CN102299040A - 陶瓷放电管金属卤化物灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷放电管金属卤化物灯，包括一个陶瓷放电管和两个电极，陶瓷放电管包括一个放电主管和分别位于放电主管两端的两个陶瓷毛细管，该放电主管具有一位于其中间的中央鼓起部和分别与所述中央鼓起部两端连接的两个柱状部，所述两个柱状部分别与所述两个陶瓷毛细管连接。本发明陶瓷放电管的形状可在保持高光效的前提下，有效降低管体中央的最高温，大大增强灯的可靠性，同时采用这种结构也会在中央鼓起部形成的放电腔的下端形成固定的冷点，使填充物可以一直较为固定地沉积在该冷点处，这样可有效增加该陶瓷放电管金属卤化物灯色温的稳定性。

Description

陶瓷放电管金属卤化物灯
技术领域
本发明涉及一种金属卤化灯，特别涉及一种水平燃点的高光效陶瓷放电管金属卤化物灯。
背景技术
陶瓷放电管金卤灯已经越来越被广泛使用，一般的陶瓷放电管金卤灯在陶瓷放电管内形成放电腔，放电腔内充有惰性气体(如氙气Xe)和可电离盐，放电腔内放置一对电极分别位于陶瓷放电管的两端，两个电极尖端具有一定间距以便在其间形成放电路径。目前的一般陶瓷金卤灯陶瓷放电管不论是一体式，还是二体式、三体式，甚至更早的五体式的，陶瓷管体外观的几何形状都有一个共同的特点：陶瓷放电管均由三部分组成，即中间放电部分的粗圆柱体(如图1所示)或椭球体(如图2所示)以及两边的两个同轴细圆柱体。
为提高陶瓷放电管金卤灯的发光效率，目前多采用的高光效的陶瓷放电管金卤灯的设计结构如图3所示，其陶瓷放电管通常采用细长型陶瓷管体，这种细长型陶瓷管体的特点是中心的最大内径D1小于电极之间的距离L1。采用这种机构的陶瓷放电管虽然可以达到高光效的目的，但也存在一定的缺点。首先是这种细长型陶瓷管体内径小，管壁负载大，水平燃点时，电弧弯曲(arc bending)会使管壁上端中央部分温度过高，从而引起陶瓷管体的管壁的变性，甚至断裂，会严重影响产品的可靠性和安全性。
除了管壁上端中央温度过高，会引起陶瓷管体的管壁变性、断裂这个缺点外，这种细长型设计的陶瓷放电管的另一个比较突出的问题是：由于管体细长，水平燃点时冷端温度在距离电弧中央较远的两端，而且位置不定，这样陶瓷放电管内的填充物就没有固定的冷凝点，从而造成色温的不稳定，使得灯与灯之间色温的差异大、单个灯的色温随时间的漂移明显，严重影响了灯的照明品质。
再有，目前通常使用的金属卤化物灯内的填充物一般是含有DyI3、HoI3、TmI3等稀土金属的金属卤化物系列，这些金属卤化物虽然可以使灯具有优越的显色性，但是由于这些金属卤化物在高温下具有很强的腐蚀性，因此并不适合在高光效陶瓷金卤灯中使用。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种在保证高光效的前提下，有效应对电弧弯曲对电弧管壁的影响，降低水平燃点时管壁中间上端的最高温度，减小整个陶瓷管体的温差的陶瓷放电管金属卤化物灯。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种陶瓷放电管金属卤化物灯，包括一个陶瓷放电管和两个电极，所述陶瓷放电管内形成放电腔，所述放电腔内设有填充物，所述陶瓷放电管包括一个放电主管和分别位于所述放电主管两端的两个陶瓷毛细管，所述两个电极分别插在两个陶瓷毛细管内并伸入所述放电腔内，两个电极彼此相对，所述两个陶瓷毛细管的外端部密封，所述放电主管具有一位于其中间的中央鼓起部和分别与所述中央鼓起部两端连接的两个柱状部，所述两个柱状部分别与所述两个陶瓷毛细管连接，所述中央鼓起部的内径大于所述柱状部的内径，所述两个电极之间的距离大于所述中央鼓起部的最大内径。
优选的，所述中央鼓起部两个外端面之间的距离A、放电主管两个外端面之间的距离B、陶瓷毛细管的内径C、柱状部的内径D、中央鼓起部的最大内径E、两个电极之间的距离L满足以下关系：0.2＜A∶B＜1，0.3＜D∶E＜1，0.2＜E∶L＜1。
优选的，0.3＜A∶B＜1，0.4＜D∶E＜0.6，0.3＜E∶L＜0.6。
优选的，所述中央鼓起部的形状为球状、椭球状或部分椭球状。
优选的，所述填充物包括NaI和卤化物X，所述卤化物X为LaI3、CeI3和PrI3中的一种或多种，其中NaI/X的摩尔比处于4和18之间。
进一步的，NaI/X的摩尔比处在5和16之间。
进一步的，NaI/X的摩尔比处在6和14之间。
优选的，所述卤化物X为PrI3与LaI3的混合物，其中PrI3/LaI3的摩尔比处于0.2和2之间。
优选的，所述卤化物X为PrI3、LaI3和CeI3的混合物。
优选的，所述填充物中还包括TlI或CaI2。
上述技术方案具有如下有益效果：由于该金属卤化物灯在陶瓷放电管的中间设置有中央鼓起部，陶瓷放电管形成的放电腔中间向外鼓起，使得陶瓷放电管中间的管壁离两个电极放电产生的电弧较远，这样即使在电弧弯曲上拱的情况下，陶瓷放电管中间的管壁温度也不会太高，可以有效防止陶瓷放电管的断裂，同时采用这种结构也会在中央鼓起部形成的放电腔的下端形成固定的冷点，使填充物可以一直较为固定地沉积在该冷点处，这样可有效增加该陶瓷放电管金属卤化物灯色温的稳定性。再有该陶瓷放电管金属卤化物灯的填充物在高温下不会产生强腐蚀性，可提供高于110LPW的高光效的白光，同时具有良好的显色性和稳定的色温。
附图说明
图1是常规柱形陶瓷放电管金属卤化物灯陶瓷放电管形状示意图；
图2是常规椭球形陶瓷放电管金属卤化物灯陶瓷放电管形状示意图；
图3是常规细长形陶瓷放电管金属卤化物灯陶瓷放电管形状示意图；
图4是本发明金属卤化物灯的结构示意图；
图5是本发明陶瓷放电管金属卤化物灯陶瓷放电管形状示意图；
图6是本发明陶瓷放电管金属卤化物灯陶瓷放电管尺寸比例示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施案例进行详细介绍。
如图4所示，该金属卤化物灯包括一石英管2，石英管2内设置陶瓷放电管1，陶瓷放电管内形成放电腔，放电腔内设有填充物。陶瓷放电管1的两端各设置一电极3，两个电极3分别从两端插入陶瓷放电管1形成的放电腔内，两个电极3相对，两个电极3的外端分别与石英管2上的两个外电极4连接。两个外电极4与电源连接使两个电极3通电，两个电极3之间放电产生电弧来发光。
如图5所示，陶瓷放电管1包括一个放电主管和分别位于放电主管两端的两个陶瓷毛细管11，两个电极3分别穿过两个陶瓷毛细管11并伸入到放电腔14内，两个电极3彼此相对，两个陶瓷毛细管的外端部通过封接焊料5进行密封。放电主管包括一个位于中间位置的中央鼓起部13以及分别与该中央鼓起部13两端连接的两个柱状部12，两个柱状部12分别与两个陶瓷毛细管11连接。中央鼓起部13的形状可以采用球状、椭球状或部分椭球状，中央鼓起部13的内径大于柱状部12的内径，两个电极3之间的距离大于中央鼓起部13的最大内径。
如图6所示，记中央鼓起部两个外端面之间的距离为A、放电主管两个外端面之间的距离为B、陶瓷毛细管的内径为C、柱状部的内径为D、中央鼓起部的最大内径为E、两个电极之间的距离为L，则上述参数应满足以下关系式：0.2＜A∶B＜1，0.3＜D∶E＜1，0.2＜E∶L＜1。优选的，0.3＜A∶B＜1，0.4＜D∶E＜0.6，0.3＜E∶L＜0.6。
由于该金属卤化物灯在陶瓷放电管的中间设置有中央鼓起部，陶瓷放电管形成的放电腔中间向外鼓起，使得陶瓷放电管中间的管壁离两个电极放电产生的电弧较远，这样即使在电弧弯曲上拱的情况下，陶瓷放电管中间的管壁温度也不会太高，可以有效防止陶瓷放电管的断裂。下表为本发明两个实施案例与目前常规高效金属卤化物灯的对比：
  功率   A∶B   D∶E   E∶L   水平燃点管壁上端中央最高温
  案例1   140W   0.48   0.53   0.4   1180℃
  案例2   140W   0.9   0.53   0.4   1160℃
  对比常规设计   140W   1   1   0.2   1320℃
从上表可知，采用该结构的金属卤化物灯可以达到有效降低陶瓷放电管中间管壁温度的目的，由此可见本发明所述陶瓷放电管的形状可在保持高光效的前提下，有效降低管体中央的最高温，大大增强灯的可靠性。同时采用这种结构也会在中央鼓起部形成的放电腔的下端形成固定的冷点，使填充物可以一直较为固定地沉积在该冷点处，这样可有效增加该陶瓷放电管金属卤化物灯色温的稳定性。
本发明还公开了一种该金属卤化物灯的填充物，该填充物包括NaI和由LaI3、CeI3和PrI3中的一种或多种组成的卤化物X，其中NaI/X的摩尔比处于4和18之间，优选的，NaI/X的摩尔比位于5和16之间，再进一步优选，NaI/X的摩尔比可位于6和14之间。作为一种优选，卤化物X可采用PrI3与LaI3的混合物，其中PrI3/LaI3的摩尔比处于0.2和2之间，卤化物X也可采用PrI3、LaI3和CeI3的混合物。
上述填充物在高温下不会产生强腐蚀性，适合在高光效陶瓷金卤灯中使用，并可提供高于110LPW的高光效的白光，其显色指数CRI高于70，具有良好的显色性和稳定的色温。再有，为了进一步提高该金属卤化物灯的光效，可以在填充物中添加TlI，为了进一步改善该金属卤化物灯的显色，可以在填充物中添加CaI2。该金属卤化物灯的缓冲气体最好选用氙气，以提高光效，提高光通量维持率。
以上对本发明实施案例所提供的陶瓷放电管金属卤化物灯进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施案例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡依本发明设计思想所做的任何改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种陶瓷放电管金属卤化物灯，包括一个陶瓷放电管和两个电极，所述陶瓷放电管内形成放电腔，所述放电腔内设有填充物，所述陶瓷放电管包括一个放电主管和分别位于所述放电主管两端的两个陶瓷毛细管，所述两个电极分别插在两个陶瓷毛细管内并伸入所述放电腔内，两个电极彼此相对，所述两个陶瓷毛细管的外端部密封，其特征在于，所述放电主管具有一位于其中间的中央鼓起部和分别与所述中央鼓起部两端连接的两个柱状部，所述两个柱状部分别与所述两个陶瓷毛细管连接，所述中央鼓起部的内径大于所述柱状部的内径，所述两个电极之间的距离大于所述中央鼓起部的最大内径。
2.根据权利要求1所述的陶瓷放电管金属卤化物灯，其特征在于，所述中央鼓起部两个外端面之间的距离A、放电主管两个外端面之间的距离B、陶瓷毛细管的内径C、柱状部的内径D、中央鼓起部的最大内径E、两个电极之间的距离L满足以下关系：0.2＜A∶B＜1，0.3＜D∶E＜1，0.2＜E∶L＜1。
3.根据权利要求2所述的陶瓷放电管金属卤化物灯，其特征在于，0.3＜A∶B＜1，0.4＜D∶E＜0.6，0.3＜E∶L＜0.6。
4.根据权利要求1所述的陶瓷放电管金属卤化物灯，其特征在于，所述中央鼓起部的形状为球状、椭球状或部分椭球状。
5.根据权利要求1所述的陶瓷放电管金属卤化物灯，其特征在于，所述填充物包括NaI和卤化物X，所述卤化物X为LaI3、CeI3和PrI3中的一种或多种，其中NaI/X的摩尔比处于4和18之间。
6.根据权利要求5所述的陶瓷放电管金属卤化物灯，其特征在于，NaI/X的摩尔比处在5和16之间。
7.根据权利要求6所述的陶瓷放电管金属卤化物灯，其特征在于，NaI/X的摩尔比处在6和14之间。
8.根据权利要求5、6或7所述的陶瓷放电管金属卤化物灯，其特征在于，所述卤化物X为PrI3与LaI3的混合物，其中PrI3/LaI3的摩尔比处于0.2和2之间。
9.根据权利要求5、6或7所述的陶瓷放电管金属卤化物灯，其特征在于，所述卤化物X为PrI3、LaI3和CeI3的混合物。
10.根据权利要求4所述的陶瓷放电管金属卤化物灯，其特征在于，所述填充物中还包括TlI或CaI2。
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