CN100358087C - 金属卤化物灯 - Google Patents

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Abstract

一种金属卤化物灯，包括具有的内径Di＜2.0mm并填充有可电离的填充物的基本上圆柱形的放电容器，其中以相互距离EA设置有两个电极，用于维持在放电容器中的放电，其中的填充物包括在室温下具有在5和25巴之间的压力的惰性气体例如Xe，以及可电离的盐，其特征在于，所述的可电离的盐从包括PrI3，NdI3和LuI3的组中选择。

Description

金属卤化物灯
本发明涉及一种机动车金属卤化物灯，包括具有的内径Di＜2.0mm并填充有可电离的填充物的基本上圆柱形的放电容器，其中以相互距离EA设置有两个电极，优选是3mm＜EA＜7mm，以便维持在放电容器中的放电，并且其中的填充物包括在室温下具有在5和25巴之间的压力的惰性气体例如Xe，以及可电离的盐。
这种灯在国际专利申请WO 00/67294中被公开了。许多现代的机动车金属卤化物灯具有由充有气体的外壳围成的非常小的、压力非常高的放电容器，并具有20W到40W之间的功率。灯的填充物可以含有Hg，或者可以是无汞的，并含有Zn或ZnI2。这种灯需要高效率的可电离的盐，并且已知使用Na I和CeI3的盐的混合物。这种灯基于这样的认识，即当使用钠的卤化物作为灯的填充成分时，可以具有高的效率和充分高的彩色表现，并且在灯的操作期间发生在Na-D线中的Na发射的强的加宽和倒置。这需要在放电容器中的高的最冷点温度，这在实际条件下排除了使用石英或石英玻璃制造放电容器壁，并使得最好使用陶瓷材料制造放电容器壁。在本说明和权利要求中使用的术语“陶瓷壁”被理解为覆盖由金属氧化物制成的壁，例如蓝宝石或致密地烧结的多晶Al2O3，以及金属氮化物，例如AlN。已知的灯组合了好的颜色表现和相当宽范围的颜色温度。
这种灯的优点在于，放电容器具有非常紧凑的尺寸，这使得其非常适合用作机动车辆的头灯。由于和电极间隔因而放电弧长相比内径较小，放电电弧被放电容器壁所包围，使得放电电弧具有足够直的形状，使其适合用作机动车辆头灯的光源。发现小的内径Di对于实现供机动车辆使用所需的锐的光束标记显示是特别重要的，其中其和与所述标记显示直接相邻的高亮度的小的光点相结合。这种非常小的内径使得这种灯尤其适合用作复杂形状的头灯的光源。这种头灯的一个优点是，在为了实现足够锐的光束标记显示而形成要产生的光束时，不需要单独的用于通过光束的帽。
不过，已知的灯的缺点是：相对低的相关彩色温度(CCT)(在3000和3500K之间)，相对不稳定的照明通量，相对不稳定的壁温度，相对大的初始彩色点散布，以及在寿命期间相对大的彩色点改变，这些主要是由于NaI/CeI3盐的混合物的化学输送和分离。
本发明的目的在于提供一种能够消除上述的一个或几个缺点的机动车金属卤化物灯。为实现所述目的，所述的可电离的盐从包括PrI3，NdI3和LuI3的组中选择。最好是，所述可电离的盐还包括NaI，其中摩尔比NaI/(PrI3+NdI3+LuI3)处于1.0和10.3之间。虽然通常将使用上述的稀土碘化物之一，但是也可以使用混合物。已经发现，在具有上述性能的灯中，这些盐仅仅对于灯功率的大的改变略微敏感，因而仅仅对最冷点温度的大的改变略微敏感，同时具有接近BBL(黑体线)的彩色点，由于分离，即由于例如液体盐的腐蚀或输送而引起的在灯的最冷点位置的盐的混合比的改变，这些盐对于彩色的偏移相当不敏感。具体地说，使用PrI3得到用于机动车的优良的彩色温度，其接近最佳的CCT 4200K，同时如果例如使用LuI3，则借助于添加少量的TbI3与/或GdI3可以增加彩色温度。
在第一优选实施例中，摩尔比NaI/PrI3处于2.3和10.3之间，优选在3.0和5.7之间，更优选为大约3.5。在放电容器中，优选PrI3的量在10和335μmol/cm3之间，更优选在25和160μmol/cm3之间，最优选大约为50μmol/cm3。在一个1.6mm×8mm(Di×EA)的放电容器中，这得到大约为4200K的CCT。在1.2mm×6mm的放电容器中，优选的浓度是1.8倍之高，以便具有相同的CCT。
在第二优选实施例中，摩尔比NaI/NdI3处于3和6.7之间，优选在3.6和4.8之间，更优选大约为4.2。在放电容器中，优选NdI3的量在8和301μmol/cm3之间，更优选在30和167μmol/c m3之间，最优选大约为45μmol/cm3。在一个1.6mm×8mm(Di×EA)的放电容器中，这得到大约为4200K的CCT。在1.2mm×6mm的放电容器中，优选的浓度是1.8倍之高，以便具有相同的CCT。
在第三优选实施例中，摩尔比NaI/LuI3处于1.0和3.2之间，优选在1.2和1.8之间，更优选大约为1.4。在放电容器中，优选LuI3的量在15和414μmol/cm3之间，更优选在27和230μmol/cm3之间，最优选大约为69μmol/cm3。在一个1.6mm×8mm(Di×EA)的放电容器中，这得到大约为4200K的CCT。在1.2mm×6mm的放电容器中，优选的浓度是1.8倍之高，以便具有相同的CCT。
按照本发明的灯的这些和其它的方面在下面参照附图(未按比例)更加详细地进行解释，其中：
图1示意地表示按照本发明的灯；以及
图2详细地表示图1的灯的放电容器。
图1表示具有放电容器3的金属卤化物灯，所述放电容器具有陶瓷的壁，其包围着含有可电离的填充物的放电空间11。两个钨电极4，5被设置在放电空间内，其尖端4b，5b之间的相互距离为EA，所述放电容器具有至少大于距离EA的内径Di。放电容器的一端借助于伸出的陶瓷插头34，35封闭，所述插头包封着到位于具有窄的插入空间的放电容器中的电极4，5的电流引通导体，(图2：40，41，50，51)，并在远离放电空间的一端借助于熔融的陶瓷连接部分(图2：10)以气密的方式和所述导体相连。放电容器由外壳1包围着，外壳1的一端具有灯帽2。当灯工作时，放电在电极4，5之间延伸。电极4通过电流导体8和灯帽2的第一电接触形成部分相连。电极5通过电流导体9和灯帽2的第二电接触形成部分相连。如图2详细示出的(未按比例)，放电容器具有陶瓷壁，并由一个圆柱形的部分构成，其具有内径Di，在每一端由各自的陶瓷的伸出的插头34，35界定，所述插头借助于烧结的连接部分S以及气密方式被固定在圆柱部分内。陶瓷的伸出的插头34，35的每一个严密地包封着相关电极4，5的具有尖端4b，5b的电流引通导体40，41，50，51。电流引通导体在远离放电空间的一端借助于熔融陶瓷连接部分10以气密方式和陶瓷的伸出的插头34，35相连。电极的尖端4b，5b以相互距离EA被设置。电流引通导体的每一个包括耐卤化物的部分41，51，例如呈Mo-Al2O3金属陶瓷的形式，以及借助于熔融陶瓷连接部分10以气密方式固定到各自的端插头的部分40，50。熔融陶瓷连接部分在Mo金属陶瓷40，41上的一定距离上例如大约1mm上延伸。部分41，51可以用另外的方式而不用Mo-Al2O3金属陶瓷构成。还有其它的已知的可能的结构，例如由EP 0587238得知的结构。已经发现，一种特别合适的结构是在一个相同材料的针的周围提供的耐卤化物的线圈。Mo用作强耐卤化物材料是非常合适的。部分40，50由膨胀系数非常相当于端部插头的膨胀系数的材料制成。例如Nb便是一种用于此目的非常合适的材料。部分40，50以未示出的方式和电流导体8，9相连。此处所述的引通结构使得能够在任何所需的发光位置使灯工作。每个电极4，5包括电极杆4a，5a，其具有尖端4b，5b。
按照附图中所示的灯的一个实际的实施例，制造了若干个灯，每个灯的额定功率为26W。这些灯适合用作机动车辆的头灯。每个灯的放电容器3的可电离的填充物包括30mg/cm3Hg和25mg/cm3的碘化物，包括NaI和从PrI3，NdI3和LuI3构成的组中选择的稀土碘化物。在无汞的实施例中，Hg可以由Zn或Znl2代替。填充物还包括Xe，在室温下的填充物压力为8巴。在电极尖端4a，5a之间的距离EA为5mm，内径Di是1.4mm，因此EA/Di＝3.6。放电容器3的壁厚是0.3mm。
在第一实施例中，稀土碘化物是PrI3，大约50μmmol/cm3，摩尔比NaI/PrI3接近3.5。
在第二实施例中，稀土碘化物是NdI3，45μmol/cm3，摩尔比NaI/NdI3接近4.2。
在第三实施例中，稀土碘化物是LuI3，69μmol/cm3，摩尔比NaI/LuI3接近1.4。为了改善这种灯的彩色温度，加入了少量的TbI3或GdI3。
和NaI/CeI3填充物相比，上述的灯具有极好的彩色温度和彩色稳定性能，而效率只有略微降低。

Claims (15)

1.一种金属卤化物灯，包括具有陶瓷的壁并且内径Di＜2.0mm并填充有可电离的填充物的圆柱形的放电容器(3)，其中以相互距离EA设置有两个电极，用于维持在放电容器中的放电，其中填充物包括在室温下具有在5和25巴之间的压力的惰性气体，以及可电离的盐，其特征在于，所述可电离的盐选自PrI3，NdI3和LuI3，其中在放电容器中，PrI3的量在25和160μmol/cm3之间，在放电容器中，NdI3的量在30和167μmol/cm3之间，在放电容器中，LuI3的量在27和230μmol/cm3之间。
2.如权利要求1所述的灯，其中所述可电离的盐还包括NaI，其中摩尔比NaI/(PrI3+NdI3+LuI3)处于1.0和10.3之间。
3.如权利要求2所述的灯，其中摩尔比NaI/PrI3处于2.3和10.3之间。
4.如权利要求2所述的灯，其中摩尔比NaI/NdI3处于3和6.7之间。
5.如权利要求2所述的灯，其中摩尔比NaI/LuI3处于1.0和3.2之间。
6.如前述权利要求1或2中任何一项所述的灯，其中Di＜1.5mm。
7.如前述权利要求1或2中任何一项所述的灯，其中EA处于3mm和7mm之间。
8.如前述权利要求1或2中任何一项所述的灯，其中放电容器由充有气体的外壳包围着。
9.如前述权利要求1或2中任何一项所述的灯，其中灯的功率处于20W和40W之间。
10.如权利要求3所述的灯，其中摩尔比NaI/PrI3处于3.0和5.7之间。
11.如权利要求10所述的灯，其中摩尔比NaI/PrI3为3.5。
12.如权利要求4所述的灯，其中摩尔比NaI/NdI3处于3.6和4.8之间。
13.如权利要求12所述的灯，其中摩尔比NaI/NdI3为4.2。
14.如权利要求5所述的灯，其中摩尔比NaI/LuI3处于1.2和1.8之间。
15.如权利要求14所述的灯，其中摩尔比NaI/LuI3为1.4。
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