CN1128578A - 高压金属卤化物灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压金属卤化物灯。该灯配备有一个放电管，管内即为放电空间，管壁由陶瓷制成。放电管的圆柱形部分，内径为ID，两端由形成放电空间端面的端壁部分封闭着。放电管中配置着至少两个电极，各电极顶端彼此之间的间距为EA，从而使ID/EA＞0.4。电极的引线组件封闭在陶瓷封闭塞中，且借助于涂釉瓷接头以气密方式连接到封闭塞上。本发明灯的额定功率最大为100瓦，电极顶端基本上毗邻端面配置。有关的端壁部分中以气密方式固定有封闭塞，与端面间隔一段距离。

Description

高压金属卤化物灯

本发明涉及一种高压金属卤化物灯，该灯配备有一个放电管，放电管里面的空间即为放电空间，里面装有充填物，充填物除汞和稀有气体外还包括至少一种金属卤化物，放电管四周围有陶瓷管壁，放电管由内径为ID的圆柱形部分形成，圆柱形部分的两端由端壁部分封闭着，各端壁部分形成放电空间的端面，至少一个端壁部分开有一个孔，孔内固定着一个陶瓷封闭塞，塞内长度为1的狭窄空间中封装着带电极顶端的相应电极的引线组件，引线组件用涂釉瓷接头在背离放电空间的一侧以气密形式连接到封闭塞上，放电管中装有至少两个电极，电极的各顶端彼此间隔一段距离EA地配置，从而满足下列关系式的条件： $\frac{\mathrm{ID}}{\mathrm{EA}}>0.4$

从欧洲专利EP-A-0215524(PHN 11.485)可以了解到本说明书开端所述的那一种灯。这里“陶瓷壁”一词是指诸如单晶金属氧化物(例如蓝宝石)、多晶金属氧化物(例如，高度烧结过的多晶氧化铝；钇铝柘榴石或氧化钇)和多晶非氧化材料(例如氮化铝)之类的耐火材料制成的壁。这类材料能耐受高达1500～1600K的壁温，而且抗卤化物和钠化学腐蚀的能力令人满意。

本说明书和权利要求书中规定内径ID为各电极顶端之间放电空间体积与EA的商的平方根的1.12倍。

上述专利的灯含过量的金属卤化物。金属卤化物的蒸汽压力，因而各成分的分压，由过量自由表面的温度控制。这个温度简称为冷点温度(T_kP)。这种公知灯的色温Tc可达大约2500K至3500K的较低范围，发光效率高，显色性能好。

本说明书开端所述的那一种灯，其典型的特点是，放电管的内径ID比各电极顶端之间的间距EA较大。这个特点的效果之一是，采用现有技术放电管的灯，其普遍拥有的T_kP的位置处在放电管壁的端面附近。

在上述公知的灯中，各电极伸入放电空间一段距离，从而使电极顶端到底部的距离(即电极顶端与T_kP位置之间的距离)非常大。据发现，这会使功率较低的灯中的卤化物蒸汽压力过低，其后果是，灯发出的光，其色温Tc随灯的燃点位置而异，色度图中的色点也是如此。减小电极顶端到底部的距离在许多情况下会破坏放电管的陶瓷壁，特别是陶瓷封闭塞，而且还往往会使端壁部分或封闭塞或两者碎裂。化学腐蚀和碎裂对概率寿命可靠的灯来说是个问题。

本发明的目的是提供解决上述问题的措施。按照本发明，本说明书开端所述的那种灯即可达到这个目的，其特征在于，灯的额定功率最大为100瓦，至少一个电极顶端基本上安置在毗邻端面的位置，而且有关的陶瓷封闭塞以气密的形式固定在端壁部分，与端面相隔一段距离。

我们发现，采取本发明的上述措施可以提高灯的T_kP。由于陶瓷封闭塞没有一直伸到端面，而是与端而间隔一段距离的，因而解决了化学腐蚀和碎裂问题。因此，本发明的好处在于，可以使灯的电极顶端至底部的距离非常小。在一个有益的实施例中，封闭塞以气密形式固定在端壁部分，距离端面1毫米。端壁部分与封闭塞之间的气密固定最好是用烧结接头连接。这种接头的耐高温和抗腐蚀程度实际上与陶瓷壁部分相同。

为使各燃点位置上的电弧基本上走直线，本发明的灯最好符合下列关系式的要求： $0.9<\frac{\mathrm{ID}}{\mathrm{EA}}<1.3$ 这样，灯发出的光，其在所有燃点位置的色温就会基本相同。

适宜制造放电管中的金属卤化物的金属有Na、Tl、Sc、Y和镧族元素。

令放电管中的充填物也含镁的卤化物还可以进一步改进本发明灯的性能，这样做的好处是，可以在灯的使用寿命期间保持其良好的发光效率。

放电管的充填物除汞和稀有气体外还包括一种或几种卤化物，通常是碘化物。适用的稀有气体有，例如，氩气，其作用是助燃。

从欧洲专利EP-A-0011993，大家知道有一种带陶瓷放电管的高压金属卤化物灯，灯的两端狭窄，各电极顶端即在该两端基本上处在一个平面上，狭窄部分靠近有关的电极。灯的功率至少为100瓦以上(例如150瓦和250瓦)，各电极顶端之间的间距相当大(2厘米)，从而必然使直径较小。这使灯的色温不能在大约2500K与3500K之间，其发光效率也不会高，演色性也不会好。

现在参阅本发明灯的一个实施例的附图更详细地说明上述和其它各方面。附图中：

图1是本发明的灯的示意图；

图2详细示出了图1灯的放电管。

从图1可以看到，高压金属卤化物灯配备有一个放电管3，放电管有陶瓷管壁，管壁封闭放电空间11，里面的充填物除汞和稀有气体外还包括至少一种金属卤化物。放电管封装在外泡1中，外泡1的一端设有灯头2。放电管配备有内电极4，5，在灯的工作状态下，放电过程即在该两电极之间展开。电极4经载流导体8与灯头2的第一电气触点形成部分相连接。电极5经载流导体9与灯头2的的第二电气触点形成部分相连接。图2更详细地(不按真实比例)示出了放电管的细节。放电管有陶瓷管壁，放电管由内径为ID的圆柱形部分形成，两端由端壁部分32a、32b封住，各端壁部分32a、32b形成放电空间的端面33a、33b。各端壁部分都有一个孔口，陶瓷封闭塞34、35借助于烧结接头S以气密方式固定在端壁部分32a、32b。各陶瓷封闭塞34、35里长度为1的狭窄空间中封装着有关电极4、5的引线组件40、41、41a、50、51、51a，电极4、5配备有电极顶端4b、5b。引线组件用涂釉瓷接头10在背离放电空间的一侧以气密形式连接到封闭塞34，35上。电极顶端4b、5b彼此间隔一段距离EA配置。各引线组件由耐卤化物的部分41、51和40、50部分组成，前者由例如钼制成，上面套有钼线圈41a，51a，后者借助于涂釉瓷接头10以气密方式固定在有关的封闭塞34，35上。各钼线圈41a、51a一直延伸到相关的引线组件部分40、50。涂釉瓷接头在钼线圈41a、51a上延伸一段距离，例如1毫米左右。40，50两部分由膨胀系数与封闭塞极为一致的金属制成，例如，铌即为极其合适的材料。40、50部分按图中没有详细示出的方式与载流导体8、9连接。引线组件的上述结构，使灯可随意在任何点亮位置工作。

各电极4、5包括电极条4a、5a，在电极顶端4b、5b附近设有线圈4c、5c。各电极顶端基本上处在端壁部分的端面33a、33b所界定的平面上。

封闭塞没有一直延伸到端面，而是借助于烧结头S以气密形式固定在端壁部分上，与端面间隔一段距离。

在本发明的灯如图中所示的一个实施例中，灯的额定功率为70瓦。放电管的充填物为4.4毫克的Hg和8毫克的NaJ，TIJ以及质量比为65∶10∶25的(Dy＋Ho＋Tm)I₃。灯中还充有氩气作为引燃气体。将灯设计成使其提供3000K的色温，色点坐标(x，y)为(437，404)，总的演色性指数Ra高于80。

放电管由多晶氧化铝制成，内径ID为6.85毫米，电极预端之间的间距EA为7毫米。在端壁部分烧结封闭塞，它与端壁部分形成的端面相距1毫米的距离a。端壁部分高3毫米，因而烧结接头连同封闭塞延伸的长度为2毫米。如此之长的烧结接头实际上足以使端壁部分和封闭塞牢牢地气密固定在一起，在大批生产的情况下也不例外。各电极顶端处在端面平面上。各电极由钨条制成，顶端绕有钨质线圈。

本发明的灯是，经过寿命试验的。灯发出的光的色温，工作1小时之后为3150K，工作100小时之后为3144K，工作1000小时之后为3096K。发光效率在100小时工作时间之后为88流明/瓦，在1000小时工作时间之后下降到75流明/瓦灯。发出的光的色点坐标测定值如下：(x，y)：(430，407)；(431，410)；(433，408)。

在100小时工作时间之后，比较了同一个灯的垂直燃点位置和水平燃点位置。水平位置的发光效率为85流明/瓦，垂直燃点位置的发光效率为88流明/瓦。相应得出的Tc值和色点的坐标为3013K和3096K 以及(437，405)和(431，410)。在两种情况下的总的演色性指数Ra为82。

为对比起见，测定了现有技术的灯工作100小时之后的数据：水平位置的发光效率为84流明/瓦，垂直位置的发光效率为88流明/瓦。相应的Tc值为3033K和3240K，色点坐标为(431，396)和(423，404)。测出的演色性指数Ra为82。

从这些数据可以看出，色温Tc和色点坐标因灯燃点位置不同引起的差异，在本发明的灯中比起在现有技术的灯中要小得多。鉴于这种灯是为内部照明灯(例如橱窗照明)而设计的，因而这一点非常重要。

Claims (5)

1.一种高压金属卤化物灯，配备有一个里面形成放电空间的放电管，放电管有陶瓷管壁，以及充有充填物，充填物除汞和稀有气体外还包括至少一种金属卤化物，放电管由内径为ID的圆柱形部分形成，两端由端壁部分封闭着，各端壁部分形成放电空间的端面，至少一个端壁部分开有孔，孔内固定着一个陶瓷封闭塞，塞内长度为1的狭窄空间中封装着带电极顶端的相应电极的引线组件，引线组件在背离放电空间的一侧用涂釉瓷接头以气密形式连接到封闭塞上，放电管中装有至少两个电极，电极的各顶端彼此间隔一段距离EA配置，从而满足下列关系式的条件： $\frac{\mathrm{ID}}{\mathrm{EA}}>0.4$ 其特征在于，灯的额定功率最大为100瓦，至少一个电极顶端基本上毗邻端面配置，且有关的陶瓷封闭塞以气密方式固定在端壁部分中，与端面间隔一段间距。

2.如权利要求1所述的灯，其特征在于，封闭塞以气密方式固定在端壁部分中，与端面间隔1毫米的间距。

3.如权利要求1或2所述的灯，其特征在于，陶瓷封闭塞借助于烧结接头以气密方式固定在端壁部分中。

4.如权利要求1、2或3所述的灯，其特征在于，内径ID和各电极预端彼此之间的间距EA符合以下关系式的条件： $0.9<\frac{\mathrm{ID}}{\mathrm{EA}}<1.3$

5.如权利要求1、2、3或4所述的灯，其特征在于，放电管的充填物含镁。

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