CN104465311A - 包含有效氧源的金属卤化物灯 - Google Patents

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M.拉赫马尼
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Abstract

一种灯包括放电容器(12)。钨电极(20，22)伸入放电容器中。将可电离的填充物密封于容器内。填充物包含缓冲气体、任选的游离汞、和卤化物组分，卤化物组分包括选自镧的卤化物、镨的卤化物、钕的卤化物、钐的卤化物、铈的卤化物及其组合的稀土金属卤化物。有效氧源存在于放电容器中。稀土金属卤化物以一定量存在，使得在灯工作期间与有效氧源组合使钨类物质在放电容器壁和至少一个电极的至少一部分之间保持气相溶解度差。

Description

包含有效氧源的金属卤化物灯
本申请是以下申请的分案申请：申请日：2008年11月14日；申请号：2008801199231(PCT/US2008/083477)；发明名称：“包含有效氧源的金属卤化物灯”。
发明背景
本发明涉及具有高灯流明维持率的放电灯。它具体用于与在容器中具有有效氧源的陶瓷金属卤化物(CMH)灯相关的应用，这种灯在工作期间，使钨类物质在壁和电极之间保持溶解度差，以下将对其作出具体描述。
高强度放电(HID)灯是能够从相对较小源产生大量光的高效率灯。这些灯广泛用于很多应用，仅举几个例子，包括公路和道路照明、大型会场(如运动场)照明、建筑的泛光照明、商店、厂房和探照灯。术语“HID灯”用于代表不同类型的灯。这些灯包括汞气灯、金属卤化物灯和钠灯。特别是，金属卤化物灯广泛用于需要以相对较低成本实现高亮度水平的领域。HID灯与其他灯不同，因为它们的作用环境需要在高温和高压长期工作。另外，由于它们的用途和成本，需要这些HID灯具有相对较长的使用寿命，并且产生一致的亮度水平和光色。虽然原则上HID灯可用交流(AC)电源或直流(DC)电源工作，但实际上，这些灯通常由AC电源驱动。
放电灯利用在两个电极之间通过电弧使蒸气填充物质电离来发光，蒸气填充物质如稀有气体、金属卤化物和汞的混合物。电极和填充物质密封在半透明或透明放电容器内，放电容器保持受激励填充物质的压力，并允许发出的光透过。填充物质，也称为“剂(dose)”，响应电弧激发发出所需的光谱能量分布。例如，卤化物提供赋予宽选择光性质的光谱能量分布，这些光性质例如色温、显色性和发光效率。
这些灯的光输出通常由于放电容器壁变黑随时间减小。变黑是由于钨从电极运到壁上。现已建议在放电容器中加入氧化钙或氧化钨氧分配器，例如公开于授予Koninklijke Philips Electronics N.V.的WO99/53522和WO 99/53523。然而，根据这些申请中的建议制造的灯可能不能同时满足可接受的灯效率、色点、色稳定性、流明维持率和商用灯的可靠性价值。
本发明的示例性实施方案提供具有提高流明维持率的改进的新金属卤化物灯。
发明概述
在示例性实施方案的一个方面，灯包括放电容器。钨电极伸入放电容器中。将可电离的填充物密封于容器内。填充物包含缓冲气体、任选的金属汞、和卤化物组分，卤化物组分包含选自镧的卤化物、镨的卤化物、钕的卤化物、钐的卤化物、铈的卤化物及其组合的稀土金属卤化物。有效氧源存在于容器中。稀土金属卤化物以一定量存在，使得在灯工作期间与有效氧源组合对于气相中存在的钨类物质在放电容器壁和至少一个电极的至少一部分之间保持溶解度差。
在另一个方面，灯包括放电容器。钨电极伸入放电容器中。将可电离的填充物密封于容器内。填充物包含缓冲气体、任选的汞、和卤化铈。填充物也包含至少一种选自以下的卤化物：a)碱金属卤化物，b)镁以外的碱土金属卤化物，和c)选自铟和铊的元素的卤化物。灯填充物不含钬、铥、镝、铒、镥、钇和镱、铽、钪和镁的卤化物。钨的氧化物以足够量密封于容器中，以在灯工作期间保持填充物中至少1x 10-9μmol/cm3的气相WO2X2浓度。
另一方面，制成灯的方法包括提供放电容器，提供伸入放电容器的钨电极，并将可电离填充物密封于容器内。填充物包含缓冲气体、任选的金属汞、和卤化物组分，卤化物组分包含选自镧的卤化物、镨的卤化物、钕的卤化物、钐的卤化物、铈的卤化物及其组合的稀土金属卤化物。将有效氧源密封于放电容器中。有效氧源以一定量存在，使得在灯工作期间填充物中钨类物质的溶解度在邻近电极之一的至少一部分处低于在放电容器壁处，使得来自电极的钨被运回电极之一，不然在灯工作期间所述钨会沉积于壁上。
至少一个实施方案的一个优点是提供具有改进性能和流明维持率的陶瓷电弧管填充物。
至少一个实施方案的另一个优点在于减弱壁变黑。
另一个优点是在放电容器壁和在比该壁更高温度工作的一部分电极之间保持钨再生循环。
通过阅读和理解以下优选实施方案的详细说明，更多优点对本领域的技术人员将变得显而易见。
附图简述
图1为根据示例性实施方案的HID灯的横截面图；
图2显示在示例性的体积为0.2cm3的灯中存在不同量HgI2作为有效卤素源的情况下，所有钨类物质的组合溶解度与温度的理论曲线图；
图3显示在示例性的体积为0.2cm3的灯中存在不同量HgI2作为有效卤素源的情况下，钨类物质的过饱和度与温度(K)的理论曲线图；
图4显示在示例性的体积为0.2cm3的灯的填充物中存在不同量WO3作为有效氧源的情况下，所有钨类物质的组合溶解度与温度的理论曲线图；
图5显示在示例性的体积为0.2cm3的灯的填充物中存在不同量WO3作为有效氧源的情况下，钨类物质的过饱和度与温度(K)的理论曲线图；
图6显示对于体积为0.2cm3的灯在平衡态蒸气形式的WO2I2的量与加入的HgI2或WO3的量的理论曲线图；
图7显示在平衡态蒸气形式的HgI2的量与加入的HgI2或WO3的量的理论曲线图；
图8显示利用不同量HgI2和WO3制成的灯经2000小时的流明输出；并且
图9显示这些灯的流明维持率，用％表示(LM％)。
发明详述
示例性实施方案的一些方面涉及一种用于灯的填充物，所述填充物经配制以促进钨再生循环，做法是，使钨类物质在邻近灯壁处具有比在电极处更高的溶解度，不然会在灯壁处发生沉积，尽管电极在比壁明显更高的温度下工作。
参照图1，图1显示示例性HID灯10的横截面图。灯包括限定内室14的放电容器或电弧管12。放电容器12具有壁16，壁16可由陶瓷材料(如氧化铝)或其他适合的透光材料(如石英玻璃)形成。可电离的填充物18密封于内室14内。钨电极20，22位于放电容器的相对端，以便在对其施加电流时激发填充物。两个电极20和22一般通过导体24，26(例如，自镇流器，未显示)提供交流电流。电极20，22的末端28，30相隔距离d，距离d限定电弧间隙。在对HID灯10供电时(表明电流流到灯)，在两个电极之间产生电压差。此电压差导致在电极的末端28，30之间的间隙产生电弧。电弧在电极末端28，30之间的区域引起等离子放电。可见光产生并通过壁16传出室14。
电极在灯工作期间变热，并且钨会从末端28，30蒸发。一些蒸发的钨可能沉积在壁16的内表面32上。没有再生循环的话，沉积的钨就可能导致壁变黑，并且减小可见光透射。
虽然可用纯钨形成电极20，22，例如大于99％的纯钨，但也可考虑电极具有较低钨含量，例如可包含至少50％或至少95％的钨。
示例性电弧管12被外灯泡36包围，外灯泡36的一端提供有灯帽38，灯通过灯帽38与电源(未显示)连接，如市电电压(mains voltage)。外灯泡36可由玻璃或其他适合材料形成。照明组件10也包括镇流器(未显示)，镇流器在开灯时作为启动器。镇流器位于包括灯和电源的电路中。可将电弧管和外灯泡之间的空间抽空。任选由石英或其他适合材料形成的罩(未显示)围绕或部分围绕电弧管，以在电弧管破裂的情况下容纳可能的电弧管碎片。
内部空间14具有与灯的工作电压和可承受壁负荷相称的体积。例如，对于70W的灯，体积可为约0.15cm3至约0.3cm3，例如约0.2cm3，对于250W的灯，体积可为约0.5cm3至约2.0cm3，例如约1.35cm3。
可电离填充物18包含缓冲气体、任选的汞(Hg)、卤化物组分和有效氧源，有效氧源可作为固体氧化物存在。在一些实施方案中，填充物可包含有效卤素源。选择填充物18的各组分及其相应量，以在壁表面32处提供较高的钨类物质溶解度用来与壁表面沉积的任何钨反应。卤化物组分包含稀土金属卤化物，并且可进一步包含一种或多种碱金属卤化物、碱土金属卤化物和第IIIA族卤化物(铟的卤化物和/或铊的卤化物)。在工作中，电极20，22在电极的末端28，30之间产生电弧，电弧使填充物电离，以在放电空间产生等离子。所产生的光的发射性质主要取决于填充物质的组成、电极之间的电压、室的温度分布、室中的压力和室的几何形状。在填充物的以下说明中，除非另外提到，各组分的量是指在放电容器中初始密封的量，即，在灯工作之前。
缓冲气体可以为惰性气体，如氩、氙、氪或其组合，并且可以约5-20微摩尔/立方厘米(μmol/cm3)内室14存在于填充物中。缓冲气体也可作为灯工作早期阶段产生光的启动气体。在适于陶瓷金属卤化物灯的一个实施方案中，灯用Ar回填。在另一个实施方案中，使用加有少量Kr85的Xe或Ar。放射活性的Kr85提供电离，电离帮助灯启动。冷填充物压力可以为约60-300托，虽然不排除更高冷填充物压力。在一个实施方案中，使用至少约120托的冷填充物压力。在另一个实施方案中，冷填充物压力至高为约240托。太高的压力可能不利于启动。太低的压力可导致随时间流明衰减增加。在灯工作期间，缓冲气体的压力可以为至少约1大气压。
汞剂可以约3至35mg/cm3电弧管体积存在。在一个实施方案中，汞剂为约20mg/cm3。调节汞重量，以提供所需的电弧管工作电压(Vop)来从所选镇流器提取能量。在一个供选的实施方案中，灯填充物不含汞。
卤化物组分可以约20至约80mg/cm3电弧管体积存在，例如约30-60mg/cm3。卤化物剂与汞的比率可以为例如约1∶3至约15∶1重量比。卤化物组分中的一种或多种卤化物可分别选自氯化物、溴化物、碘化物及其组合。在一个实施方案中，卤化物全部为碘化物。碘化物倾向于提供较长的灯寿命，因为在填充物中含碘化物组分的电弧管和/或电极的腐蚀比利用其他类似的氯化物或溴化物组分的腐蚀小。所述卤化物化合物通常表现化学计量关系。
卤化物组分的稀土金属卤化物为其类型和浓度经选择使其不与任选的氧源反应生成稳定氧化物(即，生成不稳定氧化物)的卤化物。这意味着允许在灯工作期间在填充物中存在有效氧。生成不稳定氧化物的示例性稀土金属卤化物包括镧(La)的卤化物、镨(Pr)的卤化物、钕(Nd)的卤化物、钐(Sm)的卤化物、铈(Ce)的卤化物及其组合。填充物的稀土金属卤化物可具有通式REX3，其中RE选自La、Pr、Nd、Sm和Ce，X选自Cl、Br和I及其组合。稀土金属卤化物可以例如约3至约13μmol/cm3总浓度存在于填充物中。选自该组的示例性稀土金属卤化物为卤化铈，其可以填充物中卤化物的至少2％的摩尔浓度存在，例如，填充物中卤化物的至少约8％摩尔。在一个实施方案中，只有自稀土金属卤化物的这个限制组的稀土金属卤化物存在于填充物中。因此，灯填充物不含其他稀土金属卤化物，这意味着所有其他稀土金属卤化物以不大于约0.1μmol/cm3的总量存在。具体地讲，填充物不含以下稀土金属元素铽、镝、钬、铥、铒、镱、镥和钇的卤化物。生成稳定氧化物的其他卤化物也不存在于填充物中，如钪的卤化物和镁的卤化物。
存在碱金属卤化物时，碱金属卤化物可选自钠(Na)的卤化物、钾(K)的卤化物和铯(Cs)的卤化物及其组合。在一个具体实施方案中，碱金属卤化物包括卤化钠。填充物的碱金属卤化物可具有通式AX，其中A选自Na、K和Cs，X如上限定及其组合。碱金属卤化物可以例如约20至约300μmol/cm3总浓度存在于填充物中。
存在碱土金属卤化物时，碱土金属卤化物可选自钙(Ca)的卤化物、钡(Ba)的卤化物和锶(Sr)的卤化物及其组合。填充物的碱土金属卤化物可具有通式MX2，其中M选自Ca、Ba和Sr，X如上限定及其组合。在一个具体实施方案中，碱土金属卤化物包括卤化钙。碱土金属卤化物可以例如约10至约100μmol/cm3总浓度存在于填充物中。在另一个实施方案中，填充物不含卤化钙。
存在第IIIa族卤化物时，第IIIa族卤化物可选自铊(Tl)的卤化物和铟(In)的卤化物。在一个具体实施方案中，第IIIa族卤化物包括卤化铊。填充物的第IIIa族卤化物可具有通式LX或LX3，其中L选自Tl和In，X如上限定。第IIIa族卤化物可以例如约1至10μmol/cm3总浓度存在于填充物中。
有效氧源为在灯工作条件下使氧有效用于与其他填充物组分反应形成WO2X2的氧源。有效氧气源可以为在灯工作温度下不稳定的氧化物，如钨的氧化物、游离氧气(O2)、水、氧化钼、氧化汞或其组合。钨的氧化物可具有通式WOnXm，其中n为至少1，m可以为0，X如上限定。示例性钨的氧化物包括WO3、WO2和卤氧化钨，如WO2I2。有效氧源(用其O2含量表示)可以例如约0.1μmol/cm3存在于填充物中，例如0.2-3μmol/cm3，在一个实施方案中，0.2-2.0μmol/cm3。应了解，某些氧化物在灯工作条件下不易分解成有效氧，如氧化铈和氧化钙，因此不倾向于有效作为氧源。一般大多数稀土元素的氧化物不是适合的有效氧源，因为它们在灯工作温度下稳定。
在一个实施方案中，使钨电极部分氧化形成氧化钨，例如在插入灯前使其表面上的斑点热氧化，以提供有效氧源。在其他实施方案中，可将磨碎的氧化钨(如氧化钨碎片)引入填充物中。
存在有效卤素源时，有效卤素源通常为不稳定的卤化物或能够通过在灯工作期间发生的一个或多个反应增加气相WO2X2浓度的其他含卤素化合物，其中X如上限定。游离卤素源可以为能够直接或间接与钨金属、含钨类物质或钨化合物反应形成WO2X2的化合物。有效卤素源可以为选自汞卤化物的卤化物，如HgI2、HgBr2、HgCl2及其组合。
通常游离卤素源不是稀土金属卤化物或铟、铊、钠、镁、钾、铯、钙、钡或锶的卤化物或比钨更紧密结合卤素使其不能有效用于反应的任何卤化物。在碘化物的情况下，有效卤素源(用其I2含量表示)可以例如至少约0.4mol/cm3的总浓度存在于填充物中，例如0.4-7μmol/cm3，在一个实施方案中，约1-3μmol/cm3。在HgBr2和HgCl2的情况下，在灯工作期间生成的WO2Br2或WO2Cl2复合物比相应的WOI2化合物更稳定，因此，可以使用较HgI2更少量的HgBr2或HgCl2。有效卤素源可以在灯工作期间在填充物中提供至少约0.4μmol/cm3有效卤素(例如，I2或其他活性卤素类物质)浓度的足够量存在。
在氧化钨和卤化汞两者均存在于填充物时，它们之一或两者可以比以上提到更低的量存在。例如，氧化钨和卤化汞以满足以下公式的足够量存在于填充物中：
0.2≤(A+2B)≤12
其中A为卤化汞的量，用μmol/cm3表示，B为氧化钨的量，用μmol O2/cm3表示。
在一个实施方案中：
0.4≤(A+2B)≤6
通常卤化汞和WO3以允许在灯工作期间在填充物中存在至少1x10-9μmol/cm3的WO2I2(作为蒸气)的足够量存在(即，一旦在壁上已生成钨)。
在不同的实施方案中，在制成灯时，即在工作前，灯填充物基本由缓冲气体、任选的游离汞、任选的氧化钨、和卤化物组分组成，卤化物组分基本由卤化汞；选自镧的卤化物、镨的卤化物、钕的卤化物、钐的卤化物、铈的卤化物及其组合的稀土金属卤化物；和至少一种碱金属卤化物、碱土金属卤化物和选自In和Tl的元素的卤化物的卤化物组成。
70W和250W灯的示例性填充物组合物可如表1所示配制，其中可存在HgI2和WO3之一或两者。
表1
填充物组分 70W灯(μmol/cm3) 250W灯(μmol/cm3)
Ar 11.8 7.0
Hg 99.7-149.8 73.3
NaI 105.0-210.0 69.8
CaI2 36.3-72.5 --
SrI2 -- 49.0
TlI 3.2-6.4 2.5
CeI3 4.7-9.3 3.2
HgI2 0.0-3.0 0.0-3.0
WO3 0.25-1.0 0.25-1.0
配制填充物，以提供有利于再生的条件，即，有利于在壁32处填充物18中钨的溶解度，同时有利于溶解的钨重新沉积于电极20，22。在灯工作期间，电极温度在电极末端28，30可以为约2500-3200K，在一个实施方案中，保持在小于约2700K的温度。通过选择灯填充物以提供邻近壁处比在电极末端处更高的钨类物质溶解度，可实现再生。
即使放电容器壁32处于比电极末端28或30(或者在其上重新沉积钨的电极的其他部分)更低的温度，也实现再生，不然在放电容器壁32发生显著钨沉积。例如，壁可处于比在其上发生重新沉积的电极部分低至少200K的温度，一般低至少500K。
图2显示在体积为0.2cm3的灯中存在不同量HgI2作为有效卤素源的情况下，钨类物质溶解度与温度的理论热力学计算结果。SPW表示用大气压表示的以蒸气态存在的所有钨类物质的总压力。一般来说，邻近壁32的钨类物质主要为WO2I2蒸气，在电极20，22处可为诸如W、WI、WI2、WI3、WI4和WO2I2蒸气的物类的混合物。如从图2看到，各曲线通过一个谷，此处溶解度最低(例如，在SPW最小处)。本发明示例性实施方案通过选择碘化汞浓度，使得电极末端温度比壁更接近这个谷(即更低的SPW)利用这个谷。一般而言，在电极末端(或电极上溶解度最低的无论什么地方)处的SPW应不大于在壁处的SPW的90％，以促进再生。因此，例如利用0.04mg HgI2汞剂，在工作期间的壁温为约1300K且末端温度为约2200K的情况下，在电极末端28，30处SPW比在壁32处高，因此不利于再生。然而，在0.08mg HgI2剂用于这些温度时，谷偏移到较高温度，并且在末端28，30处的SPW比在壁32处低。
图3显示钨类物质的过饱和度与温度(K)的理论热力学计算结果，其中
其中SPWTe为在电极20，22温度(2600K)下的SPW，SPWTs为在壁表面32温度下的SPW。这意味着如果该值＜0，则在电弧管壁由蒸气/钨平衡(即，通过蒸气与壁上沉积的钨接触)建立的SPW大于电极表面上至少一个点的SPW，因此，如果在一定的电极温度范围内该值＜0，则对于至少那一个点-并且可能在较宽范围，存在使钨从气相沉积到电极的驱动力。一般而言，较低过饱和度值更有利，虽然如果过饱和度值变得太负可能不合乎需要。然而，在图3中所示范围内的数值一般可以接受。
图4显示与图2类似的热力学衍生曲线图，但显示将不同量的WO3作为有效氧源加入到填充物时的钨溶解度。在此，各曲线图也具有谷，并且可利用曲线图保证在壁处的SWP超过在电极处的SWP。图5为与图3类似但对于WO3的理论曲线图。
知道了在灯工作期间由于钨沉积最可能发生变黑区域的电弧管壁32的温度和电极末端28，30的温度，就可确定有利于再生同时使对其他灯性能影响最小的HgI2或WO3的适合量。虽然曲线图将HgI2和WO3独立考虑，但应了解，可关于HgI2和WO3的组合和所选的两种化合物的适合量制作类似的曲线图。
不受任何具体理论限制，相信HgI2和WO3两者均导致蒸气中WO2I2和HgI2增加，因此能够降低钨饱和度和增大壁的清洁。相信HgI2与Al11CeO18(由电弧管壁中的氧化铝与填充物中的CeI3反应生成)反应，并与沉积的钨反应形成WO2I2。在WO3的情况下，它与CeI3反应生成WO2I2和HgI2。
例如，图6显示对于体积为0.2cm3的灯的蒸气态WO2I2的量与加入的HgI2或WO3的量的理论曲线图。图7显示蒸气态HgI2的量与加入的HgI2或WO3的量的类似理论曲线图。可以看到，这两种添加剂均导致在平衡态生成HgI2和WO2I2。
由于WO3倾向于减少填充物中存在的CeI3的量，因此，一般而言，填充物中WO3的浓度不应太高，以免显著影响灯的显色性。另外，在电极之间存在温度梯度的垂直工作的灯中，需要避免高浓度氧化钨，以避免钨在两个电极20，22之间过多运送。
在不同的方面，选择镇流器，以提供在工作期间具有至少约30W/cm2壁负荷的灯。壁负荷可以为至少约50W/cm2，在一些实施方案中为约70W/cm2或更高。低于约25-30W/cm2，电弧管壁倾向于对有效维持活动钨卤素循环而言太冷。如本文定义，电弧管壁负荷(WL)＝W/A，其中W为总电弧管功率(瓦)，A为位于电极末端28，30之间的电弧管壁的面积(cm2)。电弧管功率为总电弧管功率，包括电极功率。一般而言，剂和壁负荷足以保持至少约1000K的壁温，例如1000-1400K。
陶瓷金属卤化物电弧管12可以为三件式结构，并且可如美国专利5,866,982、6,346,495、7,215,081和美国专利公布2006/0164017中的任一个专利所述制成。应了解，电弧管12可由更少或更多个元件构成，如一或五个元件。各部分形成为生陶瓷，并通过烧结或其他适合方法以气密方式粘结。一种示例性电弧管可通过将陶瓷粉末和粘合剂的混合物模压、注模或挤成固体圆筒构成。陶瓷粉末可包含高纯度氧化铝(Al2O3)，任选用氧化镁掺杂。可使用的其他陶瓷材料包括非活性耐高温氧化物和氧氮化物，如氧化钇、氧化镥和氧化铪及其与氧化铝的固溶体和配混物，如钇-铝-石榴石和氧氮化铝。粘合剂可单独或组合使用，包括有机聚合物，如聚醇、聚乙烯醇、乙酸乙烯酯、丙烯酸酯、纤维素制品和聚酯。在模压/挤出后，粘合剂从坯件去除，一般通过热解，例如在约900-1100℃，以形成素瓷烧制部件。通过在氢中在约1850-1880℃加热素瓷烧制部件，可进行烧结步骤。所得陶瓷材料包含致密烧结的多晶氧化铝。
在其他实施方案中，电弧管由石英玻璃制成，并且可由单件形成。
示例性的灯用于多种应用，包括公路和道路照明、大型会场(如运动场)照明、建筑的泛光照明、商店、工厂厂房和用于探照灯中。
不限制本发明的范围，以下实施例说明具有提高流明维持率的灯的形成。
实施例
根据图1所示形状由三个组成部件制成电弧管12。内部体积为0.2cm3。各灯分别用表2所示的填充物填充。样灯B、C、D和F的填充物也包含Hg(137μmol/cm3)、NaI(107μmol/cm3)、CaI2(38μmol/cm3)、TlI(3μmol/cm3)和Ar(12μmol/cm3)。灯A和E具有类似于样灯的填充物，但没有HgI2或WO3。
表2
灯以水平方向(即，与图1所示成90°)在70W在镇流器上标准燃灯循环(burnmg cycle)(接通11小时，随后断开1小时)长时间工作。
表3显示在100小时后得到的结果。V为燃灯电压(burningvoltage)。流明是灯的流明输出。X色和Y色分别为标准CIE(Commission Internationale de l′Eclairage)色度图上的色度X和Y，其中色度坐标X和Y表示三原色之中两个的相对强度。CRI为显色指数，为人眼由该灯光区分颜色的能力的量度，较高值有利。CCT为灯的相关色温，为最接近匹配该灯的感知色的黑体的色温。dCCy为色点在Y轴上的色度(Y色)与标准黑体曲线在Y轴上的色度的差。结果为约5个灯的平均值。可从表3看到，与对照灯比较，样灯B、C、D和F具有优良特性。
表3
试验 V 流明 X色 Y色 CRI CCC dCCy
A 102.5 7300 0.4203 0.4004 87.6 3273 0.0029
B 106.4 7453 0.4139 0.4021 88.2 3411 0.0073
C 112.9 7024 0.4264 0.3959 90.3 3116 -0.0043
D 117.6 6506 0.4434 0.3873 90.0 2757 -0.0187
E 93.5 7476 0.4124 0.4000 84.3 3423 0.0058
F 110.3 6915 0.4263 0.3881 88.8 3058 -0.0119
图8和9显示在这些灯中HgI2和WO3对流明维持率的影响。图8对流明输出与燃灯小时作图，而图9显示流明输出(作为初始流明输出的百分比)的范围。可从图8和9看到，对照样品显示在试验中流明和流明百分比下降，而样灯B、C、D和F显示流明维持率极大提高。
现已参考优选的实施方案描述了本发明。显而易见，其他人通过阅读和理解上文的详细描述，可想到很多修改和变化。本发明旨在解释为包括所有这些修改和变化。

Claims (21)

1. 一种灯，所述灯包括：
放电容器；
伸入放电容器的钨电极；
密封于容器内的可电离填充物，所述填充物包含：
　　缓冲气体，
　　任选的游离汞，和
　　卤化物组分，所述卤化物组分包含选自镧的卤化物、镨的卤化物、钕的卤化物、钐的卤化物、铈的卤化物及其组合的稀土金属卤化物，且所述填充物不含镧、镨、钕、钐和铈的卤化物以外的所有稀土金属卤化物；和
在放电容器中的有效氧源，稀土金属卤化物以一定量存在，使得在灯工作期间与有效氧源组合使钨类物质在放电容器壁和至少一个电极的至少一部分之间保持气相溶解度差。
2. 权利要求1的灯，其中填充物包含游离汞。
3. 权利要求1的灯，其中有效氧源在灯工作条件下分解以形成有效氧。
4. 权利要求6的灯，其中有效氧源包括固体金属氧化物。
5. 权利要求1的灯，其中有效氧源包括钨的氧化物。
6. 权利要求5的灯，其中钨的氧化物包括WO3。
7. 权利要求5的灯，其中钨的氧化物以至少0.1微摩尔/cm3浓度存在于填充物中。
8. 权利要求5的灯，其中钨的氧化物以0.2-3.0微摩尔/cm3浓度存在于填充物中。
9. 权利要求1的灯，其中稀土金属卤化物包括卤化铈。
10. 权利要求1的灯，其中稀土金属卤化物以3至13μmol/cm3总浓度存在于填充物中。
11. 权利要求1的灯，其中填充物不含钬、铥、镝、铒、镥、钇和镱、铽、钪和镁的卤化物。
12. 权利要求1的灯，其中填充物进一步包含至少一种选自以下的卤化物：碱金属卤化物、Mg以外的碱土金属卤化物和Tl或In的卤化物。
13. 权利要求1的灯，其中在灯工作期间填充物包含蒸气态WO2X2，其中X选自Cl、Br和I。
14. 权利要求1的灯，其中在灯工作期间壁的温度比电极部分低至少200K。
15. 权利要求14的灯，其中在灯工作期间壁的温度比电极部分低不大于800K。
16. 权利要求1的灯，其中在工作中在邻近电极之一的至少一部分处的温度高于气相中钨溶解度最小处的温度，并且在放电容器壁处的温度高于气相中钨溶解度最小处的温度。
17. 一种灯，所述灯包括：
放电容器；
伸入放电容器的钨电极；
密封于容器内的可电离填充物，所述填充物包含：
　　缓冲气体，
　　任选的游离汞，
　　卤化物组分，卤化物组分包含选自镧的卤化物、镨的卤化物、钕的卤化物、钐的卤化物、铈的卤化物及其组合的稀土金属卤化物，以及至少一种选自以下的卤化物：a)碱金属卤化物、b)镁以外的碱土金属卤化物和c)选自铟和铊的元素的卤化物，灯填充物不含钬、铥、镝、铒、镥、钇和镱、铽、钪和镁的卤化物，和
钨的氧化物，钨的氧化物以足够量密封于容器中，以在灯工作期间保持填充物中至少1 x 10-9μmol/cm3的气相WO2X2浓度。
18. 权利要求17的灯，其中钨的氧化物为WO3。
19. 一种制成灯的方法，所述方法包括：
提供放电容器；
提供伸入放电容器的钨电极；
将可电离填充物密封于容器内，所述填充物包含：
　　缓冲气体，
　　任选的游离汞，
　　卤化物组分，所述卤化物组分包含选自镧的卤化物、镨的卤化物、钕的卤化物、钐的卤化物、铈的卤化物及其组合的稀土金属卤化物，且所述填充物不含镧、镨、钕、钐和铈的卤化物以外的所有稀土金属卤化物；并且
在放电容器中提供有效氧源，有效氧源以一定量存在，使得在灯工作期间填充物中钨类物质的溶解度在邻近电极之一的至少一部分处低于在放电容器壁处，使得来自电极的钨被运回电极，不然在灯工作期间所述钨会沉积于壁上。
20. 一种使灯工作的方法，所述方法包括：
提供权利要求1的灯；
使灯工作，做法是，为灯提供交流电流以在灯容器中产生放电，有效氧与容器壁上沉积的钨反应以产生可溶性钨类物质，可溶性钨类物质沉积于电极上。
21. 权利要求20的方法，其中在灯工作期间在邻近电极之一的至少一部分处的温度高于气相中钨溶解度最小处的温度，并且在放电容器壁处的温度高于气相中钨溶解度最小处的温度。
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