蒸気放電ランプ１は、放射管長手方向軸線１２を有する石英ガラスから成る放射管（「発光管」とも呼ばれる）２と、この放射管２の内部に配置された２つの電極７と、アマルガム貯蔵物６とを有する。放射管２は両放射管端部においてシール部によりガス密に閉じられていて、希ガス混合物（アルゴン／ネオン）で充填されている。択一的な別の構成では、放射管がアルゴンまたはネオンで充填されている。放射管２は３８ｍｍの外径および３５ｍｍの内径を有する。放射管２の長さは１００ｃｍである。放射管端部の範囲において放射管２は端面側で、放射管２内に導入された石英ガラス管部分３と溶着もしくは融着されている。石英ガラス管部分３の外径は３２ｍｍであり、内径は２９ｍｍである。石英ガラス管部分３は管部分長手方向軸線１３を有する。放射管２と石英ガラス管部分３とは、放射管長手方向軸線１２と管部分長手方向軸線１３とが同軸的に延びるように配置されている。放射管２と石英ガラス管部分３とのこのような二重管配置に基づき、石英ガラス管部分３の外壁と放射管２の内壁との間には、環状ギャップ５が形成される。石英ガラス管部分３の外壁は放射管２の端面側と全周にわたって溶着されているので、環状ギャップ５は片側で閉じられている。
【００５５】
環状ギャップ５は、１.５ｍｍのギャップ幅１４および１８ｍｍの長手方向延在長さ１５を有する。環状ギャップ５の内部には、アマルガム貯蔵物６が配置されている。アマルガム貯蔵物６は、接着力と毛管力とによって環状ギャップ５の内部に保持される。この効果のためには、さらに、環状ギャップ５の範囲で石英ガラス管部分３の外壁に付与された環状の溝４も寄与する。溝４は、台形状の横断面を有し、この台形状の横断面は、０.５ｍｍの溝深さにおいて０.５ｍｍ２の横断面積を有する。択一的な別の構成（図示しない）では、溝４が放射管２の内面に付与されている。択一的なさらに別の構成（図示しない）では、石英ガラス管部分３の外壁または放射管２の内壁に、アマルガム貯蔵物を位置固定するための金被覆体（金コーティング）が点状に被着されている。
【００５６】
放射管２の内部におけるアマルガム貯蔵物の配置は、放射線収率の効率に影響を与える。この放射線収率の効率は特に放射管２の内部の水銀蒸気圧に関連している。水銀蒸気圧にはアマルガム貯蔵物６の温度により影響が与えられる。作動出力および周辺条件が可変である場合でも、最適化された水銀蒸気圧を保証することができるようにするために、アマルガム貯蔵物６は、電極７により規定された放電ゾーン１６外に配置されている。電極７はタングステンから成るコイル７ａを有し、このコイル７ａはアルカリ土類金属酸化物の被覆体７ｂを備えている。この被覆体７ｂは電極のための仕事関数を減少させるので、水銀蒸気放電ランプ１の点灯およびその作動は容易となる。
【００５７】
電極７による付加的な加熱電流によりアマルガム貯蔵物６の温度を調節することができるようにするために、アマルガムは電極７の近傍に配置されている。環状ギャップ５内におけるアマルガム貯蔵物６の配置は、アマルガム貯蔵物６を石英ガラス管部分３によってシールドし、これにより蒸発除去またはスパッタプロセスにより電極７から剥離し得る被覆体材料またはタングステン粒子がアマルガム貯蔵物６上に沈積し得ないようにするために寄与する。したがって、石英ガラス管部分３は、水銀蒸気放電ランプ１の高い寿命のためにも寄与する。
【００５８】
さらに、石英ガラス管部分３は、放射管２に向けられた第１の端面側８と、放射管２とは反対の側の第２の端面側９とを有する。第１の端面側８には環状ギャップ開口が対応配置されており、この環状ギャップ開口を介して、環状ギャップ５は放射管２の内部に、流体が流通するように接続（「流通接続」と呼ぶ）されている。石英ガラス管部分３の第２の端面側９は、ガス密に閉じられている。この範囲には、ピンチ封止部の形のガス密なシール部１０が配置されており、このシール部１０を通じて、電流供給部１１が電極７の電気的なコンタクティング部へ案内されている。
【００５９】
以下に、図１につき、水銀蒸気放電ランプを製造するための本発明による方法を例示的に説明する。説明を簡単にするために、一方の放射管端部の閉鎖過程についてのみ説明する。他方の、つまり第２の放射管端部の閉鎖も同様にして行われる。
【００６０】
まず、第１の放射管端部と第２の放射管端部とを備えた石英ガラスから成る円筒状の放射管２と、石英ガラス管部分３とが用意される。放射管２は、３５ｍｍの内径および１００ｃｍの放射管長さを有する。石英ガラス管部分３の外径は、放射管２の内径よりも小さく、３２ｍｍである。石英ガラス管部分３の長さは５５ｍｍである。まず、石英ガラス管部分３の外壁に、０.５ｍｍの溝深さおよび０.５ｍｍ２の台形状の溝横断面を有する、全周にわたって環状に延びる溝４が形成される。
【００６１】
引き続き、放射管２と石英ガラス管部分３とが同軸的に互いに内外に嵌め合わされ、この場合、石英ガラス管部分３と放射管２とは２０ｍｍの長さ範囲で互いにオーバラップする。放射管２と石英ガラス管部分３との同軸的な二重管配置により、放射管２と石英ガラス管部分３との間には、約１.５ｍｍのギャップ幅を有する環状ギャップ５が形成される。引き続き、放射管２の端面側と石英ガラス管部分３とが、環状ギャップ５を残しながら片側で溶着されるので、環状ギャップ５は放射管内部に向かう方向で見て片側で開かれている。
【００６２】
引き続き、電流供給部の構成要素、つまりコンタクト線材と金属箔とが互いに溶接される。溶接された電流供給部は電極７に接続されて、石英ガラス管部分３の、放射管２とは反対の側の端面側を通じて放射管２内に導入される。
【００６３】
石英ガラス管部分３の端部は、ガス密なシール部を形成するために、高い温度（２０００℃）でのピンチ封止により閉じられる。このときに、それと同時に金属箔と、コンタクト線材の一部とがピンチ封止部内にガス密に埋め込まれる。
【００６４】
最後に、放射管２が加熱され、放射管２に結合された石英ガラス管片（図示しない）を介してアマルガム貯蔵物６と、充填ガスであるアルゴンとが放射管２内に導入される。引き続き、この管片は溶断される。
【符号の説明】
【００６５】
１  水銀蒸気放電ランプ
２  放射管
３  石英ガラス管部分
４  溝
５  環状ギャップ
６  アマルガム貯蔵物
７  電極
７ａ  コイル
７ｂ  被覆体
８  第１の端面側
９  第２の端面側
１０  シール部
１１  電流供給部
１２  放射線管長手方向軸線
１３  管部分長手方向軸線
１４  ギャップ幅
１５  長手方向延在長さ
１６  放電ゾーン
【図１】
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