DE69931877T2

DE69931877T2 - Durchführung für eine Hochdruckentladungslampe, Beleuchtungssystem mit Spannungsversorgung für eine solche Lampe

Info

Publication number: DE69931877T2
Application number: DE69931877T
Authority: DE
Inventors: Toshiba Lighting & Tech. Corp. Hisashi Honda
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1998-12-04
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2019-12-07
Also published as: DE69931877D1; EP1006560A2; EP1006560B1; EP1006560A3; US6300716B1; JP2000228170A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hochdruckentladungslampe, welche mit einem Entladungslampen-Gehäuse, welches aus Lichtübertragungs-Keramiken gemacht ist, einer Hochdruckentladungslampe, welche die Hochdruckentladungslampe verwendet, einer Beleuchtungsschaltung für die Hochdruckentladungslampe, und einer Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt ist.
In jüngster Zeit wurde eine Hochdruckentladungslampe mit einem Lichtübertragungs-Keramikgehäuse bereitgestellt, welches in seiner Lebensdauer und Beleuchtungs-Wirksamkeit vorteilhafter ist als ein herkömmliches Entladungslampen-Quarzglasgehäuse.
30 ist eine teilweise vergrößerte Vordersektion, welche einen Dichtungsabschnitt von einer Hochdruckentladungslampe zeigt, welche mit einem herkömmlichen Lichtübertragungs-Keramikgehäuse bereitgestellt ist.
31 ist eine weitere teilweise vergrößerte Vordersektion, welche einen Dichtungsabschnitt von einer herkömmlichen Hochdruckentladungslampe zeigt.
In 30 und 31 kennzeichnet die Bezugsziffer 101 einen Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser. Ebenfalls kennzeichnet die Bezugsziffer 102 einen Zuführleiter, und die Bezugsziffer 103 kennzeichnet ein Dichtungsmittel.
Der Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser 101 ist mit einem Ende von einer Hülle (nicht gezeigt) gekoppelt, welche im Zentrum von einem Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse bestimmt ist. Am Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser 101 sind Durchgangslöcher 101a bestimmt, welche mit der Hülle in Verbindung stehen.
Der Zuführleiter 102 ist mit einem abdichtbaren Abschnitt 102a und einem hitzebeständigen Abschnitt 102b bereitgestellt.
Der abdichtbare Abschnitt 102a enthält einen abdichtbaren Abschnitt 102a1, welcher in den Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser 101 eingesetzt werden kann, und einen äußeren Vorsprung 102a2, welcher ein Kopf-Ende, welches mit dem Basis-Ende vom abdichtbaren Abschnitt 102a1 gekoppelt ist, und ein Basis-Ende hat, welches außerhalb des Zylinderabschnitts mit kleinem Durchmesser 101 hervorspringt.
Das Basis-Ende des hitzebeständigen Abschnitts 102b ist mit dem Kopf-Ende des abdichtbaren Abschnitts 102a gekoppelt, welcher aus einem abdichtbaren Metall gemacht ist. Ferner ist eine Elektrode am Kopf-Ende des hitzebeständigen Abschnitts 102b befestigt (nicht gezeigt). Um das Basis-Ende des hitzebeständigen Abschnitts 102b mit dem Kopf-Ende des abdichtbaren Abschnitts 102a zu koppeln, sind Stufen 102a3 und 102b1 beispielsweise am Kopf-Ende des abdichtbaren Abschnitts 102a und am Basis-Ende des hitzebeständigen Abschnitts 102b an Positionen platziert, welche miteinander verschweißt werden. Die Stufen 102a3 und 102b1 werden aufgebracht, und dann oben und unten miteinander punktgeschweißt.
Ferner wird der Zuführleiter 102 in den Abschnitt mit kleinem Durchmesser 101 eingesetzt. Dann fließt ein Verbund aus einem Dichtungsmittel 103 zum Abdichten von Keramiken in den schmalen Spalt zwischen dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser 101 und einem abdichtbaren Abschnitt 10a1 des abdichtbaren Abschnitts 102a des Zuführleiters 102, welcher in den Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser 101 eingesetzt ist, und wird dann derart verfestigt, so dass der Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser 101 abgedichtet ist, und der Zuführleiter 102 an einer vorbestimmten Position fixiert ist.
Im Übrigen springt der äußere Vorsprung 102a2 des abdichtbaren Abschnitts 102a des Zuführleiters 102 nach außen vor, und sein Kopf-Ende ist mit dem Basis-Ende des abdichtbaren Abschnitts 102a1 gekoppelt. In einer Art von einer äußeren Glühbirne, welche in einer aufgebrauchten äußeren Glühbirne untergebracht ist und darin leuchtet, kann der äußere Vorsprung 102a außerhalb des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses 101 vorspringen, und als ein externer Leitungsdraht wirken. Jedoch muss bei einer Art von einer äußeren Glühbirne, welche der Luft ausgesetzt ist, der äußere Vorsprung 102a hermetisch durch das Dichtungsmittel abgedichtet werden, um nicht der Luft ausgesetzt zu sein, um eine Oxidation zu vermeiden.
Demgemäss ist bei der Art von der äußeren Glühbirne, welche der Luft ausgesetzt ist, der äußere Vorsprung 102a2 mit einem externen Leitungsdraht (nicht gezeigt) gekoppelt, welcher aus einem oxidationsfreien Metall gemacht ist, und die Kontaktstelle ist durch die keramische Scheibe (nicht gezeigt) umgeben, und durch ein Dichtungsmittel abgedichtet, welches einen Schmelzpunkt hat, welcher niedriger als der des Dichtungsmittels 103 ist.
Ferner sind zum Koppeln des Kopf-Endes des äußeren Vorsprungs 102a2 mit dem Basis-Ende des abdichtbaren Abschnitts 102a1, Stufen 102a4 und 102a5, welche im abdichtbaren Abschnitt 102a1 und dem äußeren Vorsprung 102a2 bestimmt sind, zueinander aufgebracht und dann punktgeschweißt.
Um die Probleme bei der Entladungslampe aus dem Stand der Technik, wie oben beschrieben, zu lösen, haben die Erfinder eine neue Hochdruckentladungslampe entwickelt, bei welcher der abdichtbare Abschnitt des Zuführleiters ausgebildet wird, indem eine Platte in eine zylindrische Form mit einer Kontaktstellen-Leitung abgerundet wird, und haben die Erfindung (hiernach als die vorherige Erfindung bezeichnet) in Japan (japanische Patentanmeldung 10-257807) angemeldet. Demgemäss kann der abdichtbare Abschnitt einfach mit einem hitzebeständigen Abschnitt gekoppelt werden, dessen Kopf-Ende mit einer Elektrode bereitgestellt ist. Es wird dann schwierig, den abdichtbaren Abschnitt außermittig zum hitzebeständigen Abschnitt zu bringen.
32 ist eine teilweise vergrößerte Vordersektion, welche die vorherige Erfindung der Hochdruckentladungslampe zeigt.
In 32 sind die gleichen Elemente wie jene, welche in 31 gezeigt sind, mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
Der abdichtbare Abschnitt 102a des Zuführleiters 102 enthält einen zylindrischen abdichtbaren Abschnitt 102a1' und einen äußeren Vorsprung 102a2.
Der zylindrische abdichtbare Abschnitt 102a1' ist durch zylindrisches Abrunden einer abdichtbaren Metallplatte ausgebildet. Somit hat der zylindrische abdichtbare Abschnitt 102a1' eine sich axial erstreckende Kontaktstellen-Leitung j, welche einen schmalen Spalt von ungefähr 1 bis 10 μm im Durchschnitt darstellt.
Der äußere Vorsprung 102a2 ist in den zylindrischen abdichtbaren Abschnitt 102a1' eingesetzt. Es ist somit möglich, dass sie zueinander durch eine Presspassung beim Abdicht-Betrieb gekoppelt werden.
Der hitzebeständige Abschnitt 102b wird in den zylindrischen abdichtbaren Abschnitt 102a1' eingesetzt, und wird dann damit durch eine Presspassung auf dieselbe Weise gekoppelt, wie jene beim äußeren Vorsprung 102a2.
Im Übrigen hat der Stand der Technik einige Nachteile an der Kontaktstelle des abdichtbaren Abschnitts und des hitzebeständigen Abschnitts im Zuführleiter, und an der Kontaktstelle von einer Abdichtung und dem äußeren Vorsprung im abdichtbaren Abschnitt. D.h., dass es dahingehend Probleme gibt, dass ein solches Punktschweißen mühsam ist, und das jene, welche somit punktgeschweißt sind, einfach zueinander außermittig gebracht werden können.
Die Hochdruckentladungslampe aus dem Stand der Technik ist dahingehend vorteilhaft, als das es einfach ist, den abdichtbaren Abschnitt und den hitzebeständigen Abschnitt miteinander zu koppeln, und sie kaum zueinander außermittig gebracht werden. Wenn jedoch ein Aufbau zugrunde gelegt wird, bei welchem das Dichtungsmittel darin versagt, innerhalb des zylindrischen abdichtbaren Abschnitts 102a1' einzutreten, und zwar wenn ein Auslaufen des Dichtungsmittels sowohl an der Kontaktstelle des hitzebeständigen Abschnitts und des zylindrischen abdichtbaren Abschnitts 102a1', als auch an der Kontaktstelle des zylindrischen abdichtbaren Abschnitts 102a1' und des äußeren Vorsprungs 102a2 auftritt, verliert das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse 101 seine hermetische Abdichtung. Jedoch kann ein solches Problem einfach gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Hochdruckentladungslampe, eine verbesserte Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung, eine verbesserte Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung und eine verbesserte Beleuchtungsschaltung unter Verwendung der Lampe bereitzustellen, bei welcher Zuführleiter nicht außermittig zu den hitzebeständigen Abschnitten gebracht werden, und/oder eine hochzuverlässige Abdichtung zwischen dem Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse und dem Zuführleiter dargelegt wird.
Es ist ferner eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung bereitzustellen, bei welcher die Hochdruckentladungslampe keine reduzierte Lebensdauer hat, sogar wenn ein flacher Reflektor verwendet wird.
Es ist ferner eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kompakte Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung und ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, welches die Entladungslampen-Beleuchtungsschaltung verwendet, welche verkleinert werden kann, indem der Stabilisator verwendet wird, welcher dazu in der Lage ist, den Beleuchtungs-Betrieb durch seine Last-Eigenschaften zu beginnen, welche ähnlich sind zu jenen eines Leuchtstofflampen-Stabilisators, und welcher einen relativ niedrigen Schwärzungspegel hat, d.h., eine Schwärzung aufgrund von einer Verdampfung eines Elektrodenmaterials bei einem Lichtbogen-Übergang.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, ist eine Hochdruckentladungslampe bereitgestellt, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie bereitgestellt ist mit: einem Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse, welches eine Hülle, welche einen Entladungsraum bestimmt, und einen Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser hat, welcher mit der Hülle in Verbindung steht und einen kleineren Durchmesser als die Hülle hat; einem Zuführleiter, welcher einen abdichtbaren Abschnitt, welcher einen Spulen-Abschnitt enthält, und einen hitzebeständigen Abschnitt enthält, welcher ein Basis-Ende hat, welches in den Spulen-Abschnitt eingesetzt ist, wodurch der hitzebeständige Abschnitt mit dem Spulen-Abschnitt gekoppelt ist, wobei sich der Zuführleiter in den Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses erstreckt, wodurch ein schmaler Spalt zwischen dem hitzebeständigen Abschnitt und der Innenoberfläche des Zylinderabschnitts mit kleinem Durchmesser bestimmt ist; einer Elektrode, welche am Ende des hitzebeständigen Abschnitts des Zuführleiters befestigt ist; einem Dichtungsmittel zum Abdichten von Spalten zwischen dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses und dem abdichtbaren Abschnitt des Zuführleiters, so dass zumindest der abdichtbare Abschnitt nicht dem Entladungsraum ausgesetzt ist; und einem Ionisierungsmittel, welches in das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse gefüllt ist.
In der folgenden Beschreibung werden einige Definitionen und ihre technischen Bedeutungen für folgende spezifische Ausdrücke dargestellt, sofern sie nicht anderweitig spezifiziert sind.
(Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse)
Der Ausdruck „Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse" bezeichnet ein hermetisches Entladungslampen-Gehäuse, welches ein monokristallines Metalloxid, beispielsweise Saphir, ein polykristallines Metalloxid, beispielsweise ein semitransparentes Aluminiumoxid, ein Yttrium-Aluminiumgranat (YAG), ein Yttrium-Oxid (YOX) und ein polykristallines Nichtoxid-Material, beispielsweise ein Material, welches eine Lichtdurchlässigkeit und eine Hitzebeständigkeit hat, wie beispielsweise ein Aluminium-Nitrit (AIN) enthält. Hier bezeichnet der Ausdruck Lichtübertragungs-Mittel eine Übertragbarkeit, welche es erlaubt, dass ein Licht, welches durch eine Entladung erzeugt wird, nach außen durch ein Entladungslampen-Gehäuse passiert. Demgemäss kann der Ausdruck entweder eine Durchlässigkeit oder eine Licht-Verbreitung darstellen.
Ferner hält das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse daran eine Hülle, welche einen Entladungsraum und eine Elektrode bestimmt, und einen Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser, welcher einen schmalen Spalt hat, zum Abdichten des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses zusammen mit einem Zuführleiter. Das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse kann in einer Struktur mit doppelt geschlossenen Enden, mit einem Paar von Zylinderabschnitten mit kleinem Durchmesser, welche an beiden Enden in der Hülle gekoppelt sind, oder in einer Struktur mit einem einzelnen geschlossenen Ende mit einem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser, welcher an ein Ende der Hülle gekoppelt ist, ausgebildet sein.
Ferner kann beim Erstellen des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses im Falle der Struktur mit doppelt geschlossenen Enden ein Paar von Zylindern mit kleinem Durchmesser an beiden Enden von einer mittig lokalisierten Hülle gekoppelt sein, um sie zusammen von Anfang an zu integrieren. Ferner ist es ebenfalls möglich, einen integrierten Entladungs-Behälter auszubilden, und zwar beispielsweise durch Vorbereiten von einem Zylinder, welcher eine Hülle hat, und unverbindlichen Verschmelzen von Teilen von einem Paar von Endplatten, so dass sie an beiden Enden des Zylinders fixiert sind, um den Zylinder zu schließen, und einem Paar von Zylindern mit kleinem Durchmesser, so dass sie in mittige Löcher fixiert sind, welche in den Endplatten bestimmt sind, um als die Zylinderabschnitte mit kleinem Durchmesser zu wirken, und dann einem gemeinsamen Verschmelzen nach einem Fixieren der Zylinder mit kleinem Durchmesser an beide Enden des vorherigen Zylinders.
Im Falle einer Struktur mit einzeln geschlossenem Ende werden, obwohl es möglich ist, die gesamten Elemente einstückig von Anfang an auf die selbe Weise wie bei der Struktur mit doppelt geschlossenen Enden auszubilden, Teile von einer Kugel mit einer Öffnung oder eines bodengeschlossenen Zylinders, welcher eine Öffnung und einen Zylinder enthält, zum Ausbilden des Zylinderabschnitts mit kleinem Durchmesser, unverbindlich verschmolzen, und dann werden sie wie gewünscht fixiert, und zum Schluss insgesamt zur Integration verschmolzen. Ferner kann der Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser als einzelnes Stück ausgebildet sein, welches gemeinsam durch ein Paar von Elektroden verwendet wird, oder es ist alternativ ebenfalls möglich, ein Paar von Zylinderabschnitten mit kleinem Durchmesser vorzubereiten. Hier wird, wenn das Gesamtstück des Zylinderabschnitts mit kleinem Durchmesser befestigt wird, nachdem ein mittlerer Keramikzylinder durch ein Paar von Durchgangslöchern, welche in einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser eingesetzt sind, und einem Paar von Durchgangslöchern, welche in die Durchgangslöcher des mittleren Zylinders eingesetzt sind, und dann wie gewünscht abgedichtet sind, ein gewünschter Abstand zwischen dem Zuführleiter und der Elektrode sichergestellt.
Ferner ist das Innenvolumen des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses insbesondere wirksam bei einem kleinen Volumen von weniger als 0,05 cc, oder vorzugsweise weniger als 0,04 cc. Jedoch ist es nicht notwendiger Weise auf das spezifische Volumen beschränkt. Ein solches kompaktes Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse kann zu einer Länge von weniger als 30mm oder vorzugsweise weniger als 25mm erstellt werden. Ferner ist es vorteilhaft, die Lampe so einzustellen, dass sie einen eingestuften Energieverbrauch von weniger als 20 W hat.
(Zuführleiter)
Der Zuführleiter wird mit zumindest einem der Zylinderabschnitte mit kleinem Durchmesser des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses verwendet.
Der „Zuführleiter" dient zum Anlegen von einer Spannung, über die Elektroden hinweg, über einen Stabilisator von einer Energieversorgung, und zum Starten der Hochspannungs-Entladungslampe, und zum Beleuchten der Entladungslampe durch Hinzufügen eines Stromes daran. Der Zuführleiter ist am Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser der Lichtübertragungs-Keramik-Entladungslampe in hermetischer Abdichtung wie unten beschrieben befestigt.
Der „abdichtbare Abschnitt" kann aus einem Material gemacht sein, welches dazu geeignet ist, um das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse bei einem Spalt zwischen dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser und dem abdichtbaren Abschnitt abzudichten. Wenn erfordert, kann der abdichtbare Abschnitt aus einem Material gemacht sein, welches zur Abdichtung geeignet ist, und zwar durch Einfügen eines röhrenförmigen mittleren Keramikteils (als Keramik-Röhre bezeichnet) zwischen dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser und dem abdichtbaren Abschnitt, beispielsweise Niob, Tantal, Titan, Zirkonium, Hafnium und Vanadium.
Im Falle einer Verwendung von Aluminiumoxid als das Material des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses, sind sie als das Material des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses, da Niob und Tantal beinahe denselben mittleren thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie jenen des Aluminiumoxid haben, für den abdichtbaren Abschnitt geeignet. Im Falle einer Verwendung des Yttrium-Oxids (YOX) und des Yttrium-Aluminiumgranat (YAG) gibt es keinen wesentlichen Unterschied in ihren thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Im Falle einer Verwendung des Aluminium-Nitrits, ist es besser das Zirkonium als Material des abdichtbaren Abschnitts zu verwenden.
Ferner ist der abdichtbare Abschnitt mit dem Spulen-Abschnitt an seinem Kopf-Ende bereitgestellt. Demgemäss ist es möglich, den abdichtbaren Abschnitt und den hitzebeständigen Abschnitt zusammen zu koppeln, ohne das sie zueinander außermittig durch eine Presspassung in einem Abdicht-Betrieb gebracht werden, in dem einfach das Basis-Ende des hitzebeständigen Abschnitts in den Spulen-Abschnitt eingesetzt wird. Wenn notwendig, ist es jedoch möglich, sie zusammen zu schweißen, nachdem der hitzebeständige Abschnitt in den Spulen-Abschnitt eingesetzt ist. Natürlich ist es schwierig, sie gemäß des Schweiß-Betriebes zueinander außermittig zu bringen.
Ferner passt das Kopf-Ende der abdichtbaren Metallstange, welche in den Spulen-Abschnitt des abdichtbaren Abschnitts eingesetzt ist, von Angesicht zu Angesicht mit dem Basis-Ende des hitzebeständigen Abschnitts. Demgemäss ist es möglich, dass der Spulen-Abschnitt und der hitzebeständige Abschnitt auf eine korrekte gerade Ausrichtung zusammengefasst werden.
Ferner kann der gesamte oder ein Teil des Spulen-Abschnitts des abdichtbaren Abschnitts eine gewünschte Spulen-Neigung haben. Wenn beispielsweise der Spulen-Abschnitt fest gewunden ist, benötigt ein später beschriebenes Dichtungsmittel eine gewisse Zeit, um in das Innere des Spulen-Abschnitts einzutreten, jedoch kann der gesamte Zuführleiter mit dem Spulen-Abschnitt in einer geraden Ausrichtung gekoppelt werden.
Ferner kann durch ein Vergrößern der Neigung eine gewünschte Länge des Drahtes der Spule reduziert werden.
Ferner ist es durch ein Erweitern des Spulen-Abschnitts des abdichtbaren Abschnitts, so dass er den Hauptteil des abdichtbaren Abschnitts bildet, d.h., Abschnitte, welche sich von einem Abschnitt unterscheiden, welcher mit dem hitzebeständigen Abschnitt gekoppelt ist, möglich, dass das Dichtungsmittel des keramischen Dichtungsverbundes in das Innere des Spulen-Hauptteils des abdichtbaren Abschnitts eintritt, und dann einen dicken Abdicht-Film ausbildet.
Ferner ist es im Falle einer Hinzufügung eines äußeren Vorsprungs, welcher einen Teil des abdichtbaren Abschnitts bildet und außerhalb des Dichtungsmittels vorspringt, möglich, einen äußeren Vorsprung zu verwenden, welcher aus einem abdichtbaren Metall gemacht ist, welches unabhängig vom Spulen-Abschnitt ist, oder einen externen Leitungsdraht, welcher aus einem abdichtbaren Metall gemacht ist, an den Hauptteil des abdichtbaren Abschnitts direkt zu koppeln, und zwar anstelle einer Verwendung eines solchen unabhängigen äußeren Vorsprungs. Um sie einfach zu realisieren, ist es möglich, dass der unabhängige äußere Vorsprung oder ein Abschnitt des abdichtbaren Abschnitts, welcher mit dem externen Leitungsdraht zu koppeln ist, durch den Spulen-Abschnitt gebildet wird. Demgemäss wird es einfach, den unabhängigen äußeren Vorsprung oder den externen Leitungsdraht an den Haupt-Anschluss des abdichtbaren Abschnittes zu koppeln, ohne das sie zueinander außermittig gebracht werden.
Ferner ist es möglich, dass der Mitten-Abschnitt von beiden Enden des Spulen-Abschnitts aus einer soliden Stange oder einem Zylinder gemacht ist, welcher aus einem abdichtbaren Metall gemacht ist. In diesem Fall, ist es möglich, Mittenteile in die Spulen-Abschnitte an beiden Seiten einzusetzen, und sie dann zusammen durch eine Presspassung im Abdicht-Betrieb oder beim Schweißen zu koppeln.
Ferner ist der gesamte abdichtbare Abschnitt, welcher den Spulen-Abschnitt, welcher das Kopf-Ende des abdichtbaren Abschnitts zum Verbinden des hitzebeständigen Abschnitts wird, den Mitten-Abschnitt zum Bilden des Abdicht-Abschnitts, indem das Dichtungsmittel darin eingeführt wird, und den unabhängigen äußeren Vorsprung oder das andere Ende, welches mit dem externen Leitungsdraht zu koppeln ist, enthält, durch den Spulen-Abschnitt gebildet. In diesem Fall, ist es möglich, dass die Spulen-Abschnitte integral durch Spulen ausgebildet werden, welche denselben Draht, denselben Durchmesser oder dieselbe Neigung zueinander haben. Andererseits werden Spulen, welche sich bei einem Teil oder in der Gesamtheit der Abmessungen unterscheiden, einzeln ausgebildet, und dann miteinander gekoppelt.
Beispielsweise werden beide Enden des Spulen-Abschnitts fest gewunden, während sein Mitten-Abschnitt leicht gewunden wird. Gemäß eines solchen Aufbaus, ist es einfach, den abdichtbaren Abschnitt durch das Dichtungsmittel auszubilden, welches in das Innere des Mitten-Abschnitts eintritt, und ebenfalls einfach, die Teile an beiden Enden sicher zusammen zu koppeln. Ferner wird durch ein Vergrößern der Spulen-Neigung am Mitten-Abschnitt die Länge des Drahtes der Spule reduziert.
Um die Spulen wie oben erwähnt zu formen, wird die fest gewundene Spule oder die Spule mit schmalen Spalten zwischen Windungen zunächst vorbereitet. Beide Enden der Spule werden an vorbestimmte Teile gekoppelt, und der Mitten-Abschnitt der Spule wird auf eine vorbestimmte Länge gestreckt. Daraus resultierend wird ein leicht gewundener Spulen-Neigungsabschnitt im Mitten-Abschnitt ausgebildet. Jedoch ist es möglich, eine Spule zu verwenden, welche drei Sektionen hat, welche von Anfang an mit unterschiedlichen Neigungen gewunden sind.
Ferner ist es ebenfalls möglich, eine Spule zu verwenden, welche eine konstante Neigung über die gesamte Spulenlänge hinweg hat, jedoch von Anfang an einen festgelegten Spalt zwischen Spulenwindungen hinterlässt.
Ferner ist es durch Einlegen einer abdichtbaren Metallstange in das Innere des Spulen-Abschnittes möglich, zu verhindern, dass sich der Spulen-Abschnitt ungewünscht krümmt. In diesem Fall wird es, indem das Kopf-Ende der Stange in Angesicht zu Angesicht zum Basis-Ende des hitzebeständigen Abschnittes fixiert wird, einfach, den hitzebeständigen Abschnitt in einer geraden Ausrichtung zu koppeln. Ferner ist es möglich, indem das Basis-Ende der Stange außerhalb des Spulen-Abschnittes des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser hervorspringt, möglich, dass die Stange als der äußere Vorsprung verwendet wird.
Ferner ist es in einem Fall, bei welchem ein zusätzlicher externer Leitungsdraht zum äußeren Vorsprung des abdichtbaren Abschnittes beim Typ der äußeren Glühbirne, welche der Luft ausgesetzt ist, oder zum äußeren Vorsprung beim Typ der äußeren Glühbirne, welche in einer äußeren Glühbirne untergebracht ist, gekoppelt wird, möglich, den äußeren Vorsprung mit dem Spulen-Abschnitt durch ein Ausstrecken des Spulen-Abschnittes zu integrieren. Demgemäss ist es möglich, weitere Teile, welche als der äußere Vorsprung verwendet werden, und Zeit und Mühe zum Koppeln derer einzusparen.
Der „hitzebbeständige Abschnitt" ist ein Abschnitt, welcher ein leitfähiges Material enthält, welches einen hohen Schmelzpunkt hat, welcher ausreichend ist, um der hohen Temperatur während des Betriebes der Hochdruckentladungslampe zu widerstehen. Der Ausdruck zeigt ebenfalls einen Abschnitt eines leitfähigen Materials an, welches eine Korrosionsbeständigkeit zu einem Ionisierungsmittel hat, welches im Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse vorliegt. Beispielsweise ist es möglich, dass es aus Wolfram, Molybdän, Legierungen, welche beide derer als ein Hauptelement enthalten, oder Platin gemacht ist. Jedoch ist es möglich, dass es durch Zusammenfassen oben beschriebener mehrerer Metalle, und zwar nicht aus einem einzelnen Metalltyp alleine, gemacht ist. Ferner kann es aus Cermet gemacht sein.
Ferner kann der hitzebeständige Abschnitt eine solide Stange oder ein Zylinder, d.h. eine Röhre, welche eine Dicke von 10 bis 300 μm hat, sein. Bei einer kompakten Hochdruckentladungslampe, wie beispielsweise eine Lampe mit einem eingestuften Leistungsverbrauch von weniger als 30 W, oder vorzugsweise um 20 W, ist es vorteilhaft, wenn ein hitzebeständiger Abschnitt vom Typ einer soliden Stange einen Durchmesser von weniger als 0,2 mm hat. Hingegen ist es vorteilhaft, wenn ein hitzebeständiger Abschnitt vom Typ eines Zylinders eine Dicke von ungefähr 10 bis 100 μm hat.
Ferner kann der hitzebeständige Abschnitt vom Typ eines Zylinders ein Zylinder sein, welcher durch zylindrisches Abrunden einer dünnen Platte hergestellt ist, wodurch eine Kontaktstelle mit einem schmalen Spalt hinterlassen wird, als auch eine übergangslose Röhre sein. Somit, wenn ein Dichtungsmittel am Basis-Ende des hitzebeständigen Abschnitts anhaftet, ist es möglich, dass der hitzebeständige Abschnitt vom Typ eines Zylinders eine Belastung absolviert, welche durch einen thermischen Ausdehnungsunterschied zwischen dem hitzebeständigen Abschnitt und dem Dichtungsmittel verursacht wird, sogar wenn der thermische Ausdehnungskoeffizient des Dichtungsmittels offenbar kleiner als der des hitzebeständigen Abschnitts ist.
Andererseits wird ein schmaler Spalt, eine so genannte Kapillare, zwischen dem hitzebeständigen Abschnitt und der Innenoberfläche des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser ausgebildet. Ein Teil des schmalen Spalts an der Seite von einem Ende des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser wird durch das Dichtungsmittel eingegraben. Jedoch verbleibt in anderen Teilen des schmalen Spaltes an der Seite des Dichtungsmittels ein Rest des Ionisierungsmittels in einer Flüssigphase während der Beleuchtung der Lampe. Dann stellt das Flüssigphasen-Ionisierungsmittel an der Seite des Entladungsraumes einen kältesten Abschnitt dar. Demgemäss ist es möglich, wunschgemäß die Temperatur des kältesten Abschnittes und des Dichtungsmittels einzustellen, indem geeigneter Weise die Breite und die Länge des schmalen Spaltes und die Menge des Ionisierungsmittels eingestellt wird.
(Elektrode)
Die Elektrode ist am Kopf-Ende des hitzebeständigen Abschnittes des Zuführleiters befestigt. Im allgemeinen befindet sich die Elektrode innerhalb der Hülle von dem Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse. Jedoch ist eine solche Erfordernis der Lokalisierung von der Elektrode nicht wesentlich, hingegen kann die Elektrode in das Innere des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser lokalisiert werden. Das heißt, dass die Elektrode an einer Position lokalisiert werden kann, welche der Hülle gegenübersteht.
Ferner kann die Elektrode, wenn gewünscht, mit dem hitzebeständigen Abschnitt des Zuführleiters integriert werden, als das sie vom hitzebeständigen Abschnitt getrennt wird. Beispielsweise ist es erlaubt, dass das Kopf-Ende des hitzebeständigen Abschnittes als Elektrode wirkt. In diesem Fall, obwohl es in einer AC-Typ Lampe möglich ist, ein Paar von Elektroden mit hitzebeständigen Abschnitten zu integrieren, ist es in einer DC-Typ Lampe lediglich möglich, dass eine Elektrode mit einem solchen hitzebeständigen Abschnitt integriert wird. Jedoch wird in der DC-Typ Lampe eine Elektrode als ein unterschiedliches Stück gebildet, welches am Kopf-Ende des hitzebeständigen Abschnittes befestigt ist.
Ferner ist es möglich, dass die Elektrode durch zylindrisches Abrunden einer aus Wolfram, u.s.w., gemachten Platte ausgebildet wird. Demgemäss nimmt ein Oberflächenbereich der Elektrode zu, so dass die Elektrodenoberflächen-Stromdichte, welche eine der Faktoren ist, welche ein Sputtern-Verhältnis beim Glimmentladungs-Modus beim Glimmbogen-Übergang bestimmen, abnimmt. Demgemäss nimmt ein Kathoden-Spannungsabfall ebenfalls ab, wodurch das Sputtern reduziert wird. Da die thermische Kapazität abnimmt, wird die Glimmbogen-Übergangszeit verkürzt. Ferner wird aufgrund eines Kanten-Effektes eine Elektronenemissions-Wirksamkeit verbessert, um die Start-Spannung zu verringern.
Ferner, wenn das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse vom Typ einer einseitigen Abdichtung ist, sind Basis-Abschnitte von einem Paar von Elektroden, welche in die Hülle des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses vorspringen, dazu in der Lage, durch eine Isolier-Hülse bedeckt zu werden, um eine Spannungsfestigkeit des Raumes zwischen den Basis-Enden der Elektroden zu verbessern.
(Dichtungsmittel)
Das Dichtungsmittel dichtet den Raum zwischen dem abdichtbaren Abschnitt des Zuführleiters und dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses ab, indem das Kopf-Ende des abdichtbaren Abschnitts derart bedeckt wird, dass zumindest der abdichtbare Abschnitt nicht dem Entladungsraum ausgesetzt ist.
Das Dichtungsmittel ist aus einem keramischen Dichtungsverbund gemacht, dessen Schmelzpunkt im allgemeinen höher als 1500 °C ist, und dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient nahe dem der Lichtübertragungs-Keramik ist, um den Zuführleiter und das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse abzudichten, welche während des Licht-Betriebes auf eine hohe Temperatur erwärmt werden. Der keramische Dichtungsverbund, welcher oft als Weichporzellanmasse bezeichnet wird, ist zu einem Ring-Pellet geformt, indem ein vorvermengtes Glaswaren-Material geformt wird. Das Pellet wird dann auf dem Kopf-Ende des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses platziert und versintert, um derart verschmolzen zu werden, dass seine Lösung in den schmalen Spalt zwischen dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser und dem Zuführleiter eintritt, und dann an der Position verhärtet. Daraus folgend ist das Dichtungsmittel an einer spezifischen Position ausgebildet.
Das heißt, um das Dichtungsmittel an einer vorbestimmten Position auszubilden, wird zunächst das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse auf einem abzudichtenden Abschnitt fixiert, dann wird der solide keramische Dichtungsverbund am abzudichtenden Kopf-Ende des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser platziert und dann erwärmt. Dann schmilzt der keramische Dichtungsverbund, und tritt dann in den Spalt zwischen dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser und dem zylindrischen abdichtbaren Abschnitt ein. Wenn seine Lösung eine vorbestimmte Position an der Mitte des hitzebeständigen Abschnittes erreicht, unterläuft die Lösung einer Abkühlung. Demgemäss wird das Dichtungsmittel gehärtet, damit es nicht nur den abdichtbaren Abschnitt bedeckt, um zu verhindern, dass der abdichtbare Abschnitt dem Entladungsraum des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses ausgesetzt ist, sondern ebenfalls den Spalt zwischen dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser und dem abdichtbaren Abschnitt abdichtet. Zur selben Zeit dichtet das Dichtungsmittel einen Teil des Spaltes zwischen dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser und dem hitzebeständigen Abschnitt hermetisch ab. Gemäß dem derart ausgebildeten Dichtungsmittel wird der Zuführleiter an einer vorbestimmten Position fixiert, und ebenfalls wird das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse abgedichtet.
Im Falle einer kompakten Hochdruckentladungslampe, ist es ebenfalls möglich, den hitzebeständigen Abschnitt des Zuführleiters abzudecken, welcher durch das Dichtungsmittel über ein Ausmaß von 0,2 bis 0,3 mm in axialer Richtung abgedeckt ist. Wenn das Ausmaß des bedeckten hitzebeständigen Abschnittes kleiner als 0,2 mm ist, wird der abdichtbare Abschnitt leicht durch ein Ionisierungsmittel, wie beispielsweise Halogen, erodiert. Ebenfalls, wenn das Ausmaß 3 mm übersteigt, tritt leicht eine Bruchstelle beim Lampen-Betrieb auf.
(Ionisierungsmittel)
Bei der vorliegenden Erfindung hat das Ionisierungsmittel keine beschränkte Auswahl.
Wenn Quecksilber oder Edelgas als Ionisierungsmittel verwendet wird, ist es möglich, eine Hochdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe (eine so genannte Quecksilberlampe) zu erlangen.
Ferner ist es durch Füllen eines Metall-Haloids, welches zumindest ein Metall zum Aussenden von Licht enthält, möglich, eine Hochdruck-Metall Haloid-Entladungslampe (eine so genannte Metall-Haloidlampe) zu erlangen. In diesem Fall werden Quecksilber und ein Edelgas unter korrektem Druck in einen Entladungslampen-Behälter als ein Puffermittel gefüllt.
Ferner ist es bei der Metall-Haloidlampe möglich, indem Neon Ne und Argon Ar bei korrektem Druck in den Entladungslampen-Behälter als Puffergase gefüllt werden, dass die Metall-Haloidlampe vorteilhaft erleuchtet, indem ein Hochfrequenzstabilisator verwendet wird, welcher genauso kompakt ist wie der Neonlampen-Stabilisator, und eine Lastcharakteristik hat, welche sich glatt von der Leerlaufspannung zweiter Ordnung zum Kurzschlussstrom zweiter Ordnung erstreckt, und zwar ohne Verwendung eines Zünders.
Ferner ist es möglich, als ein Halogen zum Bilden des Metall-Haloids, eines oder eine Vielzahl aus Jod I, Brom Br, Chlor Cl und Fluor F zu verwenden. Das Metall-Haloid von einem Metall zum Aussenden von Licht kann aus einer Gruppe von bekannten Metall-Haloiden ausgewählt sein, um eine Ausstrahlung zu erlangen, welche mit einer gewünschten Beleuchtungs-Charakteristik über eine Lichtfarbe, einen mittleren Farb-Ränderring-Berechnungsindex Ra und eine Beleuchtungs-Wirksamkeit, und ferner in Ansprechen auf die Größe und die Eingangsleistung des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses bereitgestellt ist. Beispielsweise kann eines oder eine Vielzahl von Haloiden verwendet werden, welche unter einer Gruppe von einem Na-Haloid, einem Li-Haliod, einem Sc-Haloid oder aus Edelgas Metall-Haloiden ausgewählt sind.
Ferner ist es möglich, dass bei der Hochdruck Metall-Haloid Entladungslampe ein Haloid aus einem Metall, welches einen relativ hohen Dampfdruck und geringe strahlende oder nicht strahlende sichtbare Lichter hat, wie beispielsweise Aluminium Al, in den Entladungs-Behälter anstelle von Quecksilber gefüllt wird. Als Edelgas kann Argon Ar, Xenon Xe oder Neon Ne verwendet werden.
Andererseits ist es möglich, dass unter Verwendung von Natrium-Amalgam NaHg als das Ionisierungsmittel, zusammen mit einem Edelgas, wie beispielsweise Xenon Xe, eine Hochdruck Natrium-Entladungslampe erlangt wird.
(Weitere Konfigurationen)
Bei der Implementierung der vorliegenden Erfindung ist es, wenn notwendig, möglich, dass folgende Konfigurationen hinzugefügt werden. Jedoch sind solche Konfigurationen optional und selektiv adoptiert. Wenn solche Konfigurationen adoptiert werden, kann die Hochdruckentladungslampe ausgeprägte Merkmale zur Geltung bringen. Jedoch beschränken sie nicht den technischen Bereich der vorliegenden Erfindung.
(1) Schmaler Spalt
Die Breite des schmalen Spaltes zwischen der Innenoberfläche des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser und dem Zuführleiter ist bei der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt. Jedoch ist es im Falle einer relativ kompakten Hochdruckentladungslampe, d.h., ein Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse, welches ein Innenvolumen von kleiner als 0,1 cc oder vorzugsweise kleiner als 0,05 cc und/oder einen eingestuften Energieverbrauch von weniger als 20 W hat, vorteilhaft, wenn die Breite des schmalen Spaltes gleich oder größer als 0,21 mm ist.
Gemäß von Studien der Erfinder wurde bei der kompakten Hochdruckentladungslampe herausgefunden, dass es nicht möglich ist, eine gefällige Entladungslampe zu erlangen, sogar wenn die Größe der herkömmlichen Entladungslampe proportional reduziert wurde. Das heißt, dass es im Falle einer Reduzierung der Lichtleistung, notwendig ist, eine korrekte Temperatur für den kältesten Abschnitt sicherzustellen, um eine ausreichende Beleuchtungs-Wirksamkeit sicherzustellen. Bis hierhin ist es unabdingbar, die thermische Kapazität des gesamten Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses zu verringern. Jedoch, wenn einfach die Größe des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses gemäß eines gedachten Abgusses im Falle von einer relativ hohen Beleuchtungsleistung verringert wird, wird es innerhalb einer kurzen Zeit des Beleuchtungs-Betriebes ein Leck am abdichtbaren Abschnitt verursachen. Es wird angenommen, dass der Grund dafür darin liegt, dass, wenn die Größe des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses verringert wird, eine Konfiguration einer thermischen Leitung von Heiz-Elementen erzeugt wird, welche ein Entladungs-Plasma enthalten, d.h., eine Balance von einer thermischen Leitung, einer thermischen Konvektion und einem thermischen Strahlungskollaps.
(2) Beziehung zwischen dem Innenvolumen des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses und seiner linearen Lichtdurchlässigkeit.
Im Falle, dass das Innenvolumen des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses kleiner als 0,1 cc oder vorzugsweise kleiner als 0,05 cc ist, wird die mittlere lineare Lichtdurchlässigkeit von der Hülle auf 20% oder mehr, und vorzugsweise auf 30% oder mehr eingestellt.
Es wird angenommen, dass die lineare Lichtdurchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 550 nm gemessen wird. Hier bedeutet die mittlere lineare Lichtdurchlässigkeit einen mittleren Wert der linearen Lichtdurchlässigkeits-Daten, welche an unterschiedlichen fünf Abtastpunkten gemessen werden.
Im Falle, dass das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse ein kleines Innenvolumen, wie oben erwähnt, hat, ist es, wenn die mittlere lineare Lichtdurchlässigkeit von ihrer Hülle 20 % oder mehr beträgt, möglich, dass nicht nur die optische Wirksamkeit (gesamte optische Wirksamkeit der Einrichtung), inklusive derer eines optischen Systems, wie beispielsweise ein Reflektor, welcher mit der Entladungslampe zusammengefasst wird, verbessert wird, sondern ebenfalls das Auftreten der Bruchstellen im Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse reduziert wird.
Hier wird das Innenvolumen des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses auf folgende Weise gemessen. Zunächst wird das Gehäuse in Wasser eingetaucht, um das Wasser in das Gehäuse zu füllen. Dann wird das Gehäuse aus dem Wasser herausgenommen, nachdem die Öffnungen von beiden Zylinderabschnitten mit kleinem Durchmesser geschlossen wurden. Dann wird das Volumen des Wassers im Gehäuse dosiert und gemessen.
(3) Die Gesamtlänge des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses wird kleiner als 30 mm erstellt.
(4) Äußere Glühbirne
Bei der vorliegenden Erfindung kann die Hochdruckentladungslampe vom Typ einer Licht-Glühbirne konfiguriert werden, welche in einer äußeren Glühbirne untergebracht ist, welche entleert und mit Edelgas gefüllt ist. Gemäß dem Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse, welches in der äußeren Glühbirne untergebracht ist, kann die Temperatur des kältesten Abschnittes einfach auf eine gewünschte hohe Temperatur gehalten werden.
Hier kann der externe Leitungsdraht, welcher mit dem Basis-Ende des abdichtbaren Abschnittes des Zuführleiters gekoppelt ist, und sich außerhalb des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses erstreckt, entweder aus einem Metall, welches gleich dem des abdichtbaren Abschnittes ist, oder aus einem oxidationsfreien Leiter sein.
(5) Zweites Dichtungsmittel
Wenn ein Teil des abdichtbaren Abschnittes des Zuführleiters außerhalb des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses als der äußere Vorsprung platziert ist, kann der äußere Vorsprung durch ein zweites Dichtungsmittel gedeckt werden, so dass es nicht dem Äußeren ausgesetzt ist.
Diese Konfiguration ist wirksam beim Typ der äußeren Glühbirne, welche der Luft ausgesetzt ist.
Ferner, da der äußere Vorsprung durch das zweite Dichtungsmittel bedeckt ist, ist es möglich, zu verhindern, dass das vorherige Dichtungsmittel (im folgenden wird das vorherige Dichtungsmittel als das erste Dichtungsmittel bezeichnet) zum Abdichten des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses beschädigt oder geschwächt wird.
Ferner, wenn der abdichtbare Abschnitt des Zuführleiters derart aufgebaut ist, dass er einen Spulen-Abschnitt als sein Basis-Ende hat, ist es möglich, den äußeren Vorsprung durch eine abdichtbare Metallstange auszubilden, so dass die Stange in den Spulen-Abschnitt eingesetzt wird und dann damit gekoppelt wird.
Ferner, durch Hinzufügen eines oxidationsfreien Metalls zum äußeren Vorsprung und Aussetzen des oxidationsfreien Metalls der Luft durch das zweite Dichtungsmittel, kann das oxidationsfreie Metall als der externe Leitungsdraht wirken. Ferner, wenn der Spulen-Abschnitt am Basis-Ende des abdichtbaren Abschnittes erweitert wird, kann der Spulen-Abschnitt als der äußere Vorsprung wirken.
Ferner ist es möglich, dass das Ausmaß zwischen den Spulen-Abschnitten des Kopf-Endes und des Basis-Endes des abdichtbaren Abschnittes einstückig durch den Spulen-Abschnitt ausgebildet wird. Jedoch können, wenn notwendig, die Spulen-Abschnitte des Kopf-Endes und des Basis-Endes des abdichtbaren Abschnittes über eine Stange oder eine Röhre verbunden werden.
Das zweite Dichtungsmittel muss derart ausgebildet sein, dass dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient nahe dem des abdichtbaren Abschnittes des externen Leitungsdrahtes oder des Zuführleiters ist, und ebenfalls derart, dass dessen Schmelzpunkt wesentlich niedriger ist als der des ersten Dichtungsmittels. Beispielsweise ist es, da der Schmelzpunkt des zweiten Dichtungsmittels niedriger ist als der des ersten Dichtungsmittels, und zwar um 300 °C oder mehr, wenn das zweite Dichtungsmittel durch Erwärmen und Schmelzen des keramischen Dichtungsverbundes ausgebildet ist, schwierig, die Störung am ersten Dichtungsmittel zu bewirken, welches bereits ausgebildet wurde. Demgemäss ist es ebenfalls schwierig, die Bruchstelle am ersten Dichtungsmittel zu bewirken.
Ferner ist, da das zweite Dichtungsmittel den Schmelzpunkt hat, welcher niedriger ist als der des ersten Dichtungsmittels, und zwar um 300 °C oder mehr, der Schmelzpunkt des zweiten Dichtungsmittels ebenfalls niedriger als der von Platin. Somit ist es möglich, dass ein beträchtlich günstigeres abdichtbares Metall für den externen Leitungsdraht verwendet wird.
Demgemäss ist es möglich, die Kosten der Hochdruckentladungslampe zu verringern.
Wenn jedoch das zweite Dichtungsmittel einen Schmelzpunkt hat, welcher niedriger als der des ersten Dichtungsmittels ist, und zwar um 400 °C oder mehr, ist es schwieriger die Störung beim ersten Dichtungsmittel zu verursachen. Demgemäss wird die Abdichtung durch das zweite Dichtungsmittel einfach.
Beim zweiten Dichtungsmittel sind die folgenden Materialien vorteilhaft.
Das heißt, da das zweite Dichtungsmittel durch ein Oxid von zumindest drei oder mehreren Elementen gebildet ist, welche aus einer Gruppe von Si, B, Pb, Na, Ba, Zn, Ca und Mg als Grundelemente ausgewählt sind, es einfach ist, dass das zweite Dichtungsmittel einen geringen Schmelzpunkt und einen thermischen Ausdehnungskoeffizient nahe dem des abdichtbaren Abschnitts des Zuführleiters hat. Demgemäss kann das abdichtbare Metall, welches den niedrigeren Schmelzpunkt hat, als der externe Leitungsdraht verwendet werden.
Tabelle 1 listet Materialien, Zusammensetzungen, Schmelzpunkte und thermische Ausdehnungskoeffizienten des zweiten Dichtungsmittels auf. Hier sind alle Materialien von Nippon Denki Glass Co. Ltd. erhältlich.
[Tabelle 1]
Das zweite Dichtungsmittel hat vorzugsweise einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 6 × 10^–6/°C bis 12 × 10^–6/°C und einen Schmelzpunkt, welcher niedriger als 1200 ° C ist.
Ferner, wenn der externe Leitungsdraht eine abdichtbare Legierung ist, welche Fe und Ni enthält, kann der externe Leitungsdraht einen niedrigen Schmelzpunkt, eine Oxidations-Widerstandsfähigkeit, eine Leitfähigkeit und geringe Kosten haben. Beispielsweise sind eine Fe-Ni-Co-Legierung, eine Fe-Ni-Cr-Legierung, u.s.w. nützlich für den externen Leitungsdraht. Diese Legierungen stellen eine bevorzugte Benetzbarkeit für eine Lösung des Dichtungsmittels, und einen thermischen Ausdehnungskoeffizient, welcher innerhalb einer Toleranz fällt, dar.
Ferner bedeckt das Dichtungsmittel zur Abdichtung ebenfalls das Kopf-Ende des externen Leitungsdrahtes, welcher gleichzeitig an den äußeren Vorsprung gekoppelt ist, um den Vorsprung des abdichtbaren Abschnittes zu bedecken.
Ferner, wenn notwendig, ist es, um den äußeren Vorsprung des abdichtbaren Abschnittes und das Kopf-Ende des externen Leitungsdrahtes durch das zweite Dichtungsmittel zu bedecken, möglich, dass die äußere Oberfläche des abzudichtenden Abschnittes um die keramische Scheibe fixiert wird, so dass das zweite Dichtungsmittel innerhalb der keramischen Scheibe gefüllt wird.
Der externe Leitungsdraht kann in der axialen Richtung oder der Richtung senkrecht zur Achse des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses geführt werden.
Im Falle einer Bestimmung der Hochdruckentladungslampe auf dem Reflektor, erstreckt sich zumindest ein Ende des externen Leitungsdrahtes in die Richtung, welche senkrecht zur Achse des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses ist. Im Stand der Technik ist der externe Leitungsdraht im rechten Winkel gebogen. In einem solchen Fall, wird, da der externe Leitungsdraht gebogen ist, ein toter Raum in der axialen Richtung der Hochdruckentladungslampe um den gebogenen Abschnitt erzeugt, welches der Miniaturisierung der Lampenvorrichtung entgegentritt.
Wenn jedoch ein Ende des externen Leitungsdrahtes durch Kreuzen zum Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse gekoppelt ist, wird ein solcher toter Raum nicht bewirkt, da der externe Leitungsdraht nicht gebogen ist.
Ferner ist es möglich, dass der externe Leitungsdraht an ein Paar von Elektroden gekoppelt ist, indem beide externe Leitungsdrähte die Achse des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses kreuzen. Es ist ebenfalls möglich, dass lediglich einer der externen Leitungsdrähte die Achse des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses kreuzt. Der vorherige Aufbau ist hinsichtlich des Falles wirksam, bei welchem die Hochdruckentladungslampe am Reflektor befestigt wird, indem senkrecht die Achse des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses mit der optischen Achse des Reflektors gekreuzt wird. Ferner ist der letzte Aufbau beim externen Leitungsdraht an der Seite der Lichtprojektions-Öffnung des Reflektors in einem Fall wirksam, bei welchem die Hochdruckentladungslampe am Reflektor ausgerichtet wird, indem die Achse des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses koaxial zur optischen Achse des Reflektors ist.
Ferner beträgt der Winkel, bei welchem der externe Leitungsdraht das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse kreuzt, im allgemeinen 90 °C. Wenn notwendig, ist es erlaubt, dass er jeglicher gewünschte Winkel ist, welcher sich von diesem Winkel unterscheidet.
Im übrigen wird, wenn der Zuführleiter in das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse, welches abzudichten ist, eingesetzt wird, ein Vorsprung am äußeren Vorsprung ausgebildet, oder der Kreuzdraht wird verschweißt. Der Vorsprung oder der Kreuzdraht steht mit dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser in Eingriff, wird dann abgedichtet, um die Positionierung des Zuführleiters am keramischen Entladungs-Gehäuse sicherzustellen.
Ferner, da es möglich ist, dass der externe Leitungsdraht mit dem äußeren Vorsprung gekoppelt wird, nachdem das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse abgedichtet ist, wird die Kopplungs-Betriebsbereitschaft verbessert. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Herstellungsprozess wie oben erwähnt beschränkt. Demgemäss ist es möglich, dass der externe Leitungsdraht zuvor mit dem äußeren Vorsprung des Zuführleiters gekoppelt wird. In einem solchen Fall ist es möglich, dass der äußere Vorsprung durch das Dichtungsmittel bedeckt wird, und zwar zur selben Zeit der Abdichtung des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses.
Dann ist es möglich, eine Hochdruckentladungslampe zu erlangen, welche dazu in der Lage ist, in Luft zu leuchten, indem der externe Leitungsdraht bereitgestellt wird, welcher das säurebeständige Metall enthält.
(6) Keramische Scheibe
Wenn der externe Leitungsdraht, welcher das säurebeständige Metall enthält, mit dem abdichtbaren Metall gekoppelt wird, wird er mit einem axialen Loch, welches in der axialen Richtung ausgebildet ist, und einem Durchgangs-Abschnitt, welcher die äußere Oberfläche durch das axiale Loch erreicht, bereitgestellt. Und ebenfalls wird, indem die keramische Scheibe verwendet wird, welche in der Nähe von der Kante des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses auf eine solche Weise platziert wird, dass das Basis-Ende vom abdichtbaren Abschnitt des Zuführleiters im axialen Loch platziert wird, der externe Leitungsdraht in das Durchgangsloch der keramischen Scheibe eingesetzt und mit dem abdichtbaren Abschnitt im axialen Loch gekoppelt, so dass er die Achse des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses kreuzt.
Als keramische Scheibe kann beispielsweise eine Alumna-Keramik verwendet werden, welche scheibenförmig geformt ist, und in ihrem Mittelpunkt ein Durchgangsloch bestimmt. Dann wird das Mittenloch um den äußeren Vorsprung fixiert, um eine Barriere zum Umschalen eines Auslaufens von einer geschmolzenen Lösung des Dichtungsmittels auszubilden.
Im Falle, dass der äußere Vorsprung durch das zweite Dichtungsmittel unter Verwendung der keramischen Scheibe bedeckt ist, gibt es mehrere Konfigurationen, um den externen Leitungsdraht herauszuführen. Eine ist vom Typ eines Herausführens des externen Leitungsdrahtes im Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse in axialer Richtung, und die andere ist vom Typ eines Herausführens dessen in entgegengesetzter Richtung.
Im Falle des vorherigen Typs, wird er durch das Mittenloch der keramischen Scheibe geführt.
Im Falle des letzten Typs, wird die keramische Scheibe derart bearbeitet, dass sie dazu einen Durchgangs-Abschnitt in Form eines radialen Schlitzes, einer radialen Nut oder eines einfachen Durchgangsloches bereitstellt. Dann wird der externe Leitungsdraht durch den Durchgangs-Abschnitt, d.h., der Schlitz, die Nut oder das Durchgangsloch, welches bei der keramischen Scheibe bestimmt ist, passiert. Ferner kann es einen Fall geben, bei welchem der externe Leitungsdraht durch einen Spalt zwischen einer keramischen Scheibe und der Endoberfläche des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses herausgeführt wird, ohne die keramische Scheibe zu bearbeiten.
(Funktionsweisen der Erfindung)
Bei der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung ist sie mit einem Spulen-Abschnitt am abdichtbaren Abschnitt des Zuführleiters bereitgestellt, um es zu ermöglichen, den hitzebeständigen Abschnitt einfach zu koppeln und um es zu erschweren, dass er bei einem Kopplungs-Betrieb außermittig zum abdichtbaren Abschnitt gebracht wird.
Ferner, wenn sich der Spulen-Abschnitt zum Mitten-Abschnitt des abdichtbaren Abschnitts erstreckt, ist es möglich, dass der abdichtbare Film innerhalb des Spulen-Abschnittes ausgebildet wird, und zwar durch das Dichtungsmittel, welches geschmolzen wird, und dann innerhalb des Spulen-Abschnittes eintritt, um die Dichtungs-Zuverlässigkeit zu verbessern.
Im Falle, dass der äußere Vorsprung am abdichtbaren Abschnitt platziert wird, oder der externe Leitungsdraht mit dem abdichtbaren Abschnitt gekoppelt wird, kann der Kopplungs-Abschnitt des abdichtbaren Abschnitts als ein Spulen-Abschnitt ausgebildet werden. Bei einer solchen Konfiguration, ist es einfach, den äußeren Vorsprung und den externen Leitungsdraht mit dem abdichtbaren Abschnitt zu koppeln, und es wird schwierig, dass sie zueinander außermittig gebracht werden.
Ferner, wenn es Spalten zwischen den Windungen der Spule im Mitten-Abschnitt des Spulen-Abschnittes gibt, verschlechtert sich die thermische Leitung vom Entladungsraum, und die Temperatur des abdichtbaren Abschnittes nimmt ab. Daraus folgend verbessert sich die Dichtungs-Zuverlässigkeit proportional.
Die Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung gemäß der Erfindung nach Anspruch 2 enthält:
ein Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse, welches eine Hülle, welche einen Entladungsraum bestimmt, und einen Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser hat, welcher mit der Hülle in Verbindung steht und einen kleineren Durchmesser als die Hülle hat;
einen Zuführleiter, welcher einen abdichtbaren Abschnitt, wobei zumindest der Mitten-Abschnitt als ein Spulen-Abschnitt ausgebildet ist, und einen hitzebeständigen Abschnitt hat, wobei dessen Basis-Ende mit dem Spulen-Abschnitt gekoppelt ist, indem es darin eingesetzt ist, wobei sich der Zuführleiter dann in den Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses erstreckt, wodurch ein schmaler Spalt zwischen der Innenoberfläche des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser und dem hitzebeständigen Abschnitt verbleibt;
eine Elektrode, welche am Ende des hitzebeständigen Abschnittes des Zuführleiters befestigt ist;
ein Dichtungsmittel zum Abdichten von Spalten zwischen dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses und dem abdichtbaren Abschnitt des Zuführleiters, so dass zumindest der abdichtbare Abschnitt nicht dem Entladungsraum ausgesetzt ist; und
ein Ionisierungsmittel, welches in das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Gehäuse gefüllt ist.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Mitten-Abschnitt des abdichtbaren Abschnittes des Zuführleiters durch einen Spulen-Abschnitt gebildet ist. Demgemäss ist es möglich, einen Dichtungs-Film einfach und sicher auszubilden, und zwar so dick wie möglich, indem das Dichtungsmittel innerhalb des abdichtbaren Abschnitts des Zuführleiters eintritt. Wenn der Dichtungs-Film innerhalb des abdichtbaren Abschnitts ausgebildet ist, ist es möglich, die Dichtungs-Zuverlässigkeit zu verbessern.
Dies liegt daran, weil im Falle, dass kein Dichtungs-Film innerhalb des abdichtbaren Abschnitts ist, die Dichtung durch Bruchstellen gebrochen wird, welche entweder durch den abdichtbaren Abschnitt in der Endoberfläche des Zylinderabschnitts mit kleinem Durchmesser oder durch die Kontaktstelle zum hitzebeständigen Abschnitt verursacht werden.
Bei der vorliegenden Erfindung wird, da der Dichtungs-Film zwischen dem abdichtbaren Abschnitt und dem Kopplungs-Abschnitt ausgebildet ist, sogar wenn die Bruchstelle an einem oder beiden aus dem abdichtbaren Abschnitt und dem Kopplungs-Abschnitt verursacht ist, die Dichtung nicht gebrochen. Demgemäss ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Dichtungs-Zuverlässigkeit zu verbessern.
Ferner ist es gemäß der vorliegenden Erfindung, da es einfach ist, einen dicken Dichtungs-Film durch das Dichtungsmittel, welches sich innerhalb des Spulen-Abschnittes an der Mitte des abdichtbaren Abschnittes aufbläht, auszubilden, möglich, die Dichtungs-Zuverlässigkeit weiter zu verbessern. Ferner kann, anstelle einer solchen Konfiguration, eine weitere Konfiguration adaptiert werden, bei welcher eine abdichtbare Metallstange innerhalb des Spulen-Abschnittes am Mitten-Abschnitt eingesetzt wird, um es zu erschweren, dass der abdichtbare Abschnitt gebogen wird. Ferner kann es durch Fixieren des Kopf-Endes der Stange von Angesicht zu Angesicht zum Basis-Ende des hitzebeständigen Abschnitts, erschwert werden, dass der gesamte Zuführleiter gebogen werden kann.
Ferner ist es gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn notwendig, möglich, dass nicht nur der Mitten-Abschnitt des abdichtbaren Abschnitts, sondern ebenfalls der End-Abschnitt zum Spulen-Abschnitt ausgebildet wird. Auf diese Weise ist es möglich, das Ausmaß über dem Mitten-Abschnitt zum Kopf-Ende hinweg als einen kontinuierlichen Spulen-Abschnitt zu gestalten. Wenn notwendig, können jedoch die Spulen-Abschnitte des Kopf-Endes und des Basis-Endes des abdichtbaren Abschnittes über eine Stange oder eine Röhre verbunden werden. In beiden Fällen ist es möglich, durch Ausbilden des Kopf-Endes in den Spulen-Abschnitt, dass der hitzebeständige Abschnitt einfach mit dem abdichtbaren Abschnitt gekoppelt wird, ohne dass er dazu außermittig gebracht wird.
Ferner kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein solcher Spulen-Abschnitt an der Basis-Endseite des abdichtbaren Abschnitts zusätzlich zu dem am Mitten-Abschnitt des abdichtbaren Abschnitts ausgebildeten ausgebildet werden. In einem solchen Fall ist es möglich, das Ausmaß über den Mitten-Abschnitt zum Kopf-Ende als einen kontinuierlichen Spulen-Abschnitt zu erstellen, und ebenfalls möglich, den Mitten-Abschnitt und das Kopf-Ende durch ein anderes Teil wie oben beschrieben zu verbinden. In beiden Fällen ist es durch Ausbilden des Spulen-Abschnitts an der Basis-Endseite möglich, den äußeren Vorsprung oder den externen Leitungsdraht mit dem Spulen-Abschnitt zu koppeln, ohne dass sie zueinander außermittig gebracht werden.
Ferner kann gemäß der vorliegenden Erfindung, der Spulen-Abschnitt an einer Seite des Kopf-Endes und des Basis-Endes des abdichtbaren Abschnitts, zusätzlich zum Mitten-Abschnitt, gemäß der wie oben beschriebenen Konfiguration ausgebildet werden.
Die Hochdruckentladungslampe gemäß der Erfindung von Anspruch 3 enthält ferner:
eine Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2; und
einen Reflektor zum Bündeln des durch die Hochdruckentladungslampe ausgestrahlten Lichts.
Es ist möglich, dass die Achse der Hochdruckentladungslampe koaxial zur optischen Achse des Reflektors ist, oder sie senkrecht zur optischen Achse des Reflektors sein kann.
Ferner können der Reflektor und die Hochdruckentladungslampe integriert werden, indem sie direkt durch ein hitzebeständiges Klebemittel fixiert werden, oder sie können indirekt über ein drittes Teil fixiert werden. Bei der letzten Konfiguration können beispielsweise durch Fixieren des Reflektors und der Hochdruckentladungslampe im Beleuchtungssystem, der Reflektor und die Hochdruckentladungslampe derart miteinander fixiert werden, dass sie eine gewünschte optische Beziehung zueinander haben.
Ferner kann die Hochdruckentladungslampe vom Typ der äußeren Glühbirne sein, welche der Luft ausgesetzt ist, oder vom Typ der äußeren Glühbirne, welche in der äußeren Glühbirne untergebracht ist.
Demgemäss ist es gemäß der vorliegenden Erfindung, da es möglich ist, die kompakte Hochdruckentladungslampe zu verwenden, welche einen gestuften Energieverbrauch von ungefähr 20 W hat, möglich, die Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung zu erlangen, welche insgesamt kompakt ist und eine hervorragende Lichtbündelungs-Fähigkeit hat.
Die Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung gemäß der Erfindung von Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass sie bereitgestellt ist mit:
einer Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2; und
einem konkaven Reflektor, zu dem die Hochdruckentladungslampe derart angeordnet ist, dass die Achse von der Lampe ungefähr senkrecht zur optischen Achse des Reflektors ist, und der Hauptteil des keramischen Dichtungsverbundes-Dichtemittels nicht der Innenseite des Reflektors ausgesetzt ist.
Der Reflektor kann, wenn er konkav geformt ist, eine umlaufend gekrümmte Oberfläche zweiter Ordnung, wie beispielsweise eine umlaufend parabolische Oberfläche oder eine umlaufend ovale Oberfläche, oder eine korrekt gekrümmte Oberfläche sein.
Ferner ist es möglich, dass der Reflektor durch Ausbilden von einer Reflektionsoberfläche an einem Hauptkörper, welcher aus Glas oder Metall gemacht ist, oder durch Formen eines hitzebeständigen Metalls, beispielsweise Aluminium, Silber, Chrom, und so weiter, oder einer Legierung welche eines daraus als ein Hauptelement enthält, aufgebaut wird.
Ferner kann die Reflektionsoberfläche eine Konfiguration erlauben, welche die sichtbare Strahlungsreflektions-/Infrarotstrahl-Übertragungs-Fähigkeit hat, welche aus einem mehrfach geschichteten Interferenzfilm oder einer Verdampfungs-Beschichtung eines Reflektionsmetalls gemacht ist.
Ferner ist es zum Halten des Reflektors möglich, die Halte-Basis bei einer geeigneten Konfiguration hinter dem Kopf-Abschnitt hervorstehen zu lassen. Die Halte-Basis kann zum Bestimmen einer Position zum Einbauen des Reflektors oder zum Fixieren des Reflektors verwendet werden. Zum Fixieren des Reflektors ist es möglich, nicht nur die Halte-Basis in eine zylindrische Form auszubilden, sondern ebenfalls einen Vorsprung auszubilden, welcher in den Zylinderabschnitt der Halte-Basis an einer Empfangsseite eingesetzt werden kann, und dann unter Verwendung eines hitzebeständigen Klebemittels fixiert wird.
Im Übrigen bedeutet gemäß der vorliegenden Erfindung das Merkmal, dass "der Hauptteil des Dichtungsmittels, welches aus einem keramischen Dichtungsverbund gemacht ist, ist im Wesentlichen nicht der Innenseite aufgesetzt", dass ein Abschnitt, welcher zum Abdichten wirksam ist, nicht der Reflektor-Oberfläche ausgesetzt ist. Beispielsweise bildet die Oberfläche des Dichtungsmittels an der Seite des Entladungsraumes und dessen Nähe nicht den Hauptteil, sogar obwohl sie sich zum hitzebeständigen Abschnitt des Zuführleiters erstreckt, um den gesamten abdichtbaren Abschnitt zu umhüllen. Der Abschnitt, welcher eine hermetische Sektion im Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser darstellt, konfiguriert einen Teil des Hauptteils.
Jedoch ist es gemäß der vorliegenden Erfindung, sogar obwohl ein marginaler Teil des Hauptteils des Dichtungsmittels der Innenoberfläche des Reflektors aufgesetzt ist, erlaubt, wenn der aufgesetzte Abschnitt nicht die Dichtung beeinflusst.
Im Allgemeinen ist es, da der Hauptteil des Dichtungsmittels am Mitten-Abschnitt des Zylinderabschnitts mit kleinem Durchmesser platziert ist, möglich, dass der Mitten-Abschnitt an einem Abschnitt nahe der Kante des Reflektors platziert wird, oder der Außenseite von der Außenoberfläche des Reflektors aufgesetzt ist. Zu diesem Zweck ist es besser, Durchgangslöcher am Reflektor auszubilden, um dadurch die Zylinderabschnitte mit kleinem Durchmesser zu passieren. Ferner ist es möglich, einen Raum zwischen den Durchgangslöchern und den Zylinderabschnitten mit kleinem Durchmesser zu belassen. Ferner kann derart konfiguriert werden, dass die Hochdruckentladungslampe nicht am Reflektor fixiert ist, sondern durch den externen Leitungsdraht gehalten wird.
Wenn notwendig, kann jedoch derart konfiguriert werden, dass der Raum durch ein hitzeabschirmendes, anorganisches Klebemittel gefüllt ist, um die Hochdruckentladungslampe zu fixieren und die Wärmeemission auszusperren.
Ferner kann es bei der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration geben, bei welcher das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse in der äußeren Glühbirne unterbracht ist. Ferner ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Hochdruckentladungslampe am Reflektor befestigt, welcher einer optische Achse hat, welche senkrecht zur Achse des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses mit der optischen Achse des Reflektors ist, und wobei der Hauptteil des keramischen Dichtungsverbundes im Wesentlichen nicht der Innenoberfläche des Reflektors ausgesetzt ist. Somit steigt die Temperatur des Dichtungsmittels während des Beleuchtungs-Betriebes der Hochdruckentladungslampe an, jedoch wird ein übermäßiger Anstieg verhindert. Demgemäss wird durch den Temperaturanstieg des Dichtungsmittels nur schwer ein Leck verursacht.
Hier gilt, wenn das Hauptteil des Dichtungsmittels unverhüllt ist, dass das Strahlungslicht und die Strahlungswärme der Hochdruckentladungslampe an der Innenoberfläche des Reflektors reflektieren, und ein Teil davon den unverhüllten Teil des Dichtungsmittels bestrahlen, wodurch die Temperatur am unverhüllten Teil ansteigt.
Ferner verbleibt in der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung das Ionisierungsgas in einer Flüssigphase in den schmalen Spalten, welche innerhalb der Zylinderabschnitte mit schmalen Durchmesser an beiden Enden des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses ausgebildet sind, jedoch wird die Oberfläche des Flüssigphasen-Ionisierungsmittels an der Seite des Entladungsraumes der kälteste Abschnitt, und zwar unabhängig von der Beleuchtungsposition der Hochdruckentladungslampe, wodurch dann der Dampfdruck des Ionisierungsgases bestimmt ist. Demgemäss, da der kälteste Abschnitt eine festgelegte Position nahe der Reflektor-Oberfläche des Reflektors darstellt, stört das Flüssigphasen-Ionisierungsmittel nicht den Lichtbündelungs-Betrieb des Reflektors.
Jedoch stellt sich im Falle der Hochdruckentladungslampe, welche das durchlässige Entladungsgehäuse hat, welches aus Quarzglas gemacht ist, da eine solche Lampe im Allgemeinen einen solchen schmalen Spalt nicht enthält, der kälteste Abschnitt an einem Teil der Glühbirnen-Wand des Entladungsraumes ein. Demgemäss, wenn die aus Quarzglas gemachte Hochdruckentladungslampe eine Seite ihres konkaven Reflektors derart platziert, so dass der Kopf-Abschnitt des Reflektors das Licht so wie bei der vorliegenden Erfindung bündelt, verursacht dies ein Problem hinsichtlich dessen, dass die Qualität des Lichtes verringert wird, und zwar aufgrund dessen, weil das Licht durch das Flüssigphasen-Ionisierungsmittel am kältesten Abschnitt, welcher sich an der Glühbirnen-Wand befindet, schattiert wird.
Ferner ist es gemäß der vorliegenden Erfindung, da der Reflektor in der Lage ist, das Licht sogar dann wie gewünscht zu Bündeln, wenn der Reflektor flach ist, möglich, die Hochdruckentladungslampe kompakt zu machen.
Ferner kann, da der Kopf-Abschnitt und seine Nähe des Reflektors wirksam zum Bündeln des Lichtes arbeiten, die Verteilung des Lichtes scharf und ungestört sein.
Die Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass ferner zur Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung nach Anspruch 4 die Oberfläche des Flüssigphasen-Ionisierungsmittels, welches während des Betriebes der Hochdruckentladungslampe im schmalen Spalt zwischen dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses und dem Zuführleiter entwickelt wird, an einer Innerseite des Reflektors platziert ist.
Bei der Hochdruckentladungslampe, welche mit dem Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse bereitgestellt ist, ist es möglich, die Temperatur des Dichtungsmittels bei einer korrekten Toleranz abzugrenzen, indem der Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser verlängert wird. Ferner liegt der kälteste Abschnitt an der Oberfläche des Flüssigphasen-Ionisierungsmittels vor, welches sich im schmalen Spalt im Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser an der Seite des Entladungsraumes befindet. Wenn die Temperatur übermäßig gering ist, ist es nicht möglich, eine gewünschte Lampen-Wirksamkeit zu erlangen. Demgemäss ist es besser, wenn die Temperatur des kältesten Abschnitts so hoch wie möglich ist, um die hohe Lampen-Wirksamkeit zu erlangen.
Bei der vorliegenden Erfindung wird, da der Abschnitt des Flüssigphasen-Ionisierungsmittels, bei welchem der kälteste Abschnitt vorliegt, wenn die Oberfläche dem Entladungsraum zur Innenoberfläche des Reflektors gegenüberliegt, die Oberfläche des Flüssigphasen-Ionisierungsmittels durch die Reflektionen der Strahlungswärme und der sichtbaren Strahlung von der Hochdruckentladungslampe im Reflektor erwärmt. Demgemäss ist es möglich, eine gewünschte hohe Lampen-Wirksamkeit zu erlangen, indem die Temperatur des kältesten Abschnittes erhöht wird.
Ferner, da der kälteste Abschnitt an einer Position nahe der Reflektor-Oberfläche des Reflektors vorliegt, wird die Qualität der Lichtverteilung nicht bemerkbar verschlechtert.
Die Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung gemäß der Erfindung nach Anspruch 6 ist dadurch gekennzeichnet, dass ferner zur Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, der Reflektor mit einem Paar von Durchgangslöchern an Positionen bereitgestellt ist, welche symmetrisch in Bezug auf eine Linie sind, welche vertikal die optische Achse des Reflektors bei einem Brennpunkt des Reflektors kreuzt, und ein Paar von Zylinderabschnitten mit kleinem Durchmesser des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses in die Durchgangslöcher eingesetzt wird.
Diese Erfindung stellt eine geeignete Konfiguration zum Befestigen der Hochdruckentladungslampe am Reflektor bereit.
Das heißt, da ein Paar von Durchgangslöchern im Reflektor ausgebildet ist, und die Zylinderabschnitte mit kleinem Durchmesser der Hochdruckentladungslampe in das Paar von Durchgangslöchern von innerhalb des Reflektors eingesetzt sind, es einfach ist, den Hauptteil des keramischen Verbund-Dichtungsmittels zum Abdichten des Spaltes zwischen der Innenoberfläche des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses und dem Zuführleiter derart zu platzieren, dass er nicht dem Inneren des Reflektors ausgesetzt ist.
Das Durchgangsloch des Reflektors und des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser kann durch Füllen des hitzeabschirmenden, anorganischen Klebemittels zwischen dem Spalt von innen fixiert werden. Wenn notwendig, kann der Spalt leer bleiben.
Im vorherigen Fall wird verhindert, dass der Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser durch die Strahlungswärme erwärmt wird, welche durch den Spalt passiert, indem das anorganische Klebemittel verwendet wird.
Ferner, im letzten Fall, geht eine Kühlung einher, indem zugelassen wird, dass Luft in den Spalt eintritt. Ferner können der Reflektor und die Hochdruckentladungslampe getrennt gehalten werden.
Dann, um die Hochdruckentladungslampe am Reflektor zu befestigen, indem das Paar der Zylinderabschnitte mit kleinem Durchmesser in die Durchgangslöcher des Reflektors eingesetzt wird, wird zunächst einer der Zylinderabschnitte mit kleinem Durchmesser in das Durchgangsloch eingesetzt, und zwar bis zur Rückseite des vorbestimmten Abschnitts. Zu diesem Zeitpunkt kann, da es möglich wird, den anderen der Zylinderabschnitte mit kleinem Durchmesser in das andere Durchgangsloch des Reflektors einzusetzen, der andere Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser dem anderen Durchgangsloch gegenüber liegen, und dann darin eingesetzt werden. In diesem Fall ist es unnötig zu erwähnen, dass der Durchmesser der Durchgangslöcher beim Zusammenbau-Betrieb wie oben beschrieben, so groß wie erlaubt bestimmt ist.
Gemäß dieser Erfindung ist es, da die Reflektions-Oberfläche des Reflektors mit Ausnahme der Durchgangslöcher minimiert werden kann, möglich, die Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung mit dem Reflektor bereitgestellt zu erlangen, welcher eine hohe Reflektions-Wirksamkeit hat.
Bei der Hochdruckentladungslampe, welche mit dem Entladungslampen-Übertragungs-Keramikgehäuse bereitgestellt ist, wird ein Paar der Zylinderabschnitte mit kleinem Durchmesser, welche sich von der mittig lokalisierten Hülle nach beiden Seiten erstreckt, länger, und zwar auf ein bestimmtes Ausmaß für den Dichtungs-Hauptteil unter jeglichen Bedingungen. Jedoch ist es durch die wie oben erwähnte Konfiguration möglich, dass der nicht reflektierende Abschnitt minimiert wird.
Die Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung gemäß der Erfindung nach Anspruch 7 enthält:
eine Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das Ionisierungsmittel Neon und Argon als Puffergas enthält; und
einen Stabilisator zum Erleuchten der Hochdruckentladungslampe bei einem Hochfrequenzbereich.
Diese Erfindung ist durch die Hochdruckentladungslampe und den Stabilisator zum Erleuchten der Lampe aufgebaut. Jedoch ist es durch Zusammenstellen derer möglich, eine kostengünstigere und kompakte Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung zu erlangen.
Zunächst ist es zum Erleuchten der Hochdruckentladungslampe im Allgemeinen notwendig, einen Stabilisator zu verwenden, bei welchem ein Zünder zum Erzeugen einer relativ hohen Impulsspannung zur Startzeit integriert ist. Der Stabilisator der Hochdruckentladungslampe ist überwältigend groß im Vergleich mit dem der Neonlampe, und zwar bei derselben gestuften Lampenleistung. Demgemäss, sogar wenn eine kompakte Hochdruckentladungslampe nach allen Mühen bereitgestellt ist, führt ein Gesamtsystem, welches eine Lichtquelle, einen Stabilisator und eine Beleuchtungs-Einrichtung enthält, zu einem großen Ausmaß.
Um das obige Problem zu lösen, hat der Erfinder untersucht, einen Stabilisator zu verwenden, welcher grundsätzlich durch einen kompakten Hochfrequenz-Inverter gebildet ist, welcher für die Neonlampe verwendet wird, und zwar insbesondere für die elektrische Glühbirnen-Neonlampe. Der Stabilisator für die als elektrische Glühbirne geformte Neonlampe ist für gewöhnlich in seiner Schaltungsanordnung einfach; und arbeitet bei einer Hochfrequenz. Demgemäss ist ein solcher Stabilisator kompakt, leicht im Gewicht und kostengünstig.
Jedoch, wenn eine Hochdruckentladungslampe unter Verwendung eines solchen kompakten Stabilisators für die Neonlampe beleuchtet wird, tritt eine starke Schwärzung beim Startbetrieb auf.
Resultierend aus den detaillierten Untersuchungen des Erfinders über die Ursache und die Maßnahme der Schwärzung, wurden folgende Feststellungen erlangt.

(1) Materialien der Schwärzung werden hauptsächlich durch Elektroden aus Wolfram gebildet.
(2) Die Schwärzung wird dadurch verursacht, dass das Wolfram der Elektroden beim Startbetrieb verdampft, und zwar insbesondere durch den Glühbogen-Übergang. Dann haftet das Wolfram an der Innenoberfläche des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses an.

Ferner ist zu den Feststellungen klargestellt, dass resultierend aus einer weiteren Untersuchung über das Verhalten der Elektrode beim Glühbogen-Übergang im Vergleich mit dem Stabilisator der herkömmlichen Hochdruckentladungslampe, welche eine solche Schwärzung am Startbetrieb nicht verursacht, die Schwärzung durch die Differenz von Lasteigenschaften zwischen dem Neonlampen- Stabilisator und dem Hochdruckentladungslampen-Stabilisator verursacht wird.
20 ist ein Kurvenverlauf, welcher die Lasteigenschaften des Hochdruckentladungslampen-Stabilisators und des Neonlampen-Stabilisators zeigt.
In 20 zeigt die horizontale Achse einen Strom und die vertikale Achse zeigt eine Spannung.
In 20 zeigt ebenfalls die Kurve A die Lasteigenschaften des Hochdruckentladungslampen-Stabilisators, und die Kurve B zeigt die des Neonlampen-Stabilisators. Hier treten bei den eingestuften Betriebspunkten der Hochdruckentladungslampe von beiden Stabilisatoren Bereiche auf, bei denen die Spannung 72 bis 75 V und der Strom 280 bis 340 mA der Lasteigenschaften betragen, wobei die eingestuften Betriebspunkte der zwei Typen von Stabilisatoren beinahe die selben sind.
Jedoch ist bei den Lasteigenschaften des Hochdruckentladungslampen-Stabilisators, wie in der Eigenschafts-Kurve von A gezeigt, die Freilaufschaltungs-Spannung bei zweiter Ordnung V20 relativ niedrig, jedoch ist der Kurzschlussstrom zweiter Ordnung IS relativ hoch. Dies liegt daran, weil eine höhere Impulsspannung durch einen Zünder beim Startbetrieb erzeugt wird, dann der Ausgangsspannung des Stabilisators überlagert wird, und letztendlich die überlagerte Spannung der Lampe angelegt wird. Somit ist es nicht erforderlich, dass der Stabilisator eine zu hohe Spannung zur Startzeit erzeugt. Ferner wird, da die Lampenspannung zur Startzeit bei der Hochdruckentladungslampe gering ist, der Lampenstrom vergrößert.
Andererseits, wie in der Kurve B gezeigt, stellen die Lasteigenschaften des Neonlampen-Stabilisators dar, dass die Leerlaufspannung bei zweiter Ordnung V20 relativ hoch ist, jedoch der Kurzschlussstrom zweiter Ordnung IS relativ niedrig ist. Dann erstreckt sich die Kurve B glatt zwischen diesen zwei Punkten. Demgemäss ist im niedrigeren Strombereich, welcher der Glühbogen-Übergangszeit entspricht, beispielsweise im Bereich niedriger als 30 mA, die Leerlaufspannung zweiter Ordnung höher als die des Hochdruckentladungslampen-Stabilisators.
Ferner, als Ergebnis der Bestimmung einer Glühleistung beim Glühbogen-Übergang, war die Glühleistung im Falle der Verwendung des Neonlampen-Stabilisators mehrfach größer als die im Falle der Verwendung des Hochdruckentladungslampen-Stabilisators.
Anhand der Betrachtung der obigen Ergebnisse, wird angenommen, dass die Schwärzung durch die Verdampfung des Wolframs, welches die Elektroden bildet, unter einer übermäßigen Glühleistung verursacht wird.
Zunächst wird die Hochdruckentladungslampe erläutert, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Bei der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich zur Konfiguration der Hochdruckentladungslampe festgestellt, dass das Ionisierungsmittel Neon und Argon als das Puffergas enthält, und das Ionisierungsmittel in das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse eingesetzt wird, um einen atmosphärischen Druck oder höher während des Betriebes der Lampe darzustellen.
Unter Neon und Argon wird Argon mit dem Neon beim Verhältnis von 0,1–10 % im Prozentdruck gemischt.
Ferner werden Neon und Argon im Allgemeinen bei einem Umgebungsdruck von 50 bis 580 Torr verwendet. Hier gilt, wenn der Umgebungsdruck geringer als 50 Torr ist, dass die Glühbogen-Übergangszeit länger wird, und die Schwärzung aufgrund der Verdampfung des Wolfram, welches die Elektrode bildet, signifikant wird. Andererseits, wenn der Umgebungsdruck 580 Torr übersteigt, steigt die Betriebsspannung der Hochdruckentladungslampe an, und die Glühleistung nimmt zu, und somit kann die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nicht gelöst werden.
Die Glühbogen-Übergangszeit und das Ausmaß der Schwärzung variieren gemäß des Umgebungsdruckes vom Puffergas. Je mehr der Umgebungsdruck ansteigt, desto mehr steigt die Glühleistung an, und desto mehr steigt die Wärmetemperatur der Elektrode an. Darausfolgend neigt die Glühbogen-Übergangszeit dazu verkürzt zu werden.
Andererseits, wenn der Umgebungsdruck des Neon und des Argon übermäßig wird, nimmt die Schwärzung zu. Hingegen, wenn der Umgebungsdruck zu gering wird, nimmt die Verdampfung der Elektrodensubstanz zu, und zwar aufgrund der Zunahme der Glühbogen-Übergangszeit.
Demgemäss wird, durch Beschränken des Umgebungsdruckes des Neons und des Argons im Bereich von 100 bis 200 Torr die Glühbogen-Übergangszeit 2 bis 3 Sekunden betragen, und ebenfalls wird die Schwärzung merkbar reduziert. Die Glühbogen-Übergangszeit in einem solchen Ausmaß wohnt bei einer praktischen Anwendung einer Toleranz inne.
Ferner sind zusätzlich zum Neon und Argon weitere Edelgase zum Einsatz möglich, wenn ein Umstand dies benötigt.
Nun wird der in der vorliegenden Erfindung verwendete Stabilisator erläutert.
Bei der vorliegenden Erfindung sind die Lasteigenschaften des anwendbaren Stabilisators dieselben wie jene, welche im Falle des Neonlampen-Stabilisators dargestellt sind. Ferner wird die vorliegende Erfindung durch eine neue Kenntnis unterstützt, dass, sogar obwohl die Hochdruckentladungslampe, welche durch die oben beschriebenen Aufbauten durch den Stabilisator zusammengefasst ist, welcher solche Lasteigenschaften hat, betrieben wird, die Schwärzung bei dieser Situation nicht auftritt.
Demgemäss ist es möglich, dass der Stabilisator für die Neonlampe bei der vorliegenden Erfindung abgeleitet wird. Natürlich ist es überflüssig zu erwähnen, dass es möglich ist, den Stabilisator zu verwenden, welcher für die Hochdruckentladungslampe hergestellt ist, um vorbestimmte Lasteigenschaften zu erfüllen.
Bei der vorliegenden Erfindung bedeutet „Hochfrequenz" eine Frequenz von 10 kHz oder höher.
Ferner wird bei der vorliegenden Erfindung die Leerlaufspannung zweiter Ordnung V20 des Stabilisators innerhalb des Bereiches eingestellt, welcher eine relativ hohe Flexibilität für die Entladungs-Startspannung der Hochdruckentladungslampe hat. Das heißt, dass es möglich ist, das Verhältnis V20/VS der Leerlaufspannung zweiter Ordnung V20 des Stabilisators zur Entladungs-Startspannung VS der Hochdruckentladungslampe im folgenden Bereich von
160 ≤ V20/VS ≤ 300
einzustellen.
Hier gilt, da die Entladungs-Startspannung VS der Hochdruckentladungslampe statistisch schwankt, viel Aufmerksamkeit beim Spezifizieren der Entladungs-Startspannung VS gegeben werden muss.
Beim Ereignis der Durchführung der vorliegenden Erfindung, ist es möglich, die Leerlaufspannung zweiter Ordnung des Stabilisators nahe der Entladungs-Startspannung der Hochdruckentladungslampe zu konfigurieren, und es ist möglich, die Glühleistung bei der Start-Betriebszeit zu verringern.
Der Ausdruck „die Leerlaufspannung zweiter Ordnung ist nahe der Entladungs-Startspannung" bedeutet, dass die Spannung zweiter Ordnung V20 um 170 bis 200 % höher als die Entladungs-Startspannung der Hochdruckentladungslampe ist.
Im Fall, dass die Lampenleistung der Hochdruckentladungslampe kleiner als 30 W ist, ist es vorteilhaft, wenn der Stabilisator eine Lasteigenschaft hat, bei der die Leerlaufspannung zweiter Ordnung V20 kleiner als 2,5 kVp-p, vorzugsweise kleiner 2 kVp-p ist, und der Kurzschlussstrom zweiter Ordnung IS kleiner als 1,0 A ist.
Gemäß der wie oben erwähnten Konfiguration, wird es sehr viel einfacher den Betrieb der Hochdruckentladungslampe zu starten.
Im Übrigen kann die grundsätzliche Schaltungsanordnung des Stabilisators von jedem Typ sein, wenn sie die Lasteigenschaften wie oben erwähnt hat. Beispielsweise kann der Stabilisator eine Schaltungsanordnung haben, welche grundsätzlich durch einen Halbbrücken-Inverter, einen Vollbrücken-Inverter, einen Parallel-Inverter, einen Einzeltransistor-Typ Inverter, wie beispielsweise ein blockierender Oszillator-Inverter, gebildet ist.
Nun wird der Betrieb der vorliegenden Erfindung erläutert.
Als eine Voraussetzung zum Bewirken des Glühbogen-Überganges, ist es notwendig, dass die Glühbogen-Entladung von einer herkömmlichen Glüh-Entladung zu einer unüblichen Glüh-Entladung gewechselt wird. Eine Voraussetzung für den Glühbogen-Übergang ist nicht nur eine Übereinstimmung zwischen dem Kathoden-Spannungsabfall VK und der Stromdichte, welche an einer Elektrode gemessen ist j/p² (hier bezeichnet j einen Glüh-Entladestrom (mA) und p kennzeichnet einen Elektroden-Oberflächenbereich (mm²)), sondern dass sie ebenfalls gemäß dem Puffergas schwankt.
Bei der Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung der vorliegenden Erfindung passiert, da das Ionisierungsmittel Neon und Argon als ein Puffergas enthält, die Elektrode durch den Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses, und ebenfalls hat der Stabilisator eine Lasteigenschaft, welche dieselbe ist wie jene des Neonlampen-Stabilisators, das heißt eine Lasteigenschaft, welche sich glatt von der Leerlaufspannung zweiter Ordnung zum Kurzschlussstrom zweiter Ordnung erstreckt, wobei genauso wie beim Neonlampen-Stabilisator es möglich ist, die Glühleistung am Glühbogen-Übergang zu verringern.
(1) Eine Stromdichte, welche an einer Elektrode gemessen wird, nimmt ab.
Zunächst, im Falle, dass das Puffergas sowohl Neon als auch Argon enthält, nimmt, sogar obwohl Kathoden-Spannungsabfälle dieselben sind, der Glühstrom am Übergang von der gewöhnlichen Glüh-Entladung zur unüblichen Glüh-Entladung ab. Somit nimmt ebenfalls die Glühleistung ab.
Ferner nimmt, beim Glüh-Entladungsbetrieb, da der Mitten-Abschnitt der Elektrode, welcher durch den schmalen Spalt des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser passiert, als eine Elektrode wirkt, und zwar wie beim Kantenabschnitt der Elektrode, welche zur Hülle des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses vorspringt, die wirksame Oberfläche der Elektrode zu. Demgemäss wird, sogar obwohl der Kathoden-Spannungsabfall festgelegt ist, die Stromdichte, welche an der Elektrode gemessen wird, verringert.
(2) Die Entladungs-Startspannung wird verringert.
Im Falle, dass das Puffergas sowohl Neon als auch Argon enthält, ist es, da die Entladungs-Startspannung verringert wird, wie dies bereits in Vergleich zum Falle bekannt ist, bei welchem lediglich Argon als Puffergas verwendet wird, möglich, die Spannung zu verringern, welche vom Stabilisator beim Glühbogen-Übergang zugeführt wird, und somit wird der Glühstrom verringert. Hier ist es möglich, die Entladungs-Startspannung auf niedriger als 2 kVp-p zu verringern.
(3) Der positive Spaltenverlust nimmt zu.
Wenn das Puffergas sowohl Neon als auch Argon enthält, nimmt der positive Spaltenverlust im Vergleich zu dem Fall zu, dass lediglich Argon als Puffergas verwendet wird, und somit nimmt eine Spannung, welche den Elektroden zugeführt wird, zu.
Als Ergebnis wird die Glühleistung um 1/5 im Vergleich zur Argon-Einheit reduziert. Wenn herausgefunden wird, dass die Glühbogen-Übergangszeit erweitert ist, wird die Verdampfung des Wolframs der Elektrode verringert, und somit wird die Schwärzung bemerkbar reduziert. Hier ist es möglich, dass die Glühbogen-Übergangszeit bei einer praktischen Anwendung auf eine korrekte Toleranz beschränkt wird, indem der Umgebungsdruck des Puffergases optimiert wird.
Wie anhand der obigen Beschreibung zu erkennen, ist es bei dieser Erfindung möglich, eine kompakte Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung zu erlangen, indem der kompakte Stabilisator ohne Verwendung von irgendeinem Zünder verwendet wird.
Die Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung der Erfindung nach Anspruch 8 ist dadurch gekennzeichnet, dass ferner zur Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 7 ein Stabilisator grundlegend einen Hochfrequenz-Inverter enthält, welcher mit einem LC-Oszillator bereitgestellt ist.
Als ein Inverter, welcher die Anforderungen wie oben erwähnt erfüllt, ist es möglich, einen Halbbrücken-Inverter, einen Einzeltransistor-Typ Inverter, beispielsweise einen blockierenden Oszillator-Inverter, oder einen Parallel-Inverter zu verwenden.
Die Oszillationsschaltung des Inverters kann entweder durch eine Eigenerregung oder durch eine separate Erregung erstellt werden. Ferner kann die Oszillationsfrequenz des Inverters festgelegt oder variabel sein.
Wenn die Oszillationsfrequenz des Inverters zur Resonanzfrequenz der LC-Resonanzschaltung gemäß einer Situation variiert, ist es möglich, die Ausgangsspannung des Stabilisators durch Ändern der Oszillationsfrequenz des Inverters zu steuern. Das heißt, dass, wenn die Oszillationsfrequenz näher zur Resonanzfrequenz der LC-Resonanzschaltung beim Startbetrieb gebracht wird, die Ausgangsspannung ansteigt, und es somit möglich ist, die Leerlaufspannung bei zweiter Ordnung näher zur Entladungs-Startspannung der Hochdruckentladungslampe zu bringen.
Andererseits, wenn die Oszillationsfrequenz nach einem Beleuchten zur Resonanzfrequenz entfernt wird, wird die Ausgangsspannung reduziert.
Demgemäss ist es möglich, den Stabilisator mit einer Lasteigenschaft bereitzustellen, welche sich glatt von der Entladungsspannung zweiter Ordnung nahe der Entladungs-Startspannung der Hochdruckentladungslampe zum Kurzschlussstrom zweiter Ordnung erstreckt.
Andererseits, wenn die Oszillationsfrequenz festgelegt ist, ist es möglich, die Ausgangsspannung des Stabilisators zu steuern, indem die LC-Resonanzschaltung derart aufgebaut wird, so dass ihre Resonanzfrequenz in Ansprechen auf eine Situation variiert. Das heißt, wenn sie so angeordnet ist, dass die Induktion L der LC-Resonanzschaltung in einem nicht belasteten Zustand sättigt, dann die Induktivität der Spule L unter Sättigung absinkt, während die Resonanzfrequenz ansteigt, so dass die Resonanzfrequenz die Oszillationsfrequenz erreichen wird. Darausfolgend steigt die Ausgangsspannung des Stabilisators an. Ferner wird bei einem Lastzustand die Sättigung der Spule L der LC-Resonanzschaltung gemäß dem Lampenstrom freigegeben, und die Induktivität steigt an, so dass die Resonanzfrequenz entfremdet wird, und die Ausgangsspannung reduziert wird.
Bei dieser Erfindung ist die Schaltungsanordnung vereinfacht, und somit ist es möglich, die kompakte und kostengünstige Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung zu erlangen.
Ferner ist es möglich, da der Stabilisator mit der LC-Resonanzschaltung bereitgestellt ist, dass die Wellenform der Ausgangsspannung auf eine sinusförmige Wellenform geformt wird.
Die Beleuchtungsvorrichtung der Erfindung nach Anspruch 9 enthält:
einen Beleuchtungssystem-Grundkörper; und
eine Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, welche am Beleuchtungssystem-Grundkörper befestigt ist.
Bei dieser Erfindung hat das „Beleuchtungssystem" eine breite Vielfalt, welche jegliche Vorrichtungen enthält, welche ein Licht der Hochdruckentladungslampe in einer Aufgabe oder einer weiteren verwenden. Beispielsweise ist das Beleuchtungssystem dazu in der Lage, an einer Licht-Glühbirnentyp Hochdruckentladungslampe, einem Beleuchtungs-Equipment, einer mobilen Kopflampe, einer Lichtquelle für optische Fasern, einer Bildprojektions-Vorrichtung, einer optochemischen Vorrichtung oder einer Fingerabdruck-Diskriminator-Vorrichtung angewendet zu werden.
Der „Beleuchtungssystem-Grundkörper" kennzeichnet einen gesamten Abschnitt des Beleuchtungssystems, mit Ausnahme der Hochdruckentladungslampe.
Die „Licht-Glühbirnentyp Hochdruckentladungslampe" meint das Beleuchtungssystem, bei welchem die Hochdruckentladungslampe und der Stabilisator zusammen integriert sind, und mit einer Glühbirnen-Basis zum Aufnehmen einer Leistung bereitgestellt ist, wenn sie mit einer Lampenfassung verbunden ist, um zu ermöglichen, dass sie auf eine ähnliche Weise wie bei der herkömmlichen Glühlampe verwendet wird.
Ferner ist es im Falle eines Aufbauens der Licht-Glühbirnentyp Hochdruckentladungslampe möglich, einen Reflektor zum Bündeln von Licht bereitzustellen, so dass die Hochdruckentladungslampe gewünschte Lichtverbreitungs-Eigenschaften darlegt.
Ferner ist es zum moderaten Reduzieren der Helligkeit der Hochdruckentladungslampe möglich, einen Lichtdiffusionsschirm oder eine Abdeckung anstelle oder zusätzlich zum Reflektor bereitzustellen.
Ferner ist es möglich, eine Glühbirnen-Basis zu verwenden, welche eine gewünschte Anforderung hat.
Ferner kann zum direkten Ersetzen von herkömmlichen Lichtlampen eine Glühbirnen-Basis adaptiert werden, welche dieselbe ist, wie jene bei herkömmlichen Lichtlampen.
Ferner ist es durch Unterbringen der Entladungslampen-Beleuchtungsschaltung in einem korrekten Gehäuse möglich, nicht nur ein Erscheinungsbild, sondern ebenfalls eine Handhabung und Sicherheit zu verbessern.
Ferner gibt es bei der Licht-Glühbirnentyp Hochdruckentladungslampe eine Besorgnis über den Temperaturanstieg aufgrund von einer Wärme von der Hochdruckentladungslampe während ihres Betriebes. Jedoch ist es möglich, die Wärme, welche an die Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung ausgestrahlt wird, zu reduzieren, indem ein Wärmereflektions-Reflektor eingesetzt wird. Im Übrigen ist es bezüglich der Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung zum Beleuchten der Hochdruckentladungslampe vorteilhaft, wenn sie eine Hochfrequenz-Beleuchtungsschaltung enthält, welche einen Inverter und einen Strombegrenzer hat, um das Ausmaß und Gewicht zu reduzieren. In diesem Fall ist es möglich, dass der Strombegrenzer eine Spule, einen Widerstand oder einen Kondensator verwendet.
Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann anhand der Lehre der folgenden Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen deutlich, welche hier miteinbezogen sind und einen Teil dieser Beschreibung bilden.
Ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und viele der begleitenden Vorteile davon werden vollständig erlangt und besser verstanden durch Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, in denen:
1 eine teilweise Frontsektion von einer ersten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine teilweise vertikale Sektion der Hochdruckentladungslampe ist, deren oberer Abschnitt abgedichtet ist;
3 eine teilweise vergrößerte Seitenansicht ist, welche den oberen Abschnitt der Hochdruckentladungslampe zeigt;
4 eine teilweise vergrößerte Draufsicht der Hochdruckentladungslampe ist, deren oberer Abschnitt abgedichtet ist;
5 eine vertikale Sektion des oberen Abschnitts der gleichen Hochdruckentladungslampe ist;
6a bis 6e Zeichnungen sind, um die Abdichtungs-Verarbeitung unter Verwendung des ersten und zweiten Dichtungsmittels in der ersten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung zu zeigen;
7 eine teilweise vergrößerte vertikale Sektion des oberen Abschnitts von einer zweiten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
8 eine teilweise vergrößerte vertikale Sektion des oberen Abschnitts von einer dritten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
9 eine teilweise vergrößerte vertikale Sektion des oberen Abschnitts von einer vierten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
10 eine teilweise vergrößerte vertikale Sektion des oberen Abschnitts von einer fünften Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
11 eine teilweise vergrößerte vertikale Sektion des oberen Abschnitts von einer sechsten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
12 eine teilweise vergrößerte vertikale Sektion des oberen Abschnitts von einer siebten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
13 eine teilweise vergrößerte vertikale Sektion des oberen Abschnitts von einer achten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
14 eine teilweise vergrößerte vertikale Sektion des oberen Abschnitts von einer neunten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe, wobei ihr oberer Abschnitt abgedichtet ist, gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
15 eine teilweise vergrößerte vertikale Sektion des oberen Abschnitts von einer zehnten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
16 eine vertikale Sektion des oberen Abschnitts von einer elften Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
17 eine vertikale Sektion des oberen Abschnitts von der elften Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe, wobei ihr oberer Abschnitt abgedichtet ist, gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
18 eine vordere Sektion des Mitten-Abschnittes von einer ersten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
19 eine vordere Sektion des Mitten-Abschnitts von einer zweiten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
20 ein Kurvenverlauf ist, welcher Lasteigenschaften von einem Hochdruckentladungslampen- und Neonlampen-Stabilisator darstellt;
21 ein Kurvenverlauf ist, welcher eine Beziehung zwischen einer Stromdichte, welche an einer Elektrode gemessen ist, und einer Entladungs-Startspannung von einer ersten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung, und ein Vergleichsbeispiel darstellt;
22 ein Kurvenverlauf ist, welcher eine Beziehung zwischen einem Umgebungsgasdruck und einer Entladungs-Startspannung der ersten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und ein Vergleichsbeispiel zeigt;
23 ein Kurvenverlauf ist, welcher die Beziehung unter einem Umgebungsgasdruck, einer Glühbogen-Übertragungszeit und einem Schwärzungs-Grad der Hochdruckentladungslampe der ersten Ausführungsform in der Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
24 ein Kurvenverlauf ist, welcher Eigenschaften von einer Leuchtfluss-Laufzeit zu einer Beleuchtungszeit der ersten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und ein Vergleichsbeispiel zeigt;
25 ein Schaltdiagramm eines Stabilisators in einer ersten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
26 ein Schaltdiagramm ist, welches einen Stabilisator zur Verwendung mit einer zweiten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
27 eine Vorderansicht von einer Licht-Glühbirnentyp Hochdruckentladungslampe als eine erste Ausführungsform des Beleuchtungs-Equipments gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
28 eine vertikale Sektion der Licht-Glühbirnentyp Hochdruckentladungslampe als die erste Ausführungsform des Beleuchtungs-Equipments gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
29 eine Vorderansicht einer Scheinwerfertyp Hochdruckentladungslampe als eine zweite Ausführungsform des Beleuchtungs-Equipments gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
30 eine teilweise vergrößerte Vordersektion einer herkömmlichen Hochdruckentladungslampe ist, welche mit einem Lichtübertragungs-Keramikgehäuse bereitgestellt ist, um einen Abdichtungs-Abschnitt der Lampe darzustellen;
31 eine weitere teilweise vergrößerte Vordersektion der herkömmlichen Hochdruckentladungslampe ist; und
32 eine teilweise vergrößerte Sektion der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorherigen Erfindung der Hochdruckentladungslampe ist.
Bezugnehmend nun auf die anliegenden Zeichnungen, werden in 1 bis 29 einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hiernach erläutert.
1 ist eine teilweise Vordersektion von einer ersten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine teilweise vertikale Sektion von der Hochdruckentladungslampe, wobei ihr oberer Abschnitt abgedichtet ist.
3 ist eine teilweise vergrößerte Seitenansicht, welche den oberen Abschnitt von der Hochdruckentladungslampe zeigt.
4 ist eine teilweise vergrößerte Draufsicht von der Hochdruckentladungslampe, wobei ihr oberer Abschnitt abgedichtet ist.
5 ist eine vertikale Sektion vom oberen Abschnitt der gleichen Hochdruckentladungslampe.
In den Zeichnungen kennzeichnet CE ein Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse, kennzeichnet FC einen Zuführleiter, kennzeichnet XL einen Kreuzdraht, kennzeichnet OL einen externen Leitungsdraht, kennzeichnet E eine Elektrode, kennzeichnet S1 ein erstes Dichtungsmittel, kennzeichnet CW eine keramische Scheibe und kennzeichnet S2 ein zweites Dichtungsmittel.
Das aus YAG gemachte Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse CE ist mit einer Hülle CEa und Zylinderabschnitten mit kleinem Durchmesser CEb, CEb bereitgestellt. Die Hülle CEa hat einen maximalen Außendurchmesser von ungefähr 5,5 mm. Der Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser SEb hat einen Außendurchmesser von 1,7 mm, eine Länge von 25 mm und ein Innenvolumen von ungefähr 0,03 cc.
Die Hülle CEa ist hohl und beinahe oval, wobei ihre beiden Enden durch glattgekrümmte Oberflächen geschrumpft sind.
Der Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser CEb ist mit der Hülle CEa durch eine glattgekrümmte Oberfläche gekoppelt, um somit das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse CE einstückig auszubilden.
Der Zuführleiter FC enthält einen abdichtbaren Abschnitt FCa und einen hitzebeständigen Abschnitt FCb.
Der abdichtbare Abschnitt FCa enthält einen Spulen-Abschnitt FCa1 und einen äußeren Vorsprung FCa2.
Der Spulen-Abschnitt FCa1 ist durch Winden eines 0,15 mm dicken Niob-Drahtes mit 10 Windungen geformt, um einen Durchmesser von 0,6 mm, einen Innendurchmesser von 0,30 mm und eine Länge von 1,7 mm zu erhalten.
Der äußere Vorsprung FCa2 ist aus einer Niob-Stange von 0,2 mm im Durchmesser und 0,7 mm in der Länge gemacht. Ungefähr die halbe Länge des äußeren Vorsprungs FCa2 an ihrer Kopf-Ende Seite ist in den Spulen-Abschnitt FCa1 von ihrem Basis-Ende aus eingesetzt, und dann durch Verschweißen mit dem Spulen-Abschnitt FCa1 gekoppelt.
Der hitzebeständige Abschnitt FCb ist aus einer 0,2 mm dicken Wolfram-Stange gemacht. Sein Basis-Ende ist in den oberen Abschnitt vom End-Spulen-Abschnitt FCa1 eingesetzt, und dann durch Schweißen mit dem abdichtbaren Abschnitt FCa gekoppelt.
Dann wird der Zuführleiter FC in den Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser CEb eingesetzt, und zwar in dem Zustand, dass das Basis-Ende des äußeren Vorsprungs FCa2 außerhalb des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses CE vorspringt. Der Zuführleiter FC wird dann am Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse CE durch das erste Dichtungsmittel S1 gehalten. Darausfolgend, wird ein schmaler Spalt g zwischen der Innenoberfläche des Zylinderabschnitts mit kleinem Durchmesser CEb des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses CE und der Außenoberfläche des hitzebeständigen Abschnitts FCb ausgebildet.
Wie in 5 gezeigt, enthält ein Kreuzdraht XW einen dünnen Niob-Draht. Der Kreuzdraht XW wird dann mit der Außenwand des äußeren Vorsprungs-Abschnittes FCa2 des abdichtbaren Abschnitts FCa verschweißt, so dass der Kreuzdraht XW zum Positionieren des Zuführleiters FC zum Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser CE dient. Hier ist der Kreuzdraht XW in 2 ausgelassen.
Der externe Leitungsdraht OL ist aus einer Fe-Ni-Co Legierung gemacht. Sein Ende ist mit dem Basis-Ende des äußeren Vorsprungs FC2 des abdichtbaren Abschnitts FCa in einem Winkel von 90° verweißt.
Die Elektrode E ist zu einem Zylinder geformt, indem eine ungefähr 50 μm dicke Wolfram-Platte abgerundet wird, bei welcher eine Kontaktstellen-Leitung j1 mit einem schmalen Spalt von ungefähr 2 μm belassen wird, um einen Innendurchmesser von 0,29 mm und eine Länge von 1,2 mm zu haben. Die Elektrode E wird dann mit dem Kopf-Ende des hitzebeständigen Abschnitts FCb des Zuführleiters FC durch Fixieren daran gekoppelt.
Das erste Dichtungsmittel S1 ist aus einem keramischen Dichtungsverbund von Al2O3-SiO2-Dy2O3 Typ, das heißt ein Sinter-Glas gemacht, dessen Schmelzpunkt 1550 °C beträgt.
Das erste Dichtungsmittel S1 dichtet das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse CE durch Eintritt in den schmalen Spalt ab, welcher zwischen dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser CEb des durchlässigen CE und den Basis-Enden des abdichtbaren Abschnitts FCa und dem Basis-Ende von FCb ausgebildet ist, und hält ebenfalls den Zuführleiter FC an einer vorbestimmten Position. Dann bildet das erste Dichtungsmittel S1 einen dicken Dichtungs-Film S1a im Inneren des Mitten-Abschnitts des Spulen-Abschnittes FCa1.
Die keramische Scheibe CW ist aus Aluminiumoxid-Keramik gemacht, und hat einen Außendurchmesser, welcher derselbe ist wie jener des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser CEb, und ein axiales Loch CWa in ihrer Mitte. Ferner hat die keramische Scheibe CW an ihrem Kopf eine Nut CWb ausgebildet, welche das axiale Loch CWa nach außen leitet. Die keramische Scheibe CW ist am Kopf-Ende des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser CEb platziert. Im axialen Loch CWa sind das Basis-Ende des äußeren Vorsprungs FC2a des abdichtbaren Abschnitts FCa, und das Kopf-Ende des externen Leitungsdrahtes OL, welcher mit dem abdichtbaren Abschnitt FCa gekoppelt ist, gelagert. Der externe Leitungsdraht OL ist ebenfalls in der Nut CWb an der keramischen Scheibe CW gelagert, und erstreckt sich im rechten Winkel in Bezug zur Achse des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses CE.
Da der externe Leitungsdraht OL in der Nut CWb an der keramischen Scheibe CW gelagert ist, wird die Verbindung zum äußeren Vorsprung FCa2 fast nicht durch eine Biegebelastung zerstört.
Das zweite Dichtungsmittel S2 ist aus einem Klebemittel-Glas aus CaO-BaO-SiO2 Typ, das heißt ein Sinter-Glas, gemacht, dessen Schmelzpunkt 1045 °C beträgt.
Ferner bedeckt das zweite Dichtungsmittel S2 das Basis-Ende des abdichtbaren Abschnitts FCb und das Kopf-Ende des externen Leitungsdrahtes OL, welcher im axialen Loch CWa der keramischen Scheibe CW gelagert ist, so um sie dahingehend abzudichten, dass sie nicht nach außen ausgesetzt sind.
Bezugnehmend nun auf 6a bis 6e, wird im Folgenden der Abdichtungs-Ablauf unter Verwendung des ersten und zweiten Dichtungsmittels erläutert.
6a bis 6e zeigen den Abdichtungs-Ablauf unter Verwendung des ersten und zweiten Dichtungsmittels in der ersten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung.
(1) Abdichtungs-Verarbeitung durch das erste Dichtungsmittel S1
Wie in 6a gezeigt, nimmt das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse CE zunächst eine stehende Lage im Zustand des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser CEb ein, welcher sich oben befindet. Dann wird eine Anordnung der Elektrode E und des Zuführleiters FC in den Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser CEb von oben eingesetzt, bis der Kreuzdraht XW das Ende des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser CEb erreicht, und darin gehalten wird.
Dann, wie in 6b gezeigt, wird ein keramischer Dichtungsverbund CC1, welcher zu einem ringförmigen Pellet ausgebildet ist, um den abdichtbaren Abschnitt des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses CE und dem äußeren Vorsprung FCa2 des abdichtbaren Abschnittes FCb, welcher außerhalb der Kantenoberfläche des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser vorspringt, platziert, so dass er durch Wärme verschmolzen wird.
Gemäß des Verschmelzens durch Wärme, fließt, wie in 6c gezeigt, die geschmolzene Lösung des keramischen Dichtungsverbundes CC1 in den Spalt zwischen dem abdichtbaren Abschnitt FCa und der Innenoberfläche des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser CEb, und die Lösung füllt das Innere des Spulen-Abschnitts FCa1, wodurch sie den gesamten abdichtbaren Abschnitt FCa abdichtet, welcher im Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser CE1b eingesetzt ist. Dann unterläuft die Lösung einer Kühlung an der Position um das Basis-Ende des hitzebeständigen Abschnittes FCb, um somit das erste Dichtungsmittel S1 auszubilden. Die Erwärmung wird unter Verwendung einer Hochfrequenz-Erwärmung, einer Laser-Erwärmung oder einer Infrarot-Erwärmung durchgeführt.
(2) Dichtungs-Ablauf durch das zweite Dichtungsmittel S2
Ferner, wie in 6d gezeigt, wird die keramische Scheibe CW um den äußeren Vorsprung FCa2 des abdichtbaren Abschnittes FCa des Zuführleiters FC fixiert, und dann wird der externe Leitungsdraht OL in der Nut CWb in der Richtung untergebracht, welche senkrecht zur Achse des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses CE ist. Dann wird der externe Leitungsdraht OL mit dem äußeren Vorsprung FCa2 verschmolzen. Ein keramischer Dichtungsverbund CC2, welcher pelletförmig ausgebildet ist, wird an der keramischen Scheibe CW platziert und dann erwärmt.
Gemäß der wie oben erwähnten Erwärmung, wird der keramische Dichtungsverbund CC2 geschmolzen, wie in 6a gezeigt, und dann fließt seine geschmolzene Lösung in das axiale Loch CWa der keramischen Scheibe CW, um somit den äußeren Vorsprung FCa2 des abdichtbaren Abschnittes FCa herum abzudichten. Die Lösung fließt ebenfalls, um den Spalt zwischen der Rückseite der keramischen Scheibe CW und der Endoberfläche des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser CEb zu füllen, wo die Lösung einer Kühlung unterläuft, um somit das zweite Dichtungsmittel S2 zu erstellen. Demgemäss, sogar obwohl ein Teil des Kreuzdrahtes XW außerhalb des Dichtungsmittels S1 freigesetzt ist, wird er durch das zweite Dichtungsmittel S2 abgedeckt.
Nachdem der Zuführleiter FC an einen der Zylinderabschnitte mit kleinem Durchmesser CEb abgedichtet wurde, wird das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse CE in einer stehenden Position platziert, so dass der andere Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser CEb in einer oberen Position verbleibt. Eine korrekte Menge von NaI, InI, TlI und DyI3 und Quecksilber als das Ionisierungsmittel werden in das Keramik-Entladungsgehäuse gefüllt. Dann wird die Peripherie so erstellt, dass sie eine Argongas-Atmosphäre von ungefähr 13.300 Pa hat, und zwar genauso wie der Umgebungsdruck, um das erste Dichtungsmittel Si unter Verwendung des keramischen Abdichtungsverbundes CC1 zu gestalten, dann wird das Argongas in das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse CE gefüllt. Danach wird die keramische Scheibe CE geladen, und der externe Leitungsdraht OL wird daran gekoppelt, um somit das zweite Dichtungsmittel S2 unter Verwendung des keramischen Abdichtungsverbundes CC2 zu erstellen.
Die daraus resultierend erlangte Hochdruckentladungslampe ist eine Metall-Haloid Entladungslampe mit einem bei 20 W eingestuften Leistungsverbrauch.
7 ist eine teilweise vergrößerte vertikale Sektion des oberen Abschnitts von einer zweiten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 7 sind dieselben Elemente wie jene, welche in 5 gezeigt sind, mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von anderen Ausführungsformen dahingehend, dass die Spulen-Neigung des Mitten-Abschnitts des Spulen-Abschnittes FCa1 des Zuführleiters FC vergrößert ist.
Das heißt, dass der Mitten-Abschnitt des Spulen-Abschnittes FCal derart ausgebildet ist, dass er eine Wendung von einer großen Neigungs-Spule hat. Es ist möglich, die Spulen-Neigung des Mitten-Abschnittes des Spulen-Abschnittes FCa1 zu ändern, solange seine grundlegende Funktion nicht behindert wird, und zwar durch Zuführen von Elektrizität an die Elektrode E durch den hitzebeständigen Abschnitt FCb, als auch durch das Ausbilden eines dicken Abdichtungs-Films S1a durch Füllen des ersten Dichtungsmittels S1 in den Spulen-Abschnitt FCa1.
Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, die Materialkosten zu reduzieren, indem der Niob-Draht verkürzt wird.
8 ist eine teilweise vergrößerte vertikale Sektion des oberen Abschnitts von einer dritten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 8 sind dieselben Elemente, wie jene, welche in 5 gezeigt sind, mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
In dieser Ausführungsform unterscheidet sich der Aufbau des Spulen-Abschnittes FCa1 von jenen der weiteren Ausführungsformen.
Das heißt, dass zunächst der Spulen-Abschnitt FCa1 fest gewunden wird. Nachdem das Basis-Ende des hitzebeständigen Abschnittes FCb in das Kopf-Ende des Spulen-Abschnittes FCa1 eingesetzt ist, und das Kopf-Ende des äußeren Vorsprungs FCa2 in das Basis-Ende des Spulen-Abschnittes FCa1 eingesetzt ist, wird der Mitten-Abschnitt des Spulen-Abschnittes FCa1 verlängert, um somit den Zuführleiter zu erhalten, welcher eine vergrößerte Neigung hat. Die darauffolgenden Herstellungs-Abläufe sind dieselben wie bei der weiteren Ausführungsform.
Bei dieser Ausführungsform ist es, da der hitzebeständige Abschnitt FCb und der äußere Vorsprung FCa2 in den korrekt gewundenen Spulen-Abschnitt FCa1 eingesetzt sind, und damit gekoppelt sind, möglich, eine ausreichende mechanische Festigkeit zu erlangen.
9 ist eine teilweise vergrößerte vertikale Sektion des oberen Abschnitts in einer vierten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 9 sind dieselben Elemente, wie jene, welche in 7 gezeigt sind, mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von anderen Ausführungsformen darin, dass das Kopf-Ende des äußeren Vorsprungs FCa2 sich weiter erstreckt und von Angesicht zu Angesicht zum Basis-Ende des hitzebeständigen Abschnittes FCb passt.
Das heißt, dass durch Erstrecken des äußeren Vorsprungs FCa2 des abdichtbaren Abschnittes FCa und Passen von Angesicht zu Angesicht zum Basis-Ende des hitzebeständige Abschnitt FCb, der hitzebeständige Abschnitt FCb an seiner Stelle zur Kopf-Ende Oberfläche des äußeren Vorsprungs FCa2 bestimmt ist, so dass der gesamte Zuführleiter FC eine gute Linearität zeigt.
Hier benötigen der äußere Vorsprung FCa2 und der hitzebeständige Abschnitt FCb keinen elektrischen Leiter zueinander, weil es einen schmalen Spalt zwischen ihnen geben kann.
10 ist eine teilweise vergrößerte vertikale Sektion des oberen Abschnitts von einer fünften Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 10 sind dieselben Elemente wie jene, welche in 9 gezeigt sind, mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von weiteren Ausführungsformen dahingehend, dass der Spulen-Abschnitt FCa1 des abdichtbaren Abschnitts des Zuführleiters fest gewunden ist.
Das heißt, wenn der Spulen-Abschnitt FCa1 fest gewunden ist, der gesamte Zuführleiter FC eine gute Linearität zeigt.
Hier braucht es jedoch etwas mehr Zeit, damit das erste Dichtungsmittel S1 in den Spulen-Abschnitt FCa1 eintritt. Jedoch ist dies kein grundlegendes Problem.
11 ist eine teilweise vergrößerte Sektion von einer sechsten Ausführungsform des grundlegenden Teils, welcher in einer vergrößerten Sektions-Figur gezeigt ist, welche anzeigt, dass der obere Abschnitt der Hochdruckentladungslampe abgedichtet ist.
In 11 sind dieselben Elemente wie jene, welche in 3 gezeigt sind, mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
Bei dieser Ausführungsform unterscheidet sich der Aufbau der keramischen Scheibe CW von jenem der weiteren Ausführungsformen.
Das heißt, dass die keramische Scheibe CW mit einem Schlitz CWc bereitgestellt ist, welcher die Außenoberfläche des axialen Loches CWa erreicht. Demgemäss wird, nachdem der externe Leitungsdraht OL mit dem äußeren Vorsprung FCa2 des Zuführleiters FC gekoppelt ist, die keramische Scheibe CW an einer vorbestimmten Position platziert, und der äußere Vorsprung FCa2 wird durch das zweite Dichtungsmittel S2 abgedeckt, um die Kopplungs-Betriebsfähigkeit zu verbessern.
12 ist eine teilweise vergrößerte Seitenansicht, welche den oberen Abschnitt von einer siebten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 12 sind dieselben Elemente, wie jene, welche in 3 gezeigt sind, mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
Bei dieser Ausführungsform unterscheidet sich der Aufbau der keramischen Scheibe ebenfalls von jenen der weiteren Ausführungsformen.
Das heißt, dass eine Nut CWd an der Rückseite der keramischen Scheibe CW ausgebildet ist. Demgemäss wird, nachdem der externe Leitungsdraht OL mit dem äußeren Vorsprung FCa2 des Zuführleiters FC gekoppelt ist, die keramische Scheibe CW an einer vorbestimmten Position platziert, und der äußere Vorsprung FCa2 wird durch das zweite Dichtungsmittel S2 bedeckt, um die Kopplungs-Betriebsfähigkeit zu verbessern.
13 ist eine teilweise vergrößerte vertikale Sektion des oberen Abschnitts von einer achten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 13 sind dieselben Elemente wie jene, welche in 5 gezeigt sind, mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
Bei dieser Ausführungsform unterscheidet sich der Aufbau des äußeren Vorsprungs FCa2 des abdichtbaren Abschnitts des Zuführleiters von jenen der weiteren Ausführungsformen.
Das heißt, dass der abdichtbare Abschnitt FCa des Zuführleiters FC den Spulen-Abschnitt FCa1 und den äußeren Vorsprung-Abschnitt FCa2 enthält, welcher sich aus dem Basis-Ende des Spulen-Abschnittes FCa1 ergibt. Hier kann im Falle, dass ein Teil des Zuführleiters FC mit dem Kopf-Ende des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser CEb zum Abdicht- Betrieb in Eingriff steht, ungefähr eine Windung des Spulen-Abschnittes FCa1 am Basis-Ende vergrößert werden, um damit in Eingriff zu stehen.
Dann bedarf es bei dieser Ausführungsform keinerlei weiterer Teile als den äußeren Vorsprung FCa2 und jeglichem weiteren Kopplungs-Betrieb, und es können Kosten für die Teile und das Zusammenbauen reduziert werden.
14 ist eine teilweise vertikale Sektion von einer neunten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe, wobei ihr oberer Abschnitt abgedichtet ist, gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 14 sind dieselben Elemente wie jene, welche in 2 gezeigt sind, mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
Bei dieser Ausführungsform unterscheiden sich die grundsätzlichen Aufbauten des hitzebeständigen Abschnitts FCb des Zuführleiters FC, der Elektrode E und des externen Leitungsdrahtes OL von jenen der weiteren Ausführungsformen.
Das heißt, dass der hitzebeständige Abschnitt FCb eine Molybdän-Verbindungsstange FCb1 von 0,29 mm im Durchmesser und 2 mm in der Länge und eine Wolfram-Hohlröhre FCb2 von 0,29 mm im Innendurchmesser, 50 mm Dicke und 7 mm Länge enthält.
Die Verbindungsstange FCb1 ist mit dem Kopf-Ende des Spulen-Abschnitts FCa1 gekoppelt, indem sein Basis-Ende darin eingesetzt wird.
Die Hohlröhre FCb2 ist mit der Verbindungsstange FCb1 gekoppelt, indem ihr Basis-Ende von außerhalb dazu eingesetzt wird. Das Ende der Hohlröhre FCb2 wirkt als die Elektrode E, indem sie in der Hülle CEa des Entladungslampen- Lichtübertragungs-Keramikgehäuses CE innewohnt. Diese Hohlröhre FCb2 ist durch Abrunden einer Wolfram-Platte gemacht, um eine Kontaktstellen-Leitung j1 mit einem schmalen Spalt von ungefähr 20 μm zu erhalten.
Der externe Leitungsdraht OL ist mit dem Basis-Ende des äußeren Vorsprungs FCa2 des Zuführleiters FC in axialer Richtung gekoppelt, und erstreckt sich durch das axiale Loch CWa der keramischen Scheibe CW.
15 ist eine teilweise vergrößerte vertikale Sektion des oberen Abschnitts von einer zehnten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 15 sind dieselben Elemente wie jene, welche in 14 gezeigt sind, mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
Bei dieser Ausführungsform unterscheidet sich der abdichtbare Abschnitt FCa des Zuführleiters FC von jenen der weiteren Ausführungsformen.
Das heißt, dass der abdichtbare Abschnitt FCa durch den äußeren Vorsprung FCa2 ausgebildet ist, indem sich das Basis-Ende des Spulen-Abschnittes FCa1 erstreckt.
16 ist eine vertikale Sektion von einem Teil einer elften Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung.
17 ist eine Draufsicht, welche den Zustand zeigt, bei welchem das Dichtungsmittel vom oberen Abschnitt der Hochdruckentladungslampe entfernt ist.
In 16 und 17 sind dieselben Elemente, wie jene, welche in 10 gezeigt sind, mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von weiteren Ausführungsformen dahingehend, dass das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse CE von einer Struktur eines einzeln geschlossenen Endes ist.
Das heißt, dass das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse CE eine ballförmige Hülle CEa hat, und dass ein einzelnes Stück eines Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser CEb einstückig auf der ballförmigen Hülle CEa ausgebildet ist. Dann wird ein Zwischenteil IM verwendet, um wie gewünscht ein Paar aus den Zuführleitern FC, FC im Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser CEb zu entfernen und sie dann hermetisch abzudichten.
Das Zwischenteil IM enthält eine Aluminium-Keramik, welche einen Wärmekoeffizienten hat, welcher nahe dem des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses CE ist, und sein Ausmaß ist groß genug, um in einen Spalt eingesetzt zu werden, welcher innerhalb des Zylinderabschnittes mit kleinem Durchmesser CEb ausgebildet ist, und ist mit einem Paar von Durchgangslöchern IMa bereitgestellt, welche parallel in axialer Richtung getrennt sind. Der Innendurchmesser des Durchgangsloches IMa hat einen Innendurchmesser, welcher dazu in der Lage ist, den Zuführleiter FC dadurch zu passieren.
Der Spulen-Abschnitt FCa1 des abdichtbaren Abschnitts FCa des Zuführleiters FC ist fest gewunden.
Die Elektrode E ist am Kopf-Ende des hitzebeständigen Abschnittes FCb ausgebildet, und ist an ihrem Kopf-Ende abgerundet.
Das Dichtungsmittel S dichtet einen Spalt zwischen dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser CEb des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses CE und der Innenoberfläche des Zwischenteils IM, und ebenfalls einen Spalt zwischen dem Zuführleiter FC und dem Durchgangsloch IMa des Zwischenteils IM ab.
18 ist eine vordere Sektion des Mitten-Abschnittes von einer ersten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 18 sind dieselben Elemente wie jene, welche in 1 gezeigt sind, mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
Ferner kennzeichnet HD in 18 eine Hochdruckentladungslampe, und 11 kennzeichnet einen Reflektor.
Der Reflektor 11 ist mit einem Reflektor-Körper 11a, einer Reflektions-Oberfläche 11b und einem Paar von Durchgangslöchern 11c, 11c und einer Halte-Basis 11d bereitgestellt.
Der Reflektor-Körper 11a ist einstückig mit der Halte-Basis 11d unter Verwendung eines Glases ausgebildet, und ist mit einem Kopf-Abschnitt 11a1 und einer Lichtprojektions-Öffnung 11a2 bereitgestellt.
Die Reflektions-Oberfläche 11b hat eine umlaufende parabolische Oberflächenform, und wird durch Verdampfen von Aluminium an der Innenoberfläche des Reflektions-Körper 11a ausgebildet.
Ein Paar der Durchgangslöcher 11c, 11c ist an der Reflektions-Oberfläche 11b an Positionen ausgebildet, welche dem Brennpunkt der Reflektions-Oberfläche 11b entgegenliegen, und verbinden das Innere des Reflektors 11 mit der Außenseite des Reflektor-Körpers 11a.
Die Haltebasis 11d ist an der Rückseite des Basis-Körpers 11a ausgebildet, indem sie der vorderen Kante 11b1 des Reflektors 11b gegenüberliegt, und ist in einer zylindrischen Form ausgebildet.
Dann wird ein Paar der Zylinderabschnitte mit kleinem Durchmesser CEb der Hochdruckentladungslampe HD in ein Paar der Durchgangslöcher des Reflektors 11 eingesetzt, während die Hauptteile des ersten und zweiten Dichtungsmittels nicht der Seite der Reflektions-Oberfläche 11b des Reflektors 11 ausgesetzt sind.
19 ist eine vordere Sektion des Mitten-Abschnittes von einer zweiten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 19 sind dieselben Elemente wie jene, welche in 18 gezeigt sind, mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von weiteren Ausführungsformen durch Halte-Mechanismen der Hochdruckentladungslampe HD und des Halte-Systems des Reflektors 11.
Das heißt, dass eine Halte-Basis 13 zum Halten des Reflektors 11 bereitgestellt ist, und ein Protektor 14 zum Schützen der Hochdruckentladungslampe HD und des Reflektors 11 bereitgestellt ist.
Ferner ist die Hochdruckentladungslampe HD mit demselben Aufbau wie jener, welcher in 14 gezeigt ist, bereitgestellt, und der externe Leitungsdraht OL erstreckt sich in axialer Richtung des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses CE.
Die Halte-Basis 13 und das Protektions-Mittel 14 sind einstückig unter Verwendung eines Steatits ausgebildet.
Die Halte-Basis 13 ist mit einer Aussparung 13a und einem leitfähigem Drahtpfad 13b an ihrer Mitte bereitgestellt. Die Halte-Basis 11d des Reflektors 11 ist in der Aussparung 13a untergebracht, und dann durch ein anorganisches Klebemittel B daran fixiert. Zum leitfähigen Drahtpfad 13b ist ein leitfähiger Draht (nicht gezeigt) eingesetzt, welcher mit dem externen Leitungsdraht OL der Hochdruckentladungslampe HD gekoppelt ist.
Der Protektor 14 steigt zylindrisch von der Kante der Halte-Basis 13 auf, um somit eine Lader-Sektion der Hochdruckentladungslampe und die Außenoberfläche des Reflektors 11 zu umhüllen. Der Protektor 14 ist ebenfalls mit einem Paar von Aussparungen 14a, 14a bereitgestellt, um die externen Leitungsdrähte OL zu empfangen.
Die externen Leitungsdrähte OL der Hochdruckentladungslampe HD passen in die Aussparungen 14a, und werden dann durch das anorganische Klebemittel B am Protektor 14 fixiert.
Nun wird eine erste Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
Die Hochdruckentladungslampe ist identisch zur Hochdruckentladungslampe, welche in 1 gezeigt ist. Die Hochdruckentladungslampe hat folgende Anforderungen.
Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse: Hergestellt aus YAG; Länge: 25 mm; Hohlabschnitt 1a mit Außendurchmesser von 5 mm und Innendurchmesser von 4,5 mm (Wanddicke: 0,5 mm); Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser 1b mit Außendurchmesser von 1,8 mm und Innendurchmesser von 0,75 mm (Wanddicke 0,53 mm)
Elektrode: Durchmesser von 0,25 mm; Abstand der Elektroden: 3 mm;
Leiter: Hergestellt aus Niob; Durchmesser: 0,64 mm
Schmaler Spalt g: 0,25 mm;
Entladungsmittel: Ne 3 % +Ar 500 Torr Puffergas; und korrekte Menge von Quecksilber und Halogen;
Lampenleistung: 20 W;
Stabilisator: Identisch zum Stabilisator wie in 25 gezeigt.
Ihre Details werden später beschrieben.
21 ist ein Kurvenverlauf, welcher eine Beziehung zwischen einer Stromdichte, welche an einer Elektrode gemessen ist, und einer Entladungs-Startspannung von einer ersten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und ein Vergleichsbeispiel darstellt.
In 21 zeigt die horizontale Achse eine Stromdichte, welche um eine Elektrode gemessen ist, j/p² (mA/mm²/Torr²), und die vertikale Achse zeigt einen Kathoden-Spannungsabfall Vk (V). Die kennzeichnende Kurve C ist die vorliegende Ausführungsform, und die kennzeichnende Kurve D ist das Vergleichsbeispiel. Hier ist das Vergleichsbeispiel beinahe dasselbe wie bei der vorliegenden Erfindung, mit Ausnahme, dass das Puffergas lediglich Argon enthält.
Wie anhand des Kurvenverlaufs von 21 zu sehen, nimmt, wenn das Puffergas eine Mischung aus Neon und Argon ist, die Stromdichte, welche an der Elektrode gemessen ist, ab, und die Glühleistung nimmt ab.
22 ist ein Kurvenverlauf, welcher eine Beziehung zwischen einem Umgebungs-Gasdruck und einer Entladungs-Startspannung der ersten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Vergleichsbeispiel zeigt.
In 22 zeigt die vertikale Achse den Umgebungs-Gasdruck (Torr) an, und die horizontale Achse zeigt die Entladungs-Startspannung Vs (V) an. Die kennzeichnende Kurve E ist die vorliegende Ausführungsform, und die kennzeichnende Kurve F ist das Vergleichsbeispiel. Hier ist das Vergleichsbeispiel identisch zum Vergleichsbeispiel, welches in 3 gezeigt ist.
Wie anhand des Kurvenverlaufs von 22 zu erkennen, nimmt, wenn das Puffergas eine Mischung aus Neon und Argon enthält, die Entladungs-Startspannung mehr ab als die im Puffergas, welches lediglich Argon enthält.
23 ist ein Kurvenverlauf, welcher die Beziehung zwischen einem Umgebungs-Gasdruck, einer Glühbogen-Übergangszeit und einem Schwärzungs-Grad der Hochdruckentladungslampe der ersten Ausführungsform in der Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 23 zeigt die vertikale Achse den Umgebungs-Gasdruck (Torr) an. Während die linke Seite der vertikalen Achse die Glühbogen-Übergangszeit (sec) anzeigt, zeigt die rechte Seite der vertikalen Achse einen Schwärzungs-Pegel an. Die kennzeichnende Kurve G zeigt die Glühbogen-Übergangszeit an, und die kennzeichnende Kurve H zeigt den Schwärzungsgrad an. Hier wird der Schwärzungsgrad durch eine Helligkeits-Berechnung erlangt, und je höher der Wert ist, desto schwerwiegender ist die Schwärzung.
Der Kurvenverlauf wird aufgenommen, indem die Glühbogen-Übergangszeit und der Schwärzungsgrad der Hochdruckentladungslampe gemessen werden, wobei der Umgebungs-Gasdruck variiert, wenn das Puffergas eine Mischung aus Neon und Argon enthält.
Wie anhand des Kurvenverlaufes von 23 zu sehen, ist der Umgebungs-Gasdruck optimal im Bereich von 100 bis 200 Torr.
24 ist ein Kurvenverlauf, welcher Eigenschaften von einer Helligkeitsfluss-Laufzeit zu einer Beleuchtungszeit der ersten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Vergleichsbeispiel zeigt.
In 24 zeigt die vertikale Achse eine Beleuchtungszeit (Std) an, und die horizontale Achse zeigt ein Helligkeitsfluss-Laufzeitverhältnis (%) an. Die kennzeichnende Kurve I ist eine Helligkeitsfluss-Laufzeitverhältnis-Eigenschaft eines Beispiels, welches 100 Torr von einer Mischung aus Neon und Argon enthält. Die kennzeichnende Kurve J ist eine Ähnlichkeitsfluss-Laufzeitverhältnis-Eigenschaft eines weiteren Beispiels, welches 150 Torr der Mischung enthält. Schließlich ist die kennzeichnende Kurve K eine Helligkeitsfluss-Laufzeitverhältnis-Eigenschaft des Vergleichsbeispiels, welches 100 Torr von Argon enthält.
Wie anhand des Kurvenverlaufs von 24 zu sehen, wird eine vorteilhafte Helligkeitsfluss-Laufzeitverhältnis-Eigenschaft bei praktischen Anwendungen durch die vorliegende Erfindung erlangt.
25 ist ein Schaltplan, welcher einen Stabilisator in einer ersten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 25 ist eine Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung unter Verwendung des Stabilisators für die Neonlampe gezeigt, welcher grundsätzlich durch den Halbbrücken-Hochfrequenz-Inverter aufgebaut ist.
In 25 kennzeichnet AS eine AC-Energiequelle, f kennzeichnet eine Überstrom-Schutzsicherung, NF kennzeichnet einen Rauschfilter, RD kennzeichnet eine gleichgerichtete DC-Energiequelle, Q1 kennzeichnet eine erste Schaltvorrichtung, Q2 kennzeichnet eine zweite Schaltvorrichtung, GD kennzeichnet eine Gate-Antriebsschaltung, ST kennzeichnet eine Startschaltung, GP kennzeichnet eine Gate-Schutzschaltung und LC kennzeichnet eine Lastschaltung.
Die AC-Energiequelle AS ist eine herkömmliche 100 V Energiequelle.
Die Überstrom-Schutzsicherung f ist eine aufgedruckte Sicherung, welche auf einer Platine aufgedruckt ist, und schützt die Schaltung, damit sie nicht zerstört wird, wenn ein übermäßiger Strom geflossen ist.
Der Rauschfilter NF enthält eine Spule L1 und einen Kondensator C1, und beseitigt Hochfrequenz-Bestandteile, welche mit dem Betrieb des Hochfrequenz-Inverters auftreten, von ihrer Streuung zur Energieversorgungs-Seite.
Die gleichgerichtete DC Energiequelle RD enthält einen Brücken-Gleichrichter BR und einen Glättungskondensator C2. AC-Eingangsanschlüsse des Brücken-Gleichrichters BR sind mit einer AC-Energiequelle A über den Rauschfilter NF und die Überstrom-Schutzsicherung f gekoppelt. Zusätzlich sind DC-Ausgangsanschlüsse über einen Glättungskondensator C2 gekoppelt, welcher einen geglätteten DC-Strom ausgibt.
Die erste Schaltvorrichtung Q1 enthält einen N-Kanal MOSFET. Dann wird ihr Drain mit dem positiven Anschlusspol des Glättungskondensators C2 gekoppelt.
Die zweite Schaltvorrichtung Q2 enthält einen P-Kanal MOSFET. Dann wird ihre Source mit der Source der ersten Schaltvorrichtung Q1 gekoppelt, während ihr Drain mit dem negativen Anschlusspol des Glättungskondensators C2 gekoppelt wird.
Demgemäss sind die erste und zweite Schaltvorrichtung Q1 und Q2 in Serie gekoppelt, und ihre jeweiligen Anschlüsse sind über die Ausgangsanschlüsse der gleichgerichteten DC-Energiequelle RD gekoppelt.
Die Gate-Antriebsschaltung GD enthält eine Rückführschaltung FBC, eine Serienresonanzschaltung SC und eine Gate-Spannungsausgangsschaltung GO.
Die Rückführschaltung FBC enthält eine zusätzliche Windung, welche magnetisch mit einer Strombegrenzungs-Spule L2 gekoppelt ist.
Die Serienresonanzschaltung SOC enthält eine Serienschaltung aus einer Spule L3 und einem Kondensator C3. Zusätzlich sind ihre zwei Enden mit der Rückführschaltung FBC gekoppelt.
Die Gate-Spannungsausgangsschaltung GO ist derart aufgebaut, um eine Resonanzspannung auszugeben, welche über den Kondensator C3 der Serienresonanzschaltung SO über einen Kondensator C4 auftritt. Dann ist ein Ende des Kondensators C4 mit dem Kopplungsknoten des Kondensators C3 und der Spule L3 gekoppelt, und das andere Ende ist mit den Gates der ersten und der zweiten Schaltvorrichtung Q1 und Q2 gekoppelt. Ferner ist das andere Ende des Kondensators C3 mit den Sourcen der ersten und der zweiten Schaltvorrichtung Q1 und Q2 gekoppelt. Demgemäss wird die Resonanzspannung, welche an beiden Enden des Kondensators C3 angelegt ist, über die Gates und die Sourcen der ersten und der zweiten Schaltvorrichtung Q1 und Q2 über die Gate-Spannungsausgangsschaltung GO angelegt.
Die Startschaltung ST enthält Widerstände R1, R2 und R3.
Ein Ende des Widerstandes R2 ist mit dem positiven Anschluss des Glättungskondensators C2 verbunden, und das andere Ende ist mit dem Gate der ersten Schaltvorrichtung Q1 und mit einem Ende des Widerstandes R2 und mit dem Ausgangsende an der Seite des Gates der Gate-Spannungsausgangsschaltung GO der Gate-Antriebsschaltung GD, das heißt, das andere Ende des Kondensators C4, verbunden.
Das andere Ende des Widerstandes R2 ist mit dem Verbindungsknoten der Spule L3 der Serienresonanzschaltung SOC und der Rückführschaltung FBC verbunden.
Ein Ende des Widerstandes R3 ist sowohl mit der ersten als auch der zweiten Schaltvorrichtung Q1 und Q2, das heißt, die Sourcen der Schaltvorrichtungen Q1 und Q2 und die Sourcen der Gate-Spannungsausgangsschaltung GO, verbunden. Während dessen ist das andere Ende des Widerstandes R3 mit dem negativen Anschluss des Glättungskondensators C2 verbunden.
Die Gate-Schutzschaltung GP enthält ein Paar von Zener-Dioden, welche in Serie verbunden sind, und wobei ihre entgegengesetzten Pol-Anschlüsse miteinander verbunden sind, und ist parallel mit einer Gate-Spannungsausgangsschaltung GO verbunden.
Die Lastschaltung LC enthält eine Serienschaltung aus der Hochdruckentladungslampe HD, der Strombegrenzungs-Spule L2 und einem DC-Blockierungs-Kondensator C4, und einen Resonanz-Kondensator C6, welcher parallel mit der Hochdruckentladungslampe HD verbunden ist. Ein Ende der Lastschaltung LC ist mit dem Verbindungsknoten von der ersten und der zweiten Schaltvorrichtung Q1 und Q2 verbunden, und das andere Ende ist mit dem Drain der zweiten Schaltvorrichtung Q2 verbunden.
Die Hochdruckentladungslampe HD ist wie in 1 gezeigt aufgebaut, und hat die oben beschriebene Spezifikation.
Die Strombegrenzungs-Spule L2 und der Resonanz-Kondensator C6 bilden zusammen eine Serienresonanzschaltung. Hier hat der DC-Blockierungs-Kondensator C5 eine große Kapazität, und beeinflusst somit nicht wesentlich die Serienresonanz.
Ein Kondensator C7, welcher über den Drain und die Sourcen der zweiten Schaltvorrichtung Q2 verbunden ist, reduziert eine Last während des Schaltbetriebes der zweiten Schaltvorrichtung Q2.
Nun wird der Schaltbetrieb erläutert.
Wenn die AC-Energiequelle AS eingeschaltet wird, erscheint die DC-Spannung, welche durch die gleichgerichtete DC-Energiequelle RD geglättet ist, über den Glättungs-Kondensator C2. Dann wird die DC-Spannung zwischen beiden Drains der ersten und der zweiten Schaltvorrichtung Q1 und Q2 angelegt, welche in Serie verbunden sind. Jedoch sind beide Schaltvorrichtungen Q1 und Q2 ausgeschaltet, da die Gate-Spannung nicht angelegt ist.
Da die DC-Spannung, wie oben erwähnt, zur selben Zeit an der Startschaltung ST angelegt ist, wird die Spannung gemäß der proportionalen Verteilung des Widerstandes der Widerstände R1, R2 und R3 grundsätzlich an beide Enden des Widerstandes R2 angelegt.
Dann wird die Anschluss-Spannung des Widerstandes R2 zwischen dem Gate und Source der ersten und der zweiten Schaltvorrichtung Q1 als positive Spannung angelegt.
Daraus folgend, da die erste Schaltvorrichtung Q1 darauf eingestellt ist, die Schwellspannung zu übersteigen, schaltet sie ein. Jedoch, da die Spannung, welche über dem Gate und der Source der zweiten Schaltvorrichtung Q2 angelegt ist, eine Polarität hat, welche der Gate-Spannung entgegengesetzt ist, verbleibt die zweite Schaltvorrichtung Q2 in einem ausgeschalteten Zustand.
Wenn die erste Schaltvorrichtung Q1 einschaltet, fließt ein Strom zur Lastschaltung LC von der gleichgerichteten DC Versorgung RD über die erste Schaltvorrichtung Q1. Demgemäss erscheint die höhere Resonanzspannung über den Anschlüssen des Resonanz-Kondensators C6 aufgrund der Resonanz von der Serienresonanzschaltung der Strombegrenzungs-Spule L2 und des Resonanz-Kondensators C6, und dann wird die Resonanzspannung an die Hochdruckentladungslampe HD angelegt.
Andererseits wird durch den Strom, welcher in die Strombegrenzungs-Spule L2 fließt, eine Spannung in die Rückführschaltung FBC induziert, welche magnetisch mit der Strombegrenzungs-Spule L2 gekoppelt ist. Demgemäss, da eine verstärkte negative Spannung im Kondensator C3 durch die Serienresonanz der Serienresonanzschaltung SOC erzeugt wird, wird die Spannung auf eine festgelegte Spannung in der Gate-Schutzschaltung GP festgehalten, und über das Gate und die Source der ersten und zweiten Schaltvorrichtung Q1 und Q2 über die Gate-Spannung Ausgangsschaltung GO festgehalten.
Da die festgehaltene fixierte Spannung eine Schwellspannung der zweiten Schaltvorrichtung Q2 übersteigt, schaltet die zweite Schaltvorrichtung Q2 ein.
Im Gegensatz dazu schaltet die erste Schaltvorrichtung Q1 aus, da die Gate-Spannung ihre Polarität umkehrt.
Wenn die zweite Schaltvorrichtung Q2 einschaltet, werden eine elektromagnetische Energie, welche in der Strombegrenzungs-Spule L2 der Lastschaltung LC gespeichert ist, und eine im Kondensator C6 gespeicherte Ladung freigegeben, und ein Strom fließt in die umgekehrte Richtung in die Lastschaltung von der Strombegrenzungs-Spule L2 LC über die zweite Schaltvorrichtung Q2. Dann erscheint eine umgekehrte Polarität von einer hohen Resonanzspannung über den Kondensator C6 und wird dann an die Hochdruckentladungslampe HD angelegt. Hiernach wird der wie oben erwähnte Betrieb wiederholt.
Im übrigen, da der Halbbrücken-Hochfrequenz-Inverter bei der Frequenz arbeitet, welche relativ nahe der Resonanzfrequenz der Serienresonanzschaltung ist, welche die Strombegrenzungs- Spule L2 und den Kondensator C6 enthält, beträgt die Leerlaufspannung zweiter Ordnung, bevor die Hochdruckentladungslampe HD startet, ungefähr 550 V (Effektivspannung). Das heißt, dass die Leerlaufspannung zweiter Ordnung ungefähr 1,5 kV p-p beträgt, und auf die Spannung eingestellt ist, welche beinahe dieselbe ist wie die Entladungs-Startspannung der Hochdruckentladungslampe HD. Ferner, da der Kurzschlussstrom zweiter Ordnung ungefähr 550 mA beträgt, erstrecken sich die Lasteigenschaften glatt von der Leerlaufspannung zweiter Ordnung zum Kurzschlussstrom zweiter Ordnung, und zwar ähnlich der Eigenschafts-Kurve B in 1.
Demgemäss, sogar wenn der Zünder zum Erzeugen der Impulsspannung nicht verwendet werden würde, wird die Hochdruckentladungslampe HD eine Beleuchtung innerhalb einer kurzen Zeit beginnen. Nach einer bestimmten Zeit tritt der Glühbogen-Übergang auf, und dann bewegt sich der eingestufte Lampenstrom-Wert auf dem Lasteigenschaften-Graphen zu einem Betriebspunkt, so dass die Hochdruckentladungslampe HD mit einer stabilen Beleuchtung beginnt. Hier wird, da die Hochdruckentladungslampe den wie in 1 gezeigten Aufbau hat, die Schwärzung beim Startbetrieb kaum auftreten.
26 ist ein Schaltplan, welcher einen Stabilisator zur Verwendung mit einer zweiten Ausführungsform der Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 26 sind dieselben Elemente wie jene, welche in 25 gezeigt sind, mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet, und die Erläuterung wird ausgelassen.
Die Ausführungsform unterscheidet sich von anderen dahingehend, dass sie grundlegend durch einen Vollbrücken-Hochfrequenz-Inverter FBI aufgebaut ist.
In 26 kennzeichnet BUT einen Aufwärtssteller, BDT kennzeichnet einen Abwärtssteller und FBI kennzeichnet den Vollbrücken-Hochfrequenz-Inverter.
Der Aufwärtssteller BUT enthält eine Spule L4, eine Schaltvorrichtung Q3, eine Diode D1 und einen Glättungskondensator C8. Eine geglättete DC-Spannung von ungefähr 580 V, welche über die gleichgerichtete, nicht geglättete DC-Versorgungsspannung verstärkt wird, erscheint über den Glättungskondensator C8.
Der Abwärtssteller BDT enthält eine Schaltvorrichtung Q8 und einen Kondensator C9. Der Abwärtssteller BDT wird gesteuert, um eine konstante Spannungssteuerung durchzuführen, während die Ausgangsspannung durch den Integrations-Betrieb des Kondensators C9 geändert wird, indem der Dienst der Schaltvorrichtung Q4 variabel gemacht wird.
Der Vollbrücken-Hochfrequenz-Inverter FBI enthält vier Schaltvorrichtungen Q5, Q6, Q7 und Q8 in einer Brücke, und verbindet seinen Eingangs-Anschluss mit beiden Enden des Kondensators C9 des Abwärtsstellers BDT, und verbindet die Lastschaltung LC zwischen seinen Ausgangs-Anschluss. Hier reduziert die Spule L5 der Lastschaltung LC die Spitze des Stroms zu dem Zeitpunkt, bei welchem die Schaltvorrichtung Q3 oder Q6 einschaltet. Im Falle des Vollbrücken-Inverters, braucht er nicht die Strombegrenzungs-Spule.
Der Vollbrücken-Hochfrequenz-Inverter FBI ist dazu in der Lage, die Ausgangsspannung durch Variieren der Eingangs DC-Spannung einzustellen. Dann gibt der Vollbrücken-Hochfrequenz- Inverter FBI ungefähr 580 V zur Startzeit der Hochdruckentladungslampe HD aus, und ungefähr 75 V während des Beleuchtungs-Betriebes der Hochdruckentladungslampe HD aus.
27 ist eine vordere Ansicht einer Glühbirnen-Typ Hochdruckentladungslampe als eine erste Ausführungsform des Beleuchtungs-Equipments gemäß der vorliegenden Erfindung.
28 ist eine vertikale Sektion der Glühbirnen-Typ Hochdruckentladungslampe.
In 27 und 28 kennzeichnet HD die Hochdruckentladungslampe, LP kennzeichnet einen Lichtemissions-Abschnitt, UC kennzeichnet eine Beleuchtungsschaltung und CP kennzeichnet einen Gehäuse-Abschnitt.
<Hochdruckentladungslampe HD>
Die Hochdruckentladungslampe HD hat denselben Aufbau wie jene, welche in 1 gezeigt ist.
<Lichtemissions-Abschnitt LP>
Der Lichtemissions-Abschnitt LP ist mit einem Reflektor 11, einem vorderen Protektor 12, einer Halte-Basis 13 und einem Protektor 14 bereitgestellt.
Der Reflektor 11 enthält einen Reflektor-Körper 11a, eine Reflektionsoberfläche 11b, ein Durchgangsloch 11c und einen Halte-Abschnitt 11d.
Der Reflektor-Körper 11c wird durch Formen eines hitzebeständigen Körpers in eine konkave Form erzeugt, und seine Innenoberfläche hat eine umlaufend parabolische Oberfläche.
Die Reflektionsoberfläche 11b wird durch Verdampfen von Aluminium an der Innenoberfläche des Reflektor-Körpers 11a ausgebildet.
Die Durchgangslöcher 11c werden an beiden Seiten des Reflektors 11 an Positionen ausgebildet, welche symmetrisch in Bezug auf eine Linie sind, welche senkrecht die optische Achse des Reflektors 11 an einem Brennpunkt des Reflektors 11 kreuzt. Die Durchgangslöcher 11c sind zum Empfangen von Abschnitten bereitgestellt, welche nahe den Enden der Zylinderabschnitte mit kleinem Durchmesser SEb des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses SE in der Hochdruckentladungslampe HD sind.
Die Hochdruckentladungslampe HD ist auf dem Reflektor 11 bestimmt, so dass sein Brennpunkt seinen Platz zwischen den Elektroden einnimmt. In diesem Zustand sind die Zylinderabschnitte mit kleinem Durchmesser SEb, SEb an beiden Kanten der Hochdruckentladungslampe, während die externen Leitungsdrähte OL außerhalb des Reflektors L durch die Durchgangslöcher 11c ausgesetzt sind.
Der Halte-Abschnitt 11d ist an der Rückseite des Reflektor-Körpers 11a ausgebildet, und wird zum Halten des Reflektors 11 verwendet.
Der vordere Protektor 12 enthält die transparente hitzebeständige Substanz. Der vordere Protektor 12 wird an der Lichtprojektions-Öffnung durch ein hitzebeständiges Klebemittel zum Schließen der Lichtprojektions-Öffnung angeklebt.
Die Halte-Basis 13 ist wie eine Scheibe durch eine hitzebeständige Substanz, wie beispielsweise ein hitzebeständiger Kunstharz, ausgebildet. Die Halte-Basis 13 ist mit einer Halte-Nut 13a zum Empfangen eines Halte-Abschnittes 11d des Reflektors 11 und einem Paar von Leitungsdrahtpfaden 13b und 13b an seinem vorderen Mittelpunkt bereitgestellt. Dann wird der Halte-Abschnitt 11d des Reflektors 11, welcher in die Halte-Nut 13a eingesetzt ist, durch ein anorganisches Klebemittel B an die Halte-Nut 13a geklebt.
Der Protektor 14, welcher eine hitzebeständige Substanz enthält, wird einstückig mit der Halte-Basis 13 ausgebildet, um somit von der Kante der Halte-Basis 13 aus aufzusteigen. Dann schützt der Protektor 14 den Reflektor 11 und den blanken Teil der Hochdruckentladungslampe HD, welcher nach außen ausgesetzt ist, indem er sie umhüllt.
Ein externer Leitungsdraht OR der Hochdruckentladungslampe HD wird zur Rückseite der Halte-Basis 13 durch den Leitungsdrahtpfad 13b der Halte-Basis 13 geführt.
<Beleuchtungsschaltung OC>
Die Beleuchtungsschaltung OC ist an der Rückseite des Lichtemissions-Abschnittes LP platziert. Ihr Eingangs-Anschluss ist mit einem Energie-Empfangsmittel verbunden, und ihre Ausgangs-Anschlüsse sind mit den externen Leitungsdrähten OL der Hochdruckentladungslampe HD verbunden.
Ferner ist die Beleuchtungsschaltung OC grundsätzlich aus einem Hochfrequenz-Inverter gebildet, welcher auf einer Platine 15 gefestigt ist.
<Gehäuse-Abschnitt CP>
Der Gehäuse-Abschnitt CP enthält ein Gehäuse 31 und ein Energie-Empfangsmittel 32.
Das Gehäuse 31 ist zu einer zylindrischen Form durch eine hitzebeständige Substanz, wie beispielsweise das hitzebeständige synthetische Kunstharz, geformt. Sein Boden-Ende ist mit einer Öffnung 31a bereitgestellt, welche durch die Halte-Basis 13 zu schließen ist, und sein Kopf-Ende ist mit einem Energie-Empfangsmittel-Befestigungsabschnitt 31b bereitgestellt. Ferner bringt das Gehäuse die Beleuchtungsschaltung OC darin auf und fixiert sie damit.
Das Energie-Empfangsmittel 32 enthält eine E26-Typ Glühbirnen-Basis und wird am Energie-Empfangsmittel-Befestigungsabschnitt 31 des Gehäuses 31 platziert.
29 ist eine Vorderansicht einer Scheinwerferlicht-Typ Hochdruckentladungslampe als eine zweite Ausführungsform des Beleuchtungs-Equipments gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 29 sind dieselben Elemente, wie jene, welche in 28 gezeigt sind, mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
In 29 kennzeichnet 21 ein Beleuchtungssystem, während 22 eine Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung kennzeichnet.
Der Beleuchtungssystem-Hauptkörper 21 ist mit einem Basis-Sockel 21a, einem Schaft 21b und einem Beleuchtungs-Körper 21c bereitgestellt.
Der Basis-Sockel 21a ist derart aufgebaut, dass er direkt von einer Decke aus hängen kann, oder über die Beleuchtungs-Einspeisung hängen kann, und nimmt innen die Entladungslampen-Beleuchtungsschaltung (nicht gezeigt) auf.
Der Schaft 21b hält den Beleuchtungs-Körper 21c, indem er ihn am Basis-Sockel 21a aufhängt.
Ferner bringt der Schaft 21b einen isolierbeschichteten Leitungsdraht (nicht gezeigt) unter, um die Entladungslampen-Beleuchtungsschaltung mit dem Licht-Körper 21c zu verbinden.
Der Beleuchtungs-Körper 21c bringt eine Lampenfassung (nicht gezeigt) unter.
Die Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung 22 ist mit der Hochdruckentladungslampe HD, einem Reflektor 22a und einer Glühbirnen-Basis 22b bereitgestellt.
Dann, wenn die Glühbirnen-Basis 22b der Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung 22 an einer Lampen-Fassung des Beleuchtungs-Körpers 21c befestigt ist, leuchtet die Hochdruckentladungslampe HD mit einer hohen Helligkeit. Da die Lichtstrahlen durch den Reflektor 22a gebündelt werden, ist es möglich, einen Gegenstand mit einer gewünschten scharfen Lichtintensitäts-Verteilung zu beleuchten.
Hier ist es ebenfalls möglich, mit der Halogenlampe genauso gut wie mit dem Scheinwerfer-Licht unter Verwendung der Halogenlampe zu beleuchten.
Wie oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung eine besonders vorteilhafte Hochdruckentladungslampe, Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung, Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung und ein Beleuchtungssystem bereitstellen.
Gemäß den Erfindungen nach Ansprüchen 1 und 2, ist es möglich, eine Hochdruckentladungslampe mit einer sehr zuverlässigen Abdichtung bereitzustellen. Dies wird dadurch erreicht, indem ein Spulen-Abschnitt an einem abdichtbaren Abschnitt eines Zuführleiters ausgebildet wird, welcher in den Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses eingesetzt wird, und durch das Dichtungsmittel zusammen mit dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser abgedichtet wird. Dies wird ebenfalls dadurch erreicht, indem ein Dichtungsmittel in das Innere des Spulen-Abschnittes eingelassen wird, oder eine abdichtbare Metallstange in den Spulen-Abschnitt eingesetzt wird. Somit ist es schwierig, den hitzebeständigen Abschnitt und/oder den äußeren Vorsprung außermittig zum abdichtbaren Abschnitt zu bringen, oder es wird ein Film des Dichtungsmittels ausgebildet.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1, ist es möglich, die Hochdruckentladungslampe bereitzustellen, bei welcher der Spulen-Abschnitt einfach mit dem hitzebeständigen Abschnitt gekoppelt wird, so dass sie zueinander nicht außermittig gebracht werden können.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 2 wird zumindest der Mitten-Abschnitt des abdichtbaren Abschnitts des Zuführleiters als der Spulen-Abschnitt ausgebildet. Dann ist es möglich, die Hochdruckentladungslampe derart bereitzustellen, dass sich der Spulen-Abschnitt kaum biegt, und ebenfalls kaum außermittig zum abdichtbaren Abschnitt gebracht wird, indem ein Dichtungs-Film im Inneren des Spulen-Abschnittes ausgebildet wird, um die Abdichtungs-Zuverlässigkeit zu verbessern, oder durch Einführen einer abdichtbaren Metallstange in das Innere des Spulen-Abschnittes.
Gemäß den Erfindungen nach Ansprüchen 3 bis 6, ist es, da sie den Reflektor zum Bündeln des Lichtes der Hochdruckentladungslampe bestimmen, um somit die kompakte Hochdruckentladungslampe mit ungefähr 20 W eingestufter Verbrauchsleistung zu verwenden, möglich, die Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung bereitzustellen, welche insgesamt kompakt ist, und den Lichtbündelungs-Betrieb wie gewünscht durchführt.
Gemäß des Anspruches 4, ist, da die Hochdruckentladungslampe am konkaven Reflektor derart befestigt ist, dass der grundlegende Teil des Dichtungsmittels durch den keramischen Dichtungsverbund im wesentlichen nicht der Innenseite des Reflektors ausgesetzt ist, und die Achse der Hochdruckentladungslampe zusätzlich senkrecht zur optischen Achse ist, der Temperaturanstieg des Dichtungsmittels des keramischen Dichtungsverbundes minimal, so dass es möglich ist, die Hochdruckentladungslampe mit einer langlebigen Hochdruckentladungslampe bereitzustellen, sogar dann, wenn der flache Reflektor verwendet wird.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 5 steigt, da das Flüssigphasen-Ionisierungsmittel, welches im schmalen Spalt zwischen dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses vorliegt, und der Zuführleiter eine Oberfläche hat, welche sich an der Innenseite des Reflektors befindet, die Temperatur des kältesten Abschnittes derart an, dass es möglich ist, eine Hochdruckentladungslampe mit einer verbesserten Beleuchtungs-Wirksamkeit zu erlangen.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 6, ist es möglich, da der Reflektor mit einem Paar von Durchgangslöchern an Positionen bereitgestellt ist, welche symmetrisch in Bezug auf eine Linie sind, welche senkrecht zur optischen Achse des Reflektors an einem Brennpunkt des Reflektors ist, und ein Paar von Zylinderabschnitten mit kleinem Durchmesser des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses in die Durchgangslöcher eingesetzt ist, die Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung mit einer hohen Reflektions-Wirksamkeit eines geringen reflektionsfreien Abschnittes bereitzustellen.
Gemäß den Erfindungen nach Ansprüchen 7 und 8 wird die Hochdruckentladungslampe, in welcher Neon und Argon als Puffergas im Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse gefüllt sind, unter Verwendung des Stabilisators beleuchtet, welcher bei einer Hochfrequenz arbeitet, so dass es möglich ist, den kompakten Stabilisator, wie beispielsweise den Neonlampen-Stabilisator zu verwenden, dessen Lasteigenschaften sich glatt von der Leerlaufspannung zweiter Ordnung zum Kurzschlussstrom zweiter Ordnung erstrecken, und ebenfalls möglich ist, die Stromdichte, welche an der Elektrode beim Glühentladungs-Betrieb gemessen wird, und die Glühleistung beim Glühbogen-Übergang zu vermindern. Demgemäss ist es möglich, die Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung bereitzustellen, welche kaum die Schwärzung verursacht, welche durch die Verdampfung der Elektroden-Substanz beim Startbetrieb verursacht wird.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 8 ist es unter Verwendung des Stabilisators, welcher grundsätzlich den Hochfrequenz-Inverter enthält, welcher die LC-Resonanzschaltung bereitstellt, möglich, die viel kompaktere und kostengünstigere Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung mit einer glatten Einstellung der Ausgangsspannung und einer einfachen Schaltungs-Anordnung bereitzustellen.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 9, ist es möglich, das Beleuchtungssystem bereitzustellen, welches die Wirkungen gemäß von Anspruch 1 oder 2 bereitstellt.
Während jenes dargestellt und beschrieben wurde, was derzeit als bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betrachtet wird, ist es dem Fachmann verständlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, und das Äquivalente für Elemente davon ersetzt werden können, ohne vom wahren Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein Material aus der Lehre der vorliegenden Erfindung zu adaptieren, ohne vom zentralen Umfang davon abzuweichen. Daher ist es beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die bestimmte Ausführungsform beschränkt ist, welche als bester Modus offenbart ist, welcher zum Durchführen der vorliegenden Erfindung in Erwartung gezogen ist, sondern das die vorliegende Erfindung alle Ausführungsformen enthält, welche innerhalb des Umfangs der anliegenden Ansprüche fallen.

Claims

Hochdruckentladungslampe (HD), dadurch gekennzeichnet, dass sie bereitgestellt ist mit: einem Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse (CE), welches eine Hülle (CEa), welche einen Entladungsraum bestimmt, und einen Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser (CEb) hat, welcher mit der Hülle (CEa) in Verbindung steht und einen kleineren Durchmesser als die Hülle (CEa) hat; einem Zuführleiter (102), welcher einen abdichtbaren Abschnitt (FCa, 102a), welcher einen Spulen-Abschnitt (FCa1) enthält, und einen hitzebeständigen Abschnitt (FCb, 102b) enthält, welcher ein Basis-Ende hat, welches in den Spulenabschnitt (FCa1) eingesetzt ist, wodurch der hitzebeständige Abschnitt mit dem Spulen-Abschnitt gekoppelt ist, wobei sich der Zuführleiter (102) in den Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser (CEb) des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses (CE) erstreckt, wodurch ein schmaler Spalt (g) zwischen dem hitzebeständigen Abschnitt (FCb, 102b) und der Innenoberfläche des Zylinderabschnitts mit kleinem Durchmesser (CEb) bestimmt ist; einer Elektrode (E), welche am Ende des hitzebeständigen Abschnitts (FCb, 102b) des Zuführleiters (102) befestigt ist; einem Dichtungsmittel (S1, 103) zum Abdichten von Spalten (g) zwischen dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser (CEb) des Entladungslampen- Lichtübertragungs-Keramikgehäuses (CE) und dem abdichtbaren Abschnitt (FCa, 102a) des Zuführleiters (102), so dass zumindest der abdichtbare Abschnitt (FCa, 102a) nicht dem Entladungsraum ausgesetzt ist; und einem Ionisierungsmittel, welches in das Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuse (CE) gefüllt ist.
Hochdruckentladungslampe (HD) nach Anspruch 1, bei welcher zumindest ein Mittenabschnitt des Zuführleiters als der Spulen-Abschnitt (FCa1) ausgebildet ist.
Hochdruckentladungslampen-Anordnung, dadurch gekennzeichnet, dass sie bereitgestellt ist mit: einer Hochdruckentladungslampe (HD) nach Anspruch 1 oder 2; und einem Reflektor (11) zum Bündeln des durch die Hochdruckentladungslampe (HD) ausgestrahlten Lichts.
Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung (22), dadurch gekennzeichnet, dass sie bereitgestellt ist mit: einer Hochdruckentladungslampe (HD) nach Anspruch 1 oder 2; und einem konkaven Reflektor (11), zu dem die Hochdruckentladungslampe (HD) derart angeordnet ist, dass die Achse von der Lampe (HD) ungefähr die optische Achse des Reflektors (11) schneidet, und der Hauptteil des Dichtungsmittels (S1, 103) der Hochdruckentladungslampe (HD) nicht der Innenseite des Reflektors (11) ausgesetzt ist.
Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung (22) nach Anspruch 4, bei welcher die Oberfläche des Flüssigphasen-Ionisierungsmittels, welches während des Betriebes des Hochdruckentladungslampen-Betriebes erzeugt wird, und sich im schmalen Spalt (g) zwischen dem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser (CEb) des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses (CE) und dem Zuführleiter (102) befindet, im Inneren des Reflektors (11) platziert ist.
Hochdruckentladungslampen-Vorrichtung (22) nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher: der Reflektor (11) mit einem Paar von Durchgangslöchern (11c) an Positionen bereitgestellt ist, welche symmetrisch in Bezug auf eine Linie sind, welche senkrecht zur optischen Achse des Reflektors (11) bei einem Brennpunkt des Reflektors (11) ist; und ein Paar von Zylinderabschnitten mit kleinem Durchmesser (CEb) des Entladungslampen-Lichtübertragungs-Keramikgehäuses (CE) in die Durchgangslöcher (11c) eingesetzt ist.
Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung (OC), dadurch gekennzeichnet, dass sie bereitgestellt ist mit: einer Hochdruckentladungslampe (HD) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das Ionisierungsmittel Neon und Argon als Puffergase enthält; und einem Stabilisator zum Erleuchten der Hochdruckentladungslampe (HD) bei einem Hochfrequenzbereich.
Hochdruckentladungslampen-Beleuchtungsschaltung (OC) nach Anspruch 7, bei welcher der Stabilisator grundlegend einen Hochfrequenz-Inverter (FBI) enthält, welcher mit einem LC-Resonator (SOC) bereitgestellt ist.
Beleuchtungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass es bereitgestellt ist mit: einem Beleuchtungssystem-Grundkörper; und einer Hochdruckentladungslampe (HD) nach Anspruch 1 oder 2, welche am Beleuchtungssystem-Grundkörper befestigt ist.