CN102549708A

CN102549708A - 具有为高流明维持率选择的氧含量的陶瓷金属卤化物灯

Info

Publication number: CN102549708A
Application number: CN2010800446845A
Authority: CN
Inventors: N·M·贝特; A·博罗茨基; T·D·拉塞尔; R·拉麦亚
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2030-07-21
Also published as: KR101779223B1; KR20120091148A; BR112012006749A2; EP2483912A1; CN102549708B; US20100013417A1; WO2011037676A1; EP2483912B1; US8653732B2

Abstract

灯包括：放电容器，其中电极延伸进入该放电容器并且可电离填充物密封在该容器内。该填充物包括缓冲气体、可选地汞和卤化物组分。该灯包括可用氧，其以至少0.1μmol O/cc的浓度密封在该放电容器内。

Description

具有为高流明维持率选择的氧含量的陶瓷金属卤化物灯

本申请要求2008年11月13号提交的名称为“LANTHANIDE OXIDEAS AN OXYGEN DISPENSER IN A METAL HALIDE LAMP(US公开NO.2009/0146570)”的US申请序列No.12/270,216的部分继续申请的优先权，该US申请要求2007年12月6号提交的名称为“METAL HALIDE LAMP INCLUDING A SOURCE OF AVAILABLEOXYGEN(US公开NO.2009/0146576)”的US申请序列NO.11/951,677的部分继续申请的优先权。这些申请的公开通过引用其全文而结合在本文中。

技术领域

本发明大体上涉及陶瓷电弧放电灯，并且更具体地涉及其中选择灯操作期间的灯填充物的氧含量来提供高流明维持率的放电灯。

背景技术

放电灯通过采用两个电极之间传递的电弧电离蒸气填充物材料(例如稀有气体、金属卤化物和汞的混合物等)而产生光。电极和填充物材料密封在半透明或透明的放电容器内，该放电容器维持通电的填充物材料的压力并且允许发射的光穿过它。填充物材料(也称为“剂量”)响应于被电弧激发而发射期望的光谱能量分布。例如，卤化物提供光谱能量分布，其提供例如色温、显色性和发光效率的光性质的广泛选择。

常规地，放电灯中的放电容器由例如熔融石英等玻璃质材料形成，该材料在被加热到软化状态后成型为期望的腔的几何形状。这些灯在性能上受到在石英放电容器中能实现的最大壁温的限制。

陶瓷放电腔发展成了在更高的温度操作以实现提高的色温、显色性和流明效能，同时显著地降低与填充物材料的反应。这样的灯的一个问题是随时间的光输出(典型地表达为流明维持率)由于放电容器的壁变黑而趋于减少。变黑是由于从电极向壁输送的钨。

已经提出在放电容器中包含氧化钙或氧化钨的氧分配器，如例如在对Koninklijke Philips Electronics N.V的WO 99/53522和WO99/53523中公开的。然而，根据这些申请生产的灯可能不能同时满足对于商用灯能接受的灯效率、色点、颜色稳定性、流明维持率和可靠性值。

发明内容

示范性实施例提供了具有提高的流明维持率的新的且改进的金属卤化物灯。

根据示范性实施例的一个方面，灯包括放电容器。电极延伸进入该放电容器。可电离填充物密封在容器内，该填充物包括缓冲气体、可选地汞和卤化物组分。该卤化物组分包括从由镧、铈、钕、镨、钐及其组合组成的组选择的稀土卤化物。可用氧以至少0.1μmol O/cc的浓度密封在放电容器内。

根据示范性实施例的另一个方面，灯包括放电容器。电极延伸进入该放电容器。可电离填充物密封在容器内，该填充物包括缓冲气体、可选地汞和卤化物组分，该卤化物组分基本上包括卤化物，就它们在灯操作期间形成氧化物来说，形成的氧化物是不稳定的氧化物，其提供可用氧。可用氧以0.1-1.5μmol O/cc的浓度密封在放电容器内。

根据示范性实施例的另一个方面，形成具有高的流明维持率的灯的方法包括提供一组具有卤化物填充物组分和可用氧的源的陶瓷金属卤化物灯，由此该组中的至少三个或四个灯在它们各自的可用氧浓度方面不同以提供涵盖从0.1μmol O/cc至1.5μmol O/cc的范围内的不同可用氧浓度范围的灯。通过供应电流给每个灯来操作这些灯以在灯容器中产生放电。确定对于这些灯的每个的流明维持率值。基于确定的流明维持率值，计算最佳氧浓度或浓度范围。灯形成为具有计算的氧浓度或具有计算的浓度范围内的氧浓度。

本公开的至少一个实施例的一个优势是提供具有提高的流明维持率的灯。

当阅读并且理解优选实施例的下列详细说明时，再另外的优势对于本领域内普通技术人员将变得明显。

附图说明

图1是根据示范性实施例的灯的横截面图；

图2是根据示范性实施例的一个方面的图1的放电容器的放大的横截面图；

图3是图1和2的放电容器的内部体积的放大的透视图；

图4是具有圆形端的备选放电容器的内部体积的放大透视图；

图5是对于具有不同氧浓度的39W和70W灯的1000hr％流明维持率vs.氧浓度的组合标绘图；

图6是对于39W和70W灯的1000hr％流明维持率vs.摩尔比[卤化物/O]/cc的组合标绘图。

具体实施方式

示范性实施例的方面涉及灯，其包括具有密封在其中的可电离填充物和氧源的放电容器。该氧源以在填充物中提供选择为优化流明维持率的氧浓度这样的量存在。

如本文使用的，流明(lm)指光通量的SI单位，这是一种光的感知功率的度量。如果光源发射一个烛光的发光强度进入一个球面度的立体角，发射进入该立体角的总光通量是一个流明。换句话说，各向同性的一个烛光光源发射确切地为4π流明的总光通量。流明可以认为是发射的可见光的总“量”的度量。灯的输出可以从流明每瓦(LPW)方面来限定。流明维持率是在灯操作给定时间段(例如，1000hr)后的流明与初始流明(例如，在操作100hr后)的比。示范性灯可具有1000hr或2000hr时的至少95％或至少98％或以上的流明维持率。这可通过放电容器的壁温不大于1460K来实现。

在各种方面，灯能够同时满足光度学目标而不损害目标流明维持率。灯设计中可取的光度学特性中的一些包括CRI、CCT、灯输出(例如，表达为流明/瓦)和dCCy。

显色指数(CRI)是人眼对灯的光颜色的分辨能力的度量。如本文使用的，显色指数Ra是由国际照明委员会(CommissionIntemationale de l′Eclairage(CIE))所使用的标准度量并且指八个标准颜色(选择为具有中间饱和度并且遍布整个测量的色调范围)的指数的平均(有时称为R8)。值在0-100的标度上表达，其中100代表黑体辐射体的值。示范性灯可具有至少大约85的显色指数Ra，并且可以多达大约87或更高。

如本文使用的，相关色温CCT是人眼的感知中最接近地匹配来自灯的光的黑体辐射体的色温。示范性灯可提供在大约2700K至大约4500K之间的相关色温(CCT)，例如3000K。

dCCy是在Y轴上色点的色度(CCY)与标准黑体曲线的色度的差异。示范性实施例可相对于黑体轨迹具有大于0.005+/-0.010的dCCy，并且在一个特定实施例中，灯直接位于黑体轨迹上，即dCCy＝0.000。

可在本灯设计中同时满足这些范围的全部。这可以实现而没有负面地影响灯流明维持率。

参照图1，示出根据示范性实施例的灯10，其包括陶瓷金属卤化物(CMH)放电容器12。图1意在为仅示范性的。还参照图2，为了说明，示出放电容器12的一个实施例。示范性放电容器12适于在例如大约15-200瓦的多个瓦数操作的灯中使用。通过示例，在本文描述39和70瓦的灯而没有意在限制本发明的范围。灯的瓦数典型地基于假设的95V的AC灯电压。灯10通过与AC电力源连接的电路(未示出)而供应有电流。灯可设计成以更高的频率在电子镇流器上运行。备选地，灯可在DC电力源上运行。

放电容器12限定内部放电空间或腔14。该放电容器12包括高压包封或电弧管16，其可由例如多晶氧化铝或蓝宝石(单晶氧化铝)等透明或半透明材料形成，该高压包封或电弧管16在相对端处密封以包围放电空间14。放电空间14包含可电离气体混合物的填充物18，例如金属卤化物和惰性气体混合物，其还可包括汞。

可完全由钨或至少部分由钨(＞20wt.％)形成的第一和第二内部电极20、22延伸进入放电空间14。当跨这些电极施加电压时，在电极20、22之间的填充物18中形成放电。这些电极连接到导体24、26(其由钼和铌段形成)。这些导体24、26将电极电连接到外部电力供应。电极的端部28、30在电弧管16的相应内端壁32、34内部延伸并且由尺寸d的电弧间隙AG间隔开。

放电容器12可被包围在玻璃或其他适合的透明或半透明材料的外包封36中，其在一端处由灯头38封闭(尽管还可预想双端灯)。在其他实施例中，灯可容置在反射外壳中。

如在图2中示出的，示范性陶瓷电弧管16包括中空的圆柱形部分或筒40以及两个相对的中空端塞42、44。该筒40和端塞42、44可由单独的部件形成，这些单独的部件在灯形成期间熔合在一起。这两个端塞42、44可相似地成型并且每个包括锥或基底部分46、48，相应的中空支部或管50、52从该锥或基底部分46、48向外延伸。电极20、22被密封在它们相应的支部50、52内的孔54、56中并且延伸进入圆柱形基底部分的相应的圆柱形中空部分60、62中。这些圆柱形的中空部分60、62收容在筒40的相应端中以当这两个部分联接在一起时形成环形增厚区域(图2)。环形缘部或法兰64、66从相应的中空部分60、62向外径向延伸并且密封到筒的相应端来限定放电空间14的端壁32、34。

放电腔14在支部50、52的端处由密封物(未示出)密封来形成气密放电空间。

现在将限定电弧管16的各种尺寸：

内部筒长IBL＝沿着灯轴线测量的端壁32、34之间的距离(mm)。

外部筒长XBL＝筒加法兰的长度(mm)。

内径ID＝筒在中间区域，即介于电极端部之间(即远离端塞的圆柱形部分60、62)的平均内径(以mm计)。

壁厚t＝电弧管体的中央部分(例如电极端部之间的半途)中的壁材料的厚度(mm)。

外径OD＝筒的最大直径。

端部到塞的距离TTP＝电极的端部28、30与相邻的端壁32、34之间的距离(mm)。注意IBL＝d+2TTP

电弧间隙AG＝电极端部28、30在它们最近点处之间的距离(mm)。

内部面积IA＝腔内部表面积，以cm²计。

WL＝包括端凹处(end bowl)但排除支部的内壁表面的壁负载，以W/cm²计，并且电弧管功率(W)是包括电极功率的总电弧管功率。在一个实施例中，壁负载在大约11至52W/cm²之间，例如，大约14至32W/cm²。在一个实施例中，在操作期间放电容器的壁温不大于1460K。

腔体积Vol.(cc)-腔的内部体积，不包括孔。对于如示出的圆柱形灯，其基本上包括三个圆柱形的内部体积部分70、72、74，如在图3中示出的，其中第一和第三部分70、74具有高度h₁和内部半径r₁，并且中间部分72具有高度h₂和内部半径r₂，则该设计的总体积是2πr₁ ²h₁+πr₂ ²h₂。在灯筒弯曲(参见，例如图4)而不是大致上圆柱形(如在图2和3中示出的)的情况下，当例如使用SOLDWORKS^TM程序计算体积时可考虑曲率。该方法论可以应用于任何形状的灯。在随后的示例中，腔体积通过基于灯尺寸的计算而确定，但对于形状不太规则的腔，还预期可通过例如当用水填充时通过确定电弧管的增加重量、将其转换为同等体积并且减去占据支部的水的体积等其他手段来确定腔体积。

通过示例，对于39W和70W灯的参数可如在表1中示出的：

表1

示范性填充物18包括金属卤化物组分或“剂量”，其包括卤化物组分，该卤化物组分包括一个或多个金属卤化物、可选地汞，和稀有气体，例如氩或氙。卤化物组分可包括从以下组中选择的卤化物：组I)例如卤化钠等金属卤化物；组II)例如卤化钙等金属卤化物；组III)卤化物，例如卤化铊和卤化铟、卤化铪、卤化锆、稀土卤化物(例如Sc、Y和镧系元素(即La、Ce、Pr、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)的卤化物)及其组合。卤化物可以是氯化物、溴化物、碘化物或其组合。

在一个实施例中，卤化物组分包括至少一个稀土卤化物。可以在类型和浓度方面选择该稀土卤化物，使得它与氧源或由此得到的氧结合而在灯操作期间在填充物中形成不稳定的氧化物。“不稳定的氧化物”意思是包括稀土元素的氧化物允许在灯操作期间在填充物中存在可用氧。适合的稀土卤化物可从由卤化镧、卤化镨、卤化钕、卤化钐、卤化铈及其组合组成的组选择。在一个特定实施例中，填充物除了这些外不含其他所有稀土卤化物。具体地，填充物可不含铽、镝、钬、铥、铒、镱、钇和镥的卤化物。填充物还可不含不形成稳定的氧化物的其他卤化物，例如卤化钪和卤化镁。不含的意思是除了镧、镨、钕、钐、铈以外的所有稀土卤化物(并且可选地，还有钪和镁)占到填充物的卤化物组分的小于0.001的总摩尔分数，并且在一个实施例中，是小于0.0001的摩尔分数。这样，卤化物组分基本上由卤化物组成，就它们在灯操作期间形成氧化物来说，形成的氧化物是不稳定的氧化物，其提供可用氧。

在一个特定实施例中，稀土卤化物包括卤化镧。

稀土卤化物可以采用使得在灯操作期间结合可用氧的源在放电容器壁与电极中的至少一个的至少一部分之间维持蒸气相中存在的钨物种的溶解度的差异这样的量存在。

稀土卤化物可在填充物中存在，表达为填充物的卤化物组分的至少大约0.009的总摩尔分数，并且在一个实施例中，可以多达大约0.2。

例如，钠、铊、钙和镧的碘化物是包括在填充物中的主要卤化物，其中其他卤化物构成总共不超出填充物中卤化物的20mol％，例如，小于10mo％，并且在一个实施例中，小于1mol％。

通过示例，基于填充物中的总卤化物，卤化物可在填充物中采用下列摩尔分数存在：

NaI 至少0.3，例如，多达0.8；

TlI 至少0.01，例如，至少0.02，并且可以多达0.06或多达0.035；

La₃I 至少0.009，例如至少0.02或至少0.07并且可以多达0.3，例如，多达0.13；以及

CaI₂至少0.09，例如多达0.4，例如多达0.33。

在一个实施例中，填充物不含除镧的卤化物以外的所有稀土卤化物。不含除镧以外的稀土卤化物意思是其他稀土卤化物以不超出卤化镧mol％的10％存在。

卤化物重量(HW)(其是电弧管16中所有卤化物的重量(mg))可以在大约8.0至280mg/cc之间，例如43至63mg/cc之间。

放电容器12包围可用氧的源。由该源提供的氧有助于壁清洁循环并且从而可以随着灯的寿命提高流明维持率。

如本文使用的，“可用氧”确定为每单位电弧管体积的氧的摩尔数(按单体O而不是O₂来确定)，例如采用每立方厘米的灯体积的微摩尔O计，如上文描述的那样确定，缩写为μmol O/cc。成为可用的意思是氧采用其中它能够在灯的操作温度下参与壁清洁循环的形式。具体地，它采用能够参与壁清洁循环的形式。可用氧使氧在灯的操作温度下可用于与其他填充物组分反应来形成WO₂X₂(其中X是卤化物，例如WO₂I₂)，或其他卤氧化钨物种。从而，例如，尽管基于氧化铝的陶瓷包括氧，存在的氧被过于紧密结合而不能参与壁清洁循环，并且从而这不被视为可用氧。

可用氧可以采用灯体积的至少0.1μmol O/cc的浓度在灯中存在，例如，至少0.14μmol O/cc，并且在一个实施例中，是至少0.2μmol O/cc或至少0.3μmol O/cc(其中灯体积如上文描述的那样确定)。在一个特定实施例中，氧以至少0.4μmol O/cc的浓度存在。可用氧可以采用多达1.5μmol O/cc存在，例如多达1.1μmol O/cc，并且在特定实施例中多达1.0或0.9或0.8μmol O/cc。在一个特定实施例中，氧以0.4至0.7μmol O/cc的浓度存在。

因为可用氧可以在灯操作期间随时间减少，可用氧被视为灯操作期间放电腔中的最大可用氧。在一个实施例中，可用氧被选择成更接近范围的上端以允许氧随时间而损耗。

示范性氧源在US申请序列号11/951,677、11/951,724和12/270,216中描述并且包括钨的氧化物。钨的氧化物意思是钨的任何氧化形式或其组合，其包括至少一个钨氧键。钨的氧化物的示例包括钨的氧化物和卤氧化物以及在灯操作条件下在灯中反应或分解以便形成氧化钨或卤氧化钨的反应物/化合物。在一个实施例中，钨的氧化物可具有通式WO_nX_m，其中n是至少1，m可以≥0，并且X是如上文限定的卤化物。示范性钨的氧化物包括WO₃、WO₂和卤氧化钨(例如WO₂I₂)及其组合。可用氧的其他源包括游离氧气(O₂)、水、氧化钼、氧化汞、镧的二氧化物、铈的二氧化物、钕的二氧化物、钐的二氧化物、镨的二氧化物或其组合。

可用氧的源以足够的量存在以在灯中提供上文描述的量的可用氧。

存在用于确定可用氧的各种方法，其包括惰性气体熔合、能量色散X射线分析(EDAX)和化学分析电子能谱(ESCA，也称为XPS)。例如，可以例如用从LECO Corp.可获得的LECO氧分析器通过惰性气体熔合技术测量低至1ppm浓度的氧。

在一个实施例中，在引入灯(其包括金属卤化物和固态氧源)之前例如用LECO通过分析剂量混合物来确定氧含量。在下文描述的示例灯中，这是用于确定添加到灯的氧的方法，并且从而是每单位体积的摩尔浓度。该方法假设剂量混合物是唯一的氧的源。该假设在假定氧没有以显著的量从其他源添加到放电腔，例如通过钨电极的氧化或氧气的引入而添加的情况是准确的。该假设可以通过测量灯操作若干小时后剂量池的氧含量来证实。已经发现氧的其他源(例如新制备的电极)占到可用氧含量的相对较小的部分(＜总可用氧的大约1％)并且从而在示范性实施例中被忽略。如果使用氧化电极，在确定可用氧方面应该考虑电极中的氧的贡献。

确定氧含量的另一个方法是制备灯、然后例如通过打开灯并且分析灯含量来分析剂量池。这应该在扩展的灯操作发生之前进行，因为在灯操作期间，氧趋于被消耗。另外，应该在无氧气氛中打开灯，使得大气的氧不影响结果。采用该方法，EDAX或ESCA可用于确定氧含量。在对灯的测试中，LECO法和EDAX法给出合理的一致性，其中假定了在EDAX法中要注意排除氧的外部源。

意外地，已经发现在狭窄的范围内，可用氧含量对流明维持率具有明显影响并且另外即使其已经在壁清洁循环中使用，只需要非常少量的氧。1000hr时的至少98％或99％或更高的流明维持率可以使用包括Na、Tl、La和Ca的碘化物的填充物通过仔细控制可用氧而容易地实现。

还发现，提供最佳流明维持率的参数mol O/cc在很大程度上与灯内部体积无关。从而，39W灯(其在体积上大体上小于70W灯)具有近似相同的最佳mol O/cc的灯填充物(其另外例如在卤化物的mol/cc方面是名义上相等的)。还发现参数摩尔比

还可在灯流明维持率中发挥作用。

在一个实施例中，对于流明维持率的最佳氧含量通过制备具有不同的可用氧浓度并且测量流明维持率而确定。例如，选择具有不同的氧浓度的四个或以上的灯，其可跨越例如大约0.1至大约1.5微摩尔O/cc的氧浓度范围，或可跨越该更宽范围内的更狭窄的范围。在灯的正常操作位置(例如，垂直或水平)点亮它们。氧浓度vs.流明维持率的标绘图揭示了流明维持率随着氧增加而达到最大，然后当氧浓度持续增加时减少，如在图5中图示的，其中每个点代表若干灯的平均。通过在峰值区域中选择氧含量，例如离峰值p处的浓度不超过例如±0.3μmol O/cc，并且在一个实施例中，离峰值p处的浓度不超过例如±0.25μmol O/cc，(在图5中等于0.54μmol O/cc)，可以实现最佳流明维持率。在一个实施例中，选择可用氧浓度，其在1000hr时提供至少98％的流明维持率。例如，如在图5中示出的，实验数据指示峰值发生在0.54μmol O/cc。因此在1000小时的98％流明维持率可以用0.25至0.865μmol O/cc的范围实现。期望的1000小时的％流明维持率越高，选择的μmol O/cc范围可越狭窄。

在另一个示例中，如果峰值在0.45μmol O/cc，选择的[O]浓度可在0.2至0.7μmol O/cc之间的范围，例如0.35μmol O/cc至0.55μmolO/cc之间的范围。

在一个实施例中，峰值的位点可通过找出第一线(通过经过峰值的一侧上的点的线性回归来确定)和第二线(通过经过峰值的另一侧上的点的线性回归来确定)之间的交点而确定。备选地，可通过曲线拟合法来找出峰值，例如通过使曲线最佳拟合于多项式，例如表达式y＝Ax³+Bx²+Cx+D，其中y采用1khr％流明(1khr％LM)为单位，并且x采用μmol O/cc为单位，并且A、B、C和D是常数。拟合的强度由参数R²确定。

例如，可以选择氧浓度来在1000hr后提供100hr的流明维持率的至少98％或至少100％的流明维持率。

在一个实施例中，氧源以足够的量存在以在初始灯操作期间在电弧管中提供电弧管体积(其中体积如上文描述的那样被测量)的从0.14至1.0微摩尔/cc的可用氧，其中氧含量从LECO分析器针对剂量材料所输出的ppm氧浓度来确定。

对于超出1000hr的流明维持率的结果可当消耗氧时下降。例如，对于具有如上文形成的μmol/cc的O的70W灯，可获得下列结果。

1kh％LM	101.1
		2kh％LM	98.2
3kh％LM	94.9

要注意，卤化物剂量浓度也对流明维持率具有某种影响，并且还可调整成提供最佳流明维持率。在一个实施例中，填充物中电弧管体积的摩尔比

可在900至6000之间，并且在一个实施例中，是在约1000至5700之间。至于O浓度，可选择该参数的值来提供≥981000hr％LM，例如≥98 1000hr％LM。从而例如，对于在1000小时实现98％流明维持率的灯，摩尔比的范围可以是1000至5700的范围，并且对于99％1000hr％LM，摩尔比的范围可以是在大约1250至5150之间。

可例如通过例如感应耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析等化学手段来确定填充物中的卤化物浓度。

示范性圆柱形筒部40和端塞42、44可全部由多晶氧化铝陶瓷形成，但也预期能够承受多达1700至1900°K的高壁温且抗填充物材料击打的其他多晶陶瓷材料。陶瓷电弧管可由单个部件或多个部件形成，如例如在上文提到的美国申请序列号11/951,677和12/270,216中公开的。例如，例如通过模压、注塑或将陶瓷粉末和粘合剂系统的混合物挤成固体来独立地制造构成完成的电弧管的筒和端塞的三个主要部件。在组装烧制的部分后，组件在高温(例如，在氢气氛中在1850至1880℃)下烧结来形成气密、透明或半透明的密集烧结的多晶氧化铝电弧管。

没有意在限制示范性实施例，下列示例证明示范性灯的性能。

示例

形成具有多个尺寸(如在表1中示出的)和大致上圆柱形形状(如在图3中示出)的70W陶瓷电弧管。形成具有与在表1中示出的那些相似的尺寸和大致上圆柱形形状或圆形端(如在图3和4中示出的)的39W陶瓷电弧管。包括钨的氧化物和Na、Tl、La、Ca的卤化物的剂量材料被引入并且密封在灯内。基于添加的粒料的数量并且假设这些电弧管具有名义上相等的体积，通过LECO对块体样品来确定剂量的氧含量并且将其转换为对于电弧管的摩尔O/cc。使成批的粒料的氧含量变化来提供名义上相等的填充物但可用氧不同。

对于70W灯，总卤化物重量是近似12.5mg并且对于39W灯，总卤化物重量是近似8.3mg(对于以微摩尔计的实际量，参见表2)。氩气以120托的填充物压力存在。对于39W和70W两者的汞重量是大约5mg。

对于70W灯，剂量重量和剂量摩尔分数近似如下，其中确切的量在表2中给出：

NaI 6.4mg(卤化物组分的70.8mol％)

TlI 0.8mg(卤化物组分的4.3mol％)

LaI₃ 2.1mg(卤化物组分的18.2mol％)

CaI₂ 3.2mg(卤化物组分的6.7mol％)

表2概述了对于70W和39W灯测试的灯的特性。

表2

对于39W灯，使用若干不同的灯结构，其包括圆形端灯，如在图4中图示的，通过不同的灯体积反映出来。VBU指示垂直点亮灯，底座向上。VBD指示垂直点亮灯，底座向下。HOR指示水平点亮灯。

表3示出当持续至少1000小时地点亮灯时获得的结果。该结果是对于带有外护套地垂直点亮灯的每个情况下若干(大体上至少4或5个)灯的平均。

表3

图5示出从这些结果得到的1000hr％流明维持率vs.摩尔[O]/cc的标绘图。如上文论述的，可以通过选择由虚线规定的范围内的摩尔氧浓度在具有相似的卤化物浓度的相似的灯中容易地实现98％1000hr流明维持率。

图6示出1000小时％流明维持率vs.参数：摩尔比的标绘图。

如在图6中示出的，实验数据(由表2和3构造)指示在1000小时％流明维持率的峰值在大约2700的摩尔比

因此可以期望在1000小时的98％流明维持率可以用1000至5700(其可以例如通过将算法应用于将曲线拟合至曲线图的点而确定)的范围中的摩尔比

实现。在1000小时的99％流明维持率可以用大约1250至5150范围中的摩尔比

实现。

期望的在1000小时的％流明维持率越高，需要的摩尔比

范围变得越狭窄。

已经参照优选实施例描述本发明。显然，其他人当其阅读并且理解前面的详细说明时将想到修改和改动。规定本发明解释为包括所有这样的修改和改动。

Claims

1.一种灯，其包括：

放电容器；

延伸进入所述放电容器的电极；

密封在所述容器内的可电离填充物，所述填充物包括：

缓冲气体；

可选地，汞，以及

卤化物组分，所述卤化物组分包括从由卤化镧、卤化铈、卤化钕、卤化镨、卤化钐及其组合组成的组选择的稀土卤化物；

可用氧，其以至少0.1μmol O/cc的浓度密封在所述容器内。

2.如权利要求1所述的灯，其中所述可用氧处于至少0.14μmolO/cc的浓度。

3.如权利要求2所述的灯，其中所述可用氧处于至少0.3μmol O/cc的浓度。

4.如权利要求1所述的灯，其中所述可用氧处于多达1.5μmol O/cc的浓度。

5.如权利要求4所述的灯，其中所述可用氧处于多达1.0μmol O/cc的浓度。

6.如权利要求1所述的灯，其中所述可用氧处于提供表达为100hr时流明的百分比的至少98％的1000hr时的流明维持率的浓度。

7.如权利要求6所述的灯，其中所述可用氧处于提供表达为100hr时流明的百分比的至少99％的1000hr时的流明维持率的浓度。

8.如权利要求1所述的灯，其中所述卤化物组分包括碘的至少一个源。

9.如权利要求1所述的灯，其中所述卤化物组分包括卤化钠、卤化镧、卤化铊和卤化钙。

10.如权利要求9所述的灯，其中所述卤化镧在所述卤化物组分中以至少0.009的摩尔分数存在。

11.如权利要求9所述的灯，其中所述卤化镧在所述卤化物组分中以多达0.3的摩尔分数存在。

12.如权利要求9所述的灯，其中所述卤化钠在所述卤化物组分中以至少0.3的摩尔分数存在。

13.如权利要求9所述的灯，其中所述卤化铊在所述卤化物组分中以至少0.01的摩尔分数存在。

14.如权利要求9所述的灯，其中所述卤化钙在所述卤化物组分中以至少0.09的摩尔分数存在。

15.如权利要求9所述的灯，其中所述可用氧处于至少0.14μmolO/cc的浓度。

16.如权利要求15所述的灯，其中所述可用氧处于至少0.3μmolO/cc的浓度。

17.如权利要求15所述的灯，其中所述可用氧处于多达1.5μmolO/cc的浓度。

18.如权利要求17所述的灯，其中所述可用氧处于多达1.0μmolO/cc的浓度。

19.如权利要求9所述的灯，其中所述可用氧处于提供表达为100hr时流明的百分比的至少98％的1000hr时的流明维持率的浓度。

20.如权利要求19所述的灯，其中所述可用氧处于提供表达为100hr时流明的百分比的至少99％的1000hr时的流明维持率的浓度。

21.如权利要求15所述的灯，其中所述卤化镧在所述卤化物组分中以至少0.009的摩尔分数存在。

22.如权利要求15所述的灯，其中所述卤化镧在所述卤化物组分中以多达0.3的摩尔分数存在。

23.如权利要求15所述的灯，其中所述卤化钠在所述卤化物组分中以至少0.3的摩尔分数存在。

24.如权利要求15所述的灯，其中所述卤化铊在所述卤化物组分中以至少0.01的摩尔分数存在。

25.如权利要求15所述的灯，其中所述卤化钙在所述卤化物组分中以至少0.09的摩尔分数存在。

26.如权利要求1所述的灯，其中所述卤化物组分不含除了镧、铈、钕、镨和钐的卤化物外的所有稀土卤化物。

27.如权利要求26所述的灯，其中所述填充物不含除镧的卤化物外的所有稀土卤化物。

28.如权利要求27所述的灯，其中所述可用氧处于至少0.14μmolO/cc的浓度。

29.如权利要求28所述的灯，其中所述可用氧处于至少0.3μmolO/cc的浓度。

30.如权利要求27所述的灯，其中所述可用氧处于多达1.5μmolO/cc的浓度。

31.如权利要求30所述的灯，其中所述可用氧处于多达1.0μmolO/cc的浓度。

32.如权利要求27所述的灯，其中所述可用氧处于提供表达为100hr时流明的百分比的至少98％的1000hr时的流明维持率的浓度。

33.如权利要求27所述的灯，其中所述可用氧处于提供表达为100hr时流明的百分比的至少99％的1000hr时的流明维持率的浓度。

34.如权利要求27所述的灯，其中所述卤化镧在所述卤化物组分中以至少0.009的摩尔分数存在。

35.如权利要求27所述的灯，其中所述卤化镧在所述卤化物组分中以多达0.3的摩尔分数存在。

36.如权利要求1所述的灯，其中所述灯进一步在2000小时时满足至少95％的流明维持率。

37.如权利要求1所述的灯，其中所述填充物包括汞。

38.如权利要求1所述的灯，其中所述可用氧由设置在所述放电容器中的可用氧的源提供。

39.如权利要求38所述的灯，其中所述可用氧的源包括钨的氧化物。

40.如权利要求1所述的灯，其中所述填充物中电弧管体积的比

在900至6000之间。

41.如权利要求40所述的灯，其中所述填充物中电弧管体积的摩尔比

在1000至5700之间。

42.一种操作灯的方法，包括：

提供如权利要求1所述的灯；

通过供应电流给所述灯来操作所述灯以在灯容器中产生放电，其中在操作中，所述灯以1000hr的至少98％流明维持率操作。

43.一种灯，包括：

放电容器；

延伸进入所述放电容器的电极；

密封在所述容器内的可电离填充物，所述填充物包括：

缓冲气体；

可选地，汞，以及

卤化物组分，所述卤化物组分基本上包括卤化物，关于其在灯操作期间形成氧化物而言，形成的氧化物是不稳定的氧化物，其提供可用氧；以及

可用氧，其以0.1-1.5μmol O/cc的浓度密封在所述放电容器内。

44.一种形成具有高的流明维持率的灯的方法，包括：

提供一组具有卤化物填充物组分和可用氧的源的陶瓷金属卤化物灯，由此所述组中的至少三个灯在它们相应的可用氧浓度方面不同以提供涵盖从0.1μmol O/cc至1.5μmol O/cc的范围内的不同可用氧浓度的范围的灯；

通过供应电流给所述灯来操作所述灯的每个以在灯容器中产生放电；

确定对于所述灯的每个的流明维持率值；

基于确定的流明维持率值计算最佳氧浓度或浓度范围；

形成具有计算的氧浓度或具有计算的浓度范围内的氧浓度的灯。