CN1118854C - 高压金属卤化物灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高压金属卤化物灯，该灯包括封闭放电空间的透光放电容器，该放电容器以气密方式密封，在其中设置有与延伸到外部的电流导体相连接的电极，放电容器中的填充物包括稀有气体，缓冲气体和至少一种选自铪、锆和钽卤化物的过渡金属卤化物。根据本发明，各电极包括一电极部件，该电极部件包含选自铪，锆和钽的碳化物的碳化物。结果有效地抑制了过渡金属从等离子体到灯电极中的扩散，从而在其整个工作期间灯保持很好的彩色再现特性。

Description

高压金属卤化物灯
本发明涉及一种高压金属卤化物灯，该灯包括封闭放电空间的透光放电容器，该放电容器以气密方式密封，在其中设置有与延伸到外部的电流导体相连接的电极；
放电容器中的填充物，包括稀有气体，缓冲气体和至少一种选自铪、锆和钽的卤化物的过渡金属卤化物。
这种高压金属卤化物灯(另外也表示为灯)可以从EP 0627759 A1获知。
在已知的灯中，可将汞和/或氙例如用作缓冲气体。公知的灯的电极由钨棒构成。已知的灯具有好的彩色再现特性。此外已知的灯的效率和亮度也具有相对较高的值。
已知的灯的缺点是在工作期间会发生存在于等离子体中的过渡金属扩散到电极中的现象。结果在工作期间等离子体的成分改变，从而已知灯的性能也改变。特别是由于过滤金属从等离子体中消失，使灯的彩色再现特性下降非常快。可通过增加灯的填充物中过渡金属的量来部分地补偿扩散效应，从而在过渡金属大部分扩散到电极中之后，等离子体中还保留有足够的过渡金属。然而已发现包含如此大量过渡金属卤化物的灯具有非常高的二次点燃电压，这使得它们对于许多实际应用来说都不适合。
本发明的目的是提供一种在开篇中所述类型的高压金属卤化物，它适合于许多实际应用，并具有改进的维持特性。
根据本发明，这一目的是这样达到的，即：使各电极包括第一电极部件，该第一电极部件包含选自铪，锆和钽的碳化物的碳化物。
在根据本发明的高压放电灯工作期间，电极的第一电极部件面向放电空间，且放电弧出现在电极的第一电极部件之间。已发现在根据本发明的高压金属卤化物灯中过滤金属从等离子体到灯电极中的转移在很大程度上被抑制。从而在灯整个工作期间等离子体的组合基本保持不变，且灯保持具有极好的彩色再现特性。事实上，在灯的填充物中只包含相对少量的过滤金属卤化物。最好在放电容器中包括的过渡金属卤化物的量低于3μmol/cm3，这样灯的二次点燃电压相对较低。
根据本发明高压金属卤化物灯获得了好的结果，其中第一电极部件基本上由纯过渡金属碳化物构成的，并且其中第一电极部件除过渡金属碳化物外还包含例如钨和/或铼的高压金属卤化物灯也获得了好的结果。最好是第一电极部件中包括的钨和/或铼的重量百分比在0％～30％的范围内。
电极可包括连接到第一电极部件上的第二电极部件。根据这种第二电极部件的组分，在电流导体和该第二电极部件之间可实现比在电流导体和第一电极部间之间可能形成的连接更好的连接。其中第二电极部件包括钨棒的高压金属卤化物灯已获得良好的结果。最好是将第一电极部件熔接到钨棒的端部。
第一电极部件最好是大致球形的，大致半球形的或圆柱形的。
参照附图将进一步说明本发明的实施例。
图1中示出根据本发明高压金属卤化物灯的实施例，以及
图2示出图1中所示高压金属卤化物灯中所包括的电极之一的示意图。
在图1中，1是封闭放电空间2的透光放电容器。放电容器1以气密的方式密封。包括第一电极部件3a和3b以及第二电极部件4a和4b的电极设置在放电容器中，并与延伸到外部的电流导体5a，6a和5b，6b相连接。电流导体各包括一个钼箔(5a和5b)以及连接到钼箔上的导线(6a和6b)。每个电极也连接到钼箔之一上。灯室中提供有填充物，该填充物包括稀有气体，缓冲气体以及图1中用6表示的在环境温度下为固态的适量HfBr4。
在图1的高压金属卤化物灯中提供的两个电极均如图2中示出的这些电极之一那样构造。可以看到第一电极部件由HfC构成，而第二电极部件由钨棒构成。第一电极部件被熔接到第二电极部件上。第二电极部件被连接到钼箔上。
表I示出根据本发明的高压金属卤化物灯(LAMP2)与具有类似填充物但具有由钨棒构成的电极的高压金属卤化物灯(LAMP1)的比较。LAMP2的电极具有基本上由纯HfC构成的第一电极部件。高压金属卤化物灯放电空间的体积近似为1cm3，且电极间距为6mm。两种灯均填充有在环境温度下为约100毫巴的氩气(Ar)，和134μmol/cm3的Hg及1.34μmol/cm3的HfBr4。两种灯均在水平状态下工作，没有外部的灯泡，且给灯提供的功率为250瓦。
                            表I
                     LAMP1               LAMP2电极结构                 钨棒                钨棒与由HfC构成的第一
                                         电极部件熔接在一起填充的HfBr4量           0.28                 0.28(在工作温度下)点燃1分钟后气相         ＜＜0.1               0.28HfBr4的量(以巴表示)点燃2小时后气相         ＜＜0.1               0.28HfBr4的量(以巴表示)输出流明(klm)            16                   17.5效率(1m/W)               64                   70彩色再现指数R9：         -71                  92彩色再现指数Ra8：        66                   97彩色再现指数Ra14：       55                   95色温(K)：                8520                 7570灯电压(V)：              94                   90二次点燃电压(V)：        140                  160
表2也示出根据本发明的高压金属卤化物灯(LAMP 4)与具有类似填充物但具有由钨棒构成的电极的高压金属卤化物灯(LAMP 3)的比较。LAMP 4的电极具有由30％重量的钨和70％重量的HfC构成的第一电极部件。高压金属卤化物灯放电空间的体积近似为3,4cm3，且电极间距为7mm。两种灯均填充有在环境温度下为约100毫巴的Ar，和74μmol/cm3的Hg，2.4μmol/cm3的HfBr4，2.4μmol/cm3的HgBr2及8.4μmol/cm3的Sn。两种灯均在水平状态下工作，没有外部的灯泡，且给灯提供的功率为580瓦。
                                   表II
                       LAMP3                       LAMP4电极结构                   钨棒                 钨棒与由30wt％的钨和
                                            70wt％的HfC构成的第
                                            一电极部件熔接在一起填充的HfBr4的量           0.5                          0.5(在工作温度下)点燃1分钟后气相           ＜0.08                        0.5HfBr4的量(以巴表示)点燃2小时后气相           ＜0.04                        0.5HfBr4的量(以巴表示)输出流明(klm)             42.511                        46.270效率(1m/W)                73                            80彩色再现指数R9：          39                            87彩色再现指数Ra8：         89                            98彩色再现指数Ra14：        86                            97色温(K)                   5240                          4750灯电压(V)                 72                            97二次点燃电压(V)           160                           240
表1和表2清楚地显示出在灯工作期间Hf以很高的速率从等离子体消失，并进入到LAMP1和LAMP3的电极中，并且这对这些灯的彩色再现特性有很大影响。还可以看出HfBr4填充量的减少增加了根据本发明的灯与具有由钨棒构成的电极的灯在彩色再现方面的不同。LAMP2和LAMP4的等离子体中的Hf量大体上保持恒定的水平，因而LAMP2的彩色再现特性非常好。此外，由于灯的填充物中相对较低的过渡金属卤化物含量，使LAMP2和LAMP4的二次点燃电压为一可接受的值。在另外的实验中发现，在灯具有由钨棒构成的电极的情况下，为具有至少为95的彩色再现指数Ra8，需使用1.5巴(在工作温度下)的HfBr4填充量。这种填充量中只有约0.25巴保留在等离子体中，而其余则扩散到电极中。虽然在灯的整个工作过程中彩色再现指数Ra8保持在一个高的值，但二次点燃电压却高得不能接受：在800V和1000V之间。

Claims (10)

1.一种高压金属卤化物灯，包括：
封闭放电空间的透光放电容器，该放电容器以气密方式密封，在其中设置有与延伸到外部的电流导体相连接的电极；
放电容器中的填充物，包括稀有气体，缓冲气体和至少一种选自铪、锆和钽的卤化物的过渡金属卤化物，其特征在于，各电极包括第一电极部件，该第一电极部件包含选自铪，锆和钽的碳化物的碳化物。
2.如权利要求1所要求的高压金属卤化物灯，其中第一电极部件还包含钨和/或铼。
3.如权利要求2所要求的高压金属卤化物灯，其中在第一电极部件中包括的钨和/或铼的重量百分比在0％～30％的范围内。
4.如权利要求1，2或3所要求的高压金属卤化物灯，其中电极还包括连接到该第一电极部件上的第二电极部件。
5.如权利要求4所要求的高压金属卤化物灯，其中第二电极部件是钨棒。
6.如权利要求5所要求的高压金属卤化物灯，其中第一电极部件被熔接到该钨棒的端部。
7.如权利要求4所要求的高压金属卤化物灯，其中所述第一电极部件大致为球形。
8.如权利要求4所要求的高压金属卤化物灯，其中所述第一电极部件大致为半球形。
9.如权利要求4所要求的高压金属卤化物灯，其中所述第一电极部件大致为圆柱形。
10.如权利要求4所要求的高压金属卤化物灯，其中放电容器中所包括的过渡金属卤化物的量低于3μmol/cm3。
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