DE60022428T2

DE60022428T2 - Elektrode für eine Metall-Halogenlampe

Info

Publication number: DE60022428T2
Application number: DE60022428T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Sakai-shi Takeda; Yoshiharu Otsu-shi Nishiura; Shiki Takatsuki-shi Nakayama; Takashi Takatsuki-shi Yamamoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 2000-05-23
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2020-05-24
Also published as: US6639361B2; US20020185975A1; EP1056116A2; DE60022428D1; CN1274942A; EP1056116A3; CN1157757C; JP2000340172A; CN100477069C; EP1056116B1; CN1516226A; JP3233355B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Metall-Halogenlampe mit einer keramischen Bogenentladungsröhre.
Bei einer Metall-Halogenlampe mit einer keramischen Bogenentladungsröhre reagiert das Material der Bogenentladungsröhre und ein eingefülltes Metall weniger miteinander als diejenigen einer Metall-Halogenlampe mit einer Bogenentladungsröhre aus Quarz, welche bisher im Allgemeinen verwendet wurde. Es wird daher eine stabile Lebenszeiteigenschaft erwartet.
In herkömmlicher Weise ist diese Art Metall-Halogenlampe mit einer Bogenentladungsröhre, welche eine Röhre aus lichtdurchlässigem Aluminiumoxid ist, die mit einer isolierenden Keramikkappe oder einer leitenden Kappe an beiden Enden verschlossen ist, bekannt (siehe beispielsweise JP Nr. 62-283543 A).
Eine weitere Metall-Halogenlampe ist beispielsweise in JP Nr. 6-196131 A offenbart. Bei dieser Metall-Halogenlampe weisen beide Endabschnitte der keramischen Bogenentladungsröhre einen kleineren Durchmesser als der mittige Abschnitt auf, elektrisch leitende Zuführungsdrähte mit einer Elektrode an ihren Spitzen sind an beiden Endabschnitten eingeführt und die Lücke zwischen den Endabschnitten der Bogenentladungsröhre und dem leitenden Zuführungsdraht ist mit einem Dichtmaterial abgedichtet.
Solche herkömmlichen Metall-Halogenlampen, welche keramische Bogenentladungsröhren verwenden, weisen eine gut bekannte Konfiguration auf, in welcher hoher thermischer Widerstand einer Keramik verwendet wird, um die Lampeneffizienz zu verbessern, wodurch die Röhrenwandbelastung der Bogenentladungsröhre (Lam penleistung pro Oberflächenbereich der gesamten Bogenentladungsröhre) im Vergleich mit Metall-Halogenlampen mit einer Bogenentladungsröhre aus Quarz erhöht wird.
Wie in 5 gezeigt ist, weisen diese Metall-Halogenlampen im Allgemeinen Elektroden mit einer Struktur auf, in welcher das stirnseitige Ende einer Elektrodenwicklung 55 in der gleichen Ebene wie der Elektrodenstab 54 angeordnet ist (nachfolgend fluchtrechte Struktur genannt). Darüber hinaus gab es keine genaue Untersuchung über die Beziehung zwischen der Elektrodenstruktur und dem Auftreten von Lampenflimmern oder der Lebenszeit von Lampen.
Verglichen mit der Metall-Halogenlampe mit einer Bogenentladungsröhre aus Quarz ist es bei der oben genannten herkömmlichen Metall-Halogenlampe mit einer Keramik-Bogenentladungsröhre möglich, die Röhrenwand-Belastung der Bogenentladungsröhre zu erhöhen und hohe Effizienz und hohe Farbwiedergabe zu realisieren. Da jedoch andererseits die Temperatur innerhalb der Bogenentladungsröhre hoch ist und die Elektrodentemperatur hoch ist, wird die Deformierung an der Spitze der Elektrode gesteigert. Im Ergebnis wird die Bogenlänge vergrößert, was zu einer Erhöhung der Lampenspannung führen kann, wodurch ein frühes Kaputtgehen der Lampe verursacht wird.
Bei der herkömmlichen Metall-Halogenlampe mit Keramik-Bogenentladungsröhre wurde die Form der Spitze der Elektrode durch Anwendung der fluchtrecht strukturierten Elektrode optimiert, um die Erhöhung der Bogenlänge infolge der Deformierung der Elektrodenspitze zu vermindern und ein Kaputtgehen der Lampe zu unterdrücken.
Andererseits wird bei der herkömmlichen Metall-Halogenlampe mit der fluchtrecht strukturierten Elektrode die Häufigkeit des Auftretens von Lampenflimmern bzw. -flackern aufgrund der Bewegung eines Entladungslumineszenzpunktes auf der Elektrodenwicklung erhöht. Darüber hinaus ist das Auftreten der Ent ladung auf der Elektrodenwicklung wahrscheinlich, welche die Temperatur der Elektrodenwicklung bzw. -spule lokal erhöht. Im Ergebnis wird das Verdampfen des Materials der Elektrodenwicklung während der Lebenszeit erhöht, was die Probleme des Schwärzens der Bogenentladungsröhre oder der Verminderung des Lichtleistungsverminderungsfaktors verursacht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Metall-Halogenlampe zur Verfügung zu stellen, bei welcher das Lampenflimmern vermindert ist, der Lichtleistungsverminderungsfaktor während der Lebenszeit radikal verbessert wird und das Kaputtgehen bzw. die Unterbrechung der Lampe unterdrückt wird.
Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen, umfasst die Metall-Halogenlampe gemäß der vorliegenden Erfindung eine Bogenentladungsröhre aus lichtdurchlässiger Keramik, in welche ein Metallhalogenid eingefüllt ist, ein Paar Elektroden, welches in der Bogenentladungsröhre vorgesehen ist, wobei jede Elektrode einen Elektrodenstab und eine Elektrodenwicklung, welche um den Elektrodenstab gewickelt ist, aufweist, wobei der Elektrodenstab aus dem Endabschnitt der Elektrodenwicklung hervortritt, worin das stirnseitige Ende der Elektrodenspule an der vorderen Endseite des Elektrodenstabes derart geformt ist, dass eine zur Achse des Elektrodenstabes im Wesentlichen senkrechte Ebene gebildet ist, und die folgende Beziehung erfüllt ist: 0,00056 × W + 0,061 ≤ α ≤ 0,0056 × W + 1,61,worin α (in mm) die Länge des Abschnittes des Elektrodenstabes ist, welcher aus dem stirnseitigen Ende der Elektrodenwicklung hervortritt und W (in Watt) die Lampenleistung ist.
Gemäß einer solchen Konfiguration werden Erhöhung der Lampenspannung und Schwärzung der Bogenentladungsröhre unterdrückt, da der Entladungslumineszenzpunkt stabil an der Spitze des Elektrodenstabes ist und Wärme effektiv durch die Elektroden wicklung an der Spitze des Elektrodenstabes freigesetzt wird. Daher ist es möglich, eine Metall-Halogenlampe mit weniger Lampenflimmern und einem verbesserten Leistungsverminderungsfaktor sowie einer niedrigen Möglichkeit des Kaputtgehens der Lampe vorzusehen.
Bei der oben erwähnten Metall-Halogenlampe wird bevorzugt, dass das Verhältnis von Natriumiodid in Bezug auf die Gesamtmenge der Metallhalogenide 10 Gew.-% oder mehr beträgt.
Gemäß einer solchen Konfiguration kann, da die Temperatur innerhalb der Bogenentladungsröhre und damit die Elektrodentemperatur vermindert ist, die Erhöhung der Lampenspannung effektiver unterdrückt werden.
1 ist eine teilweise geschnittene Vorderansicht, welche die Konfiguration einer Metall-Halogenlampe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Bogenentladungsröhre der Metall-Halogenlampe von 1 zeigt.
3 ist eine Plan-Ansicht einer Elektrode der Metall-Halogenlampe von 1.
4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Lampenleistung und der Länge des hervortretenden Abschnittes der Elektrode in der Metall-Halogenlampe von 1 zeigt.
5 ist eine Plan-Ansicht, welche eine Konfiguration einer fluchtrecht strukturierten Elektrode einer Metall-Halogenlampe des Standes der Technik zeigt.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung im Wege von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine Metall-Halogenlampe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine lichtdurchlässige Bogenentladungsröhre 1 aus Keramik, welche innerhalb einer äußeren Röhre 2 durch Metalldrähte 3a und 3b befestigt und getragen ist. Die äußere Röhre 2 ist aus einem Hartglas gebildet. Innerhalb des offenen Abschnittes der äußeren Röhre 2 ist ein Fuß 3 vorgesehen, welcher die Metalldrähte 3a und 3b trägt. Der Fuß dichtet die äußere Röhre 2 luftdicht ab. Des Weiteren sind 350 Torr Stickstoff in die äußere Röhre 2 eingefüllt. Die Lampenbasis 4 ist außen an dem offenen Abschnitt der äußeren Röhre 2 befestigt. Die Lampenleistung dieser Metall-Halogenlampe beträgt 70 Watt.
Nachfolgend wird eine Konfiguration der Bogenentladungsröhre 1 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Wie in 2 beschrieben ist, umfasst die Bogenentladungsröhre 1 einen Hauptröhrenabschnitt 5 und kleine röhrenförmige Abschnitte 6, welche an beiden Enden des Hauptröhrenabschnittes 5 vorgesehen sind, mit zylindrischer Form. Der kleine röhrenförmige Abschnitt 6 weist einen kleineren inneren Durchmesser als der Hauptröhrenabschnitt 5 auf. Der Hauptröhrenabschnitt 5 und der kleine röhrenförmige Abschnitt 6 sind koaxial in ein Stück mit Ringabschnitten 7 gesintert.
Stromzuführungsdrähte 9 mit einer Elektrode 8 an der Spitze sind jeweils in die kleinen röhrenförmigen Abschnitte 6 eingeführt, so dass die Elektroden 8 innerhalb des Hauptröhrenabschnittes 5 angeordnet sind. Die Stromzuführungsdrähte 9 bestehen aus Niob und weisen einen Außendurchmesser von 0,7 mm auf. Das Ende des kleinen röhrförmigen Abschnittes 6 gegenüber den Ringabschnitten 7 ist mit einem Dichtmaterial 10, das zwischen den Stromzuführungdraht 9 und einer inneren Wand des kleinen röhrenförmigen Abschnittes 6 eingebracht ist, abgedichtet, um abgedichtete Abschnitte 11 auszubilden.
In die Bogenentladungsröhre 1 ist eine bestimmte Menge Quecksilber 12, ein Edelgas als Startgas und ein Iodidpellet 13 aus Metallhalogenid eingebracht. Als Edelgas für das Startgas wird Argon verwendet. Das Iodidpellet 13 ist eine Mischung aus Dysprosiumiodid, Thuliumiodid, Holmiumiodid, Thalliumiodid und Natriumiodid.
3 zeigt eine detaillierte Struktur der Elektrode 8. Wie in 3 gezeigt ist, umfasst die Elektrode 8 einen Elektrodenstab 14 aus Wolfram und eine Elektrodenwicklung 15. Bei der Elektrode 8 ist die Elektrodenwicklung 15 an den Elektrodenstab 14 angeschweißt, derart, dass der Elektrodenstab 14 aus dem stirnseitigen Ende der Elektrodenwicklung 15 um eine Durchtrittslänge α (in mm) hervortritt.
Bei der Metall-Halogenlampe mit einer solchen Konfiguration wurde das Auftreten von Lampenflimmern, der Lichtleistungsverminderungsfaktor und die Zunahme der Lampenspannung unter Änderung der Durchtrittslänge α (in mm) der Elektrode 8 untersucht. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse. In der obersten Reihe von Tabelle 1 sind Ergebnisse der herkömmlichen Metall-Halogenlampe mit der fluchtrecht strukturierten Elektrode, welche in 5 gezeigt ist, als ein Vergleichsbeispiel gezeigt, wobei die Durchtrittslänge α (in mm) der Elektrode 0 mm ist.
Tabelle 1
In Tabelle 1 ist das Auftreten von Lampenflimmern durch das Verhältnis der Lampen, bei welchen das Lampenflimmern während einer Stunde Lampenbetrieb auftritt, dargestellt. Der Lichtleistungsverminderungsfaktor ist durch das Verhältnis in Bezug zu dem Leistungswert zur Anfangszeit des Lampenbetriebes dargestellt (d. h. dem Wert zur Stunde 0 des Lampenbetriebes). Der Lichtleistungsverminderungsfaktor und die Zunahme der Lampenspannung sind durch die Werte nach 2.000 Stunden Lampenbetrieb dargestellt.
Bei der Bewertung des Lichtleistungsverminderungsfaktors wird der Fall, bei dem der Lichtleistungsverminderungsfaktor um 15 oder mehr Prozent in Bezug zu dem Wert des in der obersten Reihe von Tabelle 1 gezeigten Vergleichsbeispieles, bei dem die Durchtrittslänge α 0 mm beträgt, verbessert ist, als gut betrachtet und der andere Fall, außerhalb des oben erwähnten Bereiches wird als nicht-gut betrachtet. Wie sich aus Tabelle 1 ergibt, wurde bestätigt, dass kein Lampenflimmern auftrat und der Lichtleistungsverminderungsfaktor um 15 % oder mehr verbessert werden konnte, wenn die Durchtrittslänge α der Elektrode 8 0,1 mm oder mehr und 2,0 mm oder weniger beträgt.
Des Weiteren wurde bei der Bewertung der Zunahme der Lampenspannung der Fall, bei dem die Lampenspannung um weniger als 25 V nach 2.000 Stunden Lampenbetrieb zunimmt, als gut betrachtet und der Fall, bei dem die Lampenspannung um 25 V oder mehr zunimmt, als nicht-gut betrachtet. Grund dafür ist, dass die Zunahme der Lampenspannung um 25 V oder mehr nach 2.000 Stunden Lampenbetrieb bedeutet, dass eine hohe Wahrscheinlichkeit des Kaputtgehens der Lampe in 6.000 Stunden Lampenbetrieb besteht. Gemäß diesem Bewertungsstandard wurde aus Tabelle 1 bestätigt, dass bei einer Durchtrittslänge α (in mm) der Elektrode 8 von 2,0 mm oder weniger die Zunahme der Lampenspannung auf weniger als 25 V unterdrückt werden kann, wodurch das Kaputtgehen der Lampe effektiv unterdrückt wird.
Aus dem oben erwähnten Ergebnis wird gesehen, dass bei Einstellen der Durchtrittslänge α (in mm) auf 0,1 mm oder mehr, der Entladungslumineszenzpunkt stabil an der Spitze des Elektrodenstabes 14 war und Lampenflimmern und Schwärzen der Bogenentladungsröhre vermindert war. Des Weiteren wird angenommen, dass es bei Einstellen der Durchtrittslänge α auf 2,0 mm oder weniger möglich ist, Wärme durch die Elektrodenwicklung 15 wirksam an der Spitze des Elektrodenstabes 14 freizusetzen, wodurch die Zunahme der Lampenspannung und die Schwärzung der Bogenentladungsröhre unterdrückt wird.
Demnach ist es gemäß einer vergleichenden Bewertung des Auftretens von Lampenflimmern, Lichtleistungsverminderungsfaktor und Zunahme der Lampenspannung, wie durch O in der "Bewer tungsspalte" von Tabelle 1 markiert, möglich, wenn die Durchtrittslänge α (in mm) der Elektrode 8 auf 0,1 mm oder mehr und 2,0 mm oder weniger eingestellt ist, eine 70 W Metall-Halogenlampe mit weniger Lampenflimmern, extrem hohem Lichtleistungsverminderungsfaktor und unterdrücktem Kaputtgehen der Lampe zu erhalten.
Darüber hinaus wurden die gleichen Untersuchungen mit 35 W, 100 W, 150 W und 250 W Lampen durchgeführt, um die oberen und unteren Grenzen der Durchtrittslänge α (in mm) der Elektrode 8 zu bestimmen, bei welcher der Lichtleistungsverminderungsfaktor der Lampe um 15 % oder mehr verbessert werden kann, weniger Lampenflimmern auftritt und das Kaputtgehen der Lampe im Vergleich mit der herkömmlichen Lampe mit einer fluchtrecht strukturierten Elektrode, wie in 5 gezeigt, unterdrückt werden kann. Die Ergebnisse sind in dem Diagramm von 4 gezeigt. In 4 ist die obere Grenze der Durchtrittslänge α (in mm) durch O und die untere Grenze mit • gekennzeichnet.
Aus 4 wird bestätigt, dass bei den oben erwähnten Lampen mit verschiedenen Watt-Werten sich die Durchtrittslänge α (in mm) der Elektrode 8 im Bereich zwischen den durchgezogenen Linien La und Lb befinden sollte, um weniger Auftreten von Lampenflimmern und Verbesserung des Lichtleistungsverminderungsfaktors um 15 % oder mehr im Vergleich mit der herkömmlichen Lampe sowie die Fähigkeit zur Unterdrückung des Kaputtgehens der Lampe zu erreichen.
Ein Punkt (W, α) auf der Linie La erfüllt die folgende Beziehung (1) α = 0,00056 × W + 0,061 (1).
Des Weiteren erfüllt ein Punkt (W, α) auf der Linie Lb die folgende Beziehung (2): α = 0,0056 × W + 1,61 (2).
In dem Bereich unter der durchgezogenen Linie La ist das Lampenflimmern nicht reduziert und der Lichtleistungsverminderungsfaktor ist nicht um 15 % oder mehr im Vergleich mit herkömmlichen Metall-Halogenlampen verbessert. In dem Bereich über der durchgezogenen Linie Lb ist der Lichtleistungsverminderungsfaktor nicht um 15 % oder mehr im Vergleich mit herkömmlichen Metall-Halogenlampen verbessert und die Lampenspannung ist um 25 V oder mehr erhöht und ein Kaputtgehen bzw. Durchbrennen der Lampe während der Lebenszeit kann auftreten.
Ein Grund dafür kann das Folgende sein.
Ist die Durchtrittslänge α in dem Bereich über der durchgezogenen Linie La eingestellt, ist der Entladungslumineszenzpunkt stabil an der Spitze des Elektrodenstabes und das Auftreten von Lampenflimmern und Schwärzen der Bogenentladungsröhre wird vermindert. Wird andererseits die Durchtrittslänge α in dem Bereich unter der durchgezogenen Linie Lb eingestellt, kann Wärme wirksam durch die Elektrodenwicklung an der Spitze des Elektrodenstabes freigesetzt werden und die Zunahme der Lampenspannung und das Schwärzen der Bogenentladungsröhre sind unterdrückt.
Mit anderen Worten ist die folgende Beziehung (3) erfüllt: 0,00056 × W + 0,061 ≤ α ≤ 0,0056 × W + 1,61 (3),worin α (in mm) die Durchtrittslänge der Elektrode 8 und W (in Watt) die Lampenleistung bezeichnet, ist es möglich, eine Metall-Halogenlampe zu erhalten, bei welcher das Auftreten von Lampenflimmern vermindert ist, der Lichtleistungsverminderungsfaktor um 15 % oder mehr verbessert ist und das Kaputtgehen der Lampe im Vergleich mit herkömmlichen Metallhalogenlampen mit fluchtrecht strukturierten Elektroden unterdrückt wird.
(Zweite Ausführungsform)
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine Metall-Halogenlampe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine keramische Bogenentladungsröhre 1, welche in einer äußeren Röhre 2 durch Metalldrähte 3a und 3b befestigt und getragen ist. Die äußere Röhre 2 ist aus einem Hartglas gebildet. Innerhalb des offenen Abschnittes der äußeren Röhre 2 ist ein Fuß 3 vorgesehen, welcher die Metalldrähte 3a und 3b trägt. Der Fuß 3 dichtet die äußere Röhre 2 luftdicht ab. Des Weiteren sind 350 Torr Stickstoff in die äußere Röhre 2 eingefüllt. Eine Lampenbasis 4 ist an das Äußere des offenen Abschnittes der äußeren Röhre 2 befestigt. Die Lampenleistung dieser Metall-Halogenlampe beträgt 70 Watt.
Nachfolgend wird eine Konfiguration der Bogenentladungsröhre 1 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Wie in 2 beschrieben ist, umfasst die Bogenentladungsröhre 1 einen Hauptröhrenabschnitt 5 und kleinere röhrenförmige Abschnitte 6 mit zylindrischer Form, welche an beiden Enden des Hauptröhrenabschnittes 5 angebracht sind. Der kleine tubuläre bzw. röhrenförmige Abschnitt 6 weist einen kleineren Durchmesser als der Hauptröhrenabschnitt 5 auf. Der Hauptröhrenabschnitt 5 und die kleinen röhrenförmigen Abschnitte 6 sind koaxial in ein Stück mit Ringabschnitten 7 gesintert.
Stromzuführungsdrähte 9 mit einer Elektrode 8 an der Spitze sind jeweils in die kleinen röhrenförmigen Abschnitte 6 eingeführt, so dass die Elektroden 8 im Inneren des Hauptröhrenabschnittes 5 angeordnet sind. Die Stromzuführungsdrähte 9 bestehen aus Niob und weisen einen Außendurchmesser von 0,7 mm auf. Das Ende des kleinen röhrenförmigen Abschnittes 6 gegenüber den Ringabschnitten 7 ist mit einem Dichtmaterial 10, das zwischen den Stromzuführungsdraht 9 und einer Innenwand des kleinen röhrenförmigen Abschnittes 6 eingebracht ist, unter Ausbildung eines abgedichteten Abschnittes 11 abgedichtet.
In die Bogenentladungsröhre 1 ist eine bestimmte Menge Quecksilber 12, ein Edelgas als Startgas und ein Iodidpellet 13 aus Metallhalogenid eingebracht. Als Edelgas für das Startgas wird Argon verwendet. Das Iodidpellet 13 ist eine Mischung aus Dysprosiumiodid, Thuliumiodid, Holmiumiodid, Thalliumiodid und Natriumiodid.
3 zeigt eine detaillierte Struktur der Elektrode 8. Wie in 3 gezeigt ist, umfasst die Elektrode 8 einen Elektrodenstab 14 aus Wolfram und eine Elektrodenwicklung 15. Bei der Elektrode 8 ist die Elektrodenwicklung 15 an den Elektrodenstab geschweißt, so dass die Länge α (in mm) des Elektrodenstabes 14, welcher aus dem stirnseitigen Ende der Elektrodenwicklung 15 hervortritt, 0,25 mm beträgt.
Bei der Metall-Halogenlampe mit solch einer Konfiguration dieser Ausführungsform wird durch Ändern des Verhältnisses von Natriumiodid, das in dem Metallhalogenid, das in die Bogenentladungsröhre 1 als Iodidpellet 13 eingebracht ist, enhalten ist, die Zunahme der Lampenspannung untersucht. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse.
Tabelle 2
In Tabelle 2 ist die Zunahme der Lampenspannung durch den nach 2.000 Stunden Lampenbetrieb gemessenen Wert dargestellt. Bei der Bewertung der Zunahme der Lampenspannung wird der Fall, bei dem die Zunahme nach 2.000 Stunden Lampenbetrieb weniger als 25 V beträgt, als gut betrachtet und der Fall, bei dem die Zunahme nach 2.000 Stunden Lampenbetrieb 25 V oder mehr beträgt, wird als nicht-gut betrachtet. Grund dafür ist, dass die Zunahme der Lampenspannung um 25 V oder mehr nach 2.000 Stunden des Lampenbetriebes bedeutet, dass eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass die Lampe in 6.000 Stunden Lampenbetrieb kaputtgeht.
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, konnte bestätigt werden, dass die Zunahme der Lampenspannung auf weniger als 25 V unterdrückt wurde, wobei ein Kaputtgehen der Lampe wirksam unterdrückt wird, wenn die Menge Natriumiodid, die in dem Metallhalogenid enthalten ist, 10 Gew.-% oder mehr beträgt.
Auf diese Weise wird, wenn die Menge an Natriumiodid 10 Gew.-% oder mehr beträgt, die Temperatur des Entladungsbogens innerhalb der Bogenentladungsröhre erniedrigt, die Temperatur an der Spitze der Elektrode erniedrigt und damit die Zunahme in der Lampenspannung infolge Deformation der Elektrode reduziert. Daher ist es möglich, wenn die Menge an Natriumiodid, das in dem in die Bogenentladungsröhre 1 als Iodidpellet 13 eingefüllten Metallhalogenid enthalten ist, auf 10 Gew.-% oder mehr eingestellt wird, eine 70 W Metall-Halogenlampe zu erhalten, bei der ein Kaputtgehen unterdrückt ist.
Darüber hinaus wurde bei Durchführen der gleichen Versuche an 35 W, 100 W, 150 W und 250 W Lampen bestätigt, dass bei einer Menge an Natriumiodid, das in dem in die Bogenentladungsröhre 1 als Iodidpellet eingeführten Metallhalogenid enthalten ist, 10 Gew.-% oder mehr beträgt, ein Kaputtgehen der Lampe unterdrückt werden konnte.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform war die Durchdringungslänge α (in mm) der Elektrode 8 0,25 mm, jedoch ist α nicht notwendigerweise auf diesen Wert beschränkt. Die gleichen Ergebnisse konnten erhalten werden, wenn α die folgende Beziehung (3) erfüllt: 0,00056 × W + 0,061 ≤ α ≤ 0,0056 × W + 1,61 (3),worin W (in Watt) die Lampenleistung ist.
Aus dem oben genannten Ergebnis ist ersichtlich, dass wenn die Beziehung (3) erfüllt ist: 0,00056 × W + 0,061 ≤ α ≤ 0,0056 × W + 1,61 (3),worin α (in mm) eine Durchtrittslänge der Elektrode 8 und W (in Watt) die Lampenleistung bezeichnet, und die Menge an Natriumiodid, das in dem in die Bogenentladungsröhre 1 eingefüllten Metallhalogenid enthalten ist, 10 Gew.-% oder mehr be trägt, es möglich ist, eine Metall-Halogenlampe mit einer Unterdrückung des Kaputtgehens der Lampe zu erhalten.
Bei den oben erwähnten ersten und zweiten Ausführungsformen wurden Niobdrähte als Stromzuführungsdrähte 9 in dem abgedichteten Abschnitt 11 verwendet. Anstelle von Niob können jedoch andere leitende Materialien mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten, der nahe dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials der Bogenentladungsröhre liegt, als Stromzuführungsdrähte verwendet werden. Darüber hinaus können leitende oder nicht-leitende Keramikkappen für den abgedichteten Abschnitt 1 verwendet werden.
Des Weiteren kann eine Bogenentladungsröhre als Bogenentladungsröhre 1 verwendet werden, bei welcher der Hauptröhrenabschnitt 5 und der Ringabschnitt 7 als ein Teil geformt sind und des Weiteren in ein Stück mit dem kleinen röhrenförmigen Abschnitt 6 gesintert sind. Des Weiteren kann eine Bogenentladungsröhre als Bogenentladungsröhre 1 verwendet werden, bei welcher der Hauptröhrenabschnitt 5, der kleine röhrenförmige Abschnitt 6 und die Ringabschnitte 7 als ein Teil geformt sind.
Darüber hinaus war bei den ersten und zweiten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die äußere Röhre 2 mit Stickstoffgas gefüllt, sie kann jedoch auch mit einer Gasmischung, welche Stickstoff enthält, gefüllt sein. Ein Beispiel für ein Gas, das mit Stickstoff vermischt sein kann, ist beispielsweise Neon (Ne). Wird eine Stickstoff enthaltende Gasmischung verwendet, wird bevorzugt, dass das Stickstoffgas wenigstens 50 Vol.-% der Gasmischung ausmacht.
Darüber hinaus besteht keine besondere Beschränkung hinsichtlich des für die Bogenentladungsröhre 1 verwendeten Keramikmaterials. Beispielsweise können Einkristall-Metalloxide, wie Saphir, polykristalline Metalloxide, wie Aluminiumoxid (Al₂O₃), Yttrium-Aluminium-Granat (YAG) und Yttriumoxid (YOX) oder po lykristalline Nichtoxide, wie Aluminiumnitride (AlX), etc., für die Bogenentladungsröhre 1 verwendet werden.
Darüber hinaus wurde Hartglas für die äußere Röhre bei den ersten und zweiten Ausführungsformen verwendet. Es besteht jedoch keine besondere Beschränkung hinsichtlich der äußeren Röhre und alle bekannten Materialien für solche äußeren Röhren können verwendet werden.

Claims

Metall-Halogenlampe, umfassend eine Bogenentladungsröhre (1) aus lichtdurchlässiger Keramik, in welche ein Metallhalogenid eingefüllt ist und ein Paar Elektroden (8), welches in der Bogenentladungsröhre (1) vorgesehen ist, wobei jede der Elektroden (8) einen Elektrodenstab (14) und eine Elektrodenwicklung (15), welche um den Elektrodenstab (14) gewickelt ist, aufweist, wobei der Elektrodenstab (14) aus dem Endabschnitt der Elektrodenwicklung (15) hervortritt, dadurch gekennzeichnet, dass das stirnseitige Ende der Elektrodenwicklung (15) an der vorderen Endseite des Elektrodenstabes (14) derart geformt ist, dass eine zur Achse des Elektrodenstabes (14) im Wesentlichen senkrechte Ebene ausgebildet ist und die folgende Beziehung erfüllt ist: 0,00056 × W + 0,061 ≤ α ≤ 0,0056 × W + 1,61, worin α die in mm ausgedrückte Länge des Abschnitts des Elektrodenstabes (14) ist, welcher aus der Ebene des Endabschnittes der Elektrodenwicklung (15) hervortritt und W die in Watt ausgedrückte Lampenleistung ist.
Metall-Halogenlampe gemäß Anspruch 1, worin das Verhältnis von Natriumiodid in Bezug auf die Gesamtmenge der Metallhalogenide 10 Gew.-% oder mehr beträgt.