JP2001512621A - 高圧放電ランプ - Google Patents

高圧放電ランプ

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JP2001512621A JP53224099A JP53224099A JP2001512621A JP 2001512621 A JP2001512621 A JP 2001512621A JP 53224099 A JP53224099 A JP 53224099A JP 53224099 A JP53224099 A JP 53224099A JP 2001512621 A JP2001512621 A JP 2001512621A
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ステファン アー フェルレー
エリック エー ペータース
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コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ
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    • H05B41/22Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having no starting switch for lamps having an auxiliary starting electrode

Abstract

(57)【要約】 放電管を包み込む外側バルブを設けられた高圧放電ランプが変圧器手段を収用している。前記変圧器の一次巻線がその放電管の主電極のうちの一つへの電流導体の一部を形成している。二次巻線はその放電管の点火電極へ結合されている。より高い点火電圧がこのランプの外側接点上の電圧パルスを増大することなく達成され得る。

Description

【発明の詳細な説明】 高圧放電ランプ 本発明は ‐ 気密な方法で閉じられ且つ接続点を設けられた光透過性ランプ容器; ‐ 互いに対向して配置され且つそれぞれの接続点へ接続された第1電極と第2 電極、及びそのランプ容器内のイオン化できる充填物; ‐ ランプキャップを設けられたランプ容器の周りの光透過性外側外皮; ‐ このランプを電源装置へ接続するためのランプキャップにおける第1及び第 2外部接点; ‐ それぞれ前記第1及び第2接点へ各自の接続点を介して、それぞれ第1及び 第2電極を接続する第1及び第2電流導体; ‐ 第1及び第2電極の間の点火電極; ‐ 点火電極上に電圧パルスを発生するための前記光透過性外側外皮内の電圧パ ルス発生器であって、前記点火電極へ接続されている電圧パルス発生器; を具えている高圧放電ランプに関するものである。 そのような高圧放電ランプは欧州特許明細書第EP−B−0 477 621 号から既知である。 前記の既知のランプにおいては、4本の電流導体が前記の外側外皮内の空間と 開いて連絡しているランプキャップから前記の外側外皮へ入る。しかしながら、 気密な方法で周囲から密封されていない外側外皮は、それがそのランプ容器の温 度が最適に規制されることを許さず、且つそのランプ容器に入る電流導体の部分 のような、このランプの腐食に敏感な構成要素がその外側外皮内の不活性媒体に より保護されていないので、不愉快である。他方では、構造の観点から外側外皮 の壁を通って閉じられた外側外皮内へ2本以上の電流導体を導入することは困難 である。 ランプ容器内に必要な圧力が高いので、ランプ容器の正しい温度制御が一層大 切である。そのランプ容器内の圧力の増加は、一般にそのランプの視感度効率の 改善へ導く。他方では、特にランプ容器内の奇ガス圧力の増加は、その放電ラン プの点火電圧の増加へ導く。 改善された効率を有するランプの広範な使用のために、現存するランプ保持器 により適切に用いられ得る高圧放電ランプの配置を有することが重要である。 前記の欧州特許明細書第EP−B−0 477 621号から既知の高圧放電 ランプの場合には、外側バルブ内の変圧器の一次巻線が、ランプキャップ内の点 火回路へ、2本の別の導体によって接続されている。この変圧器の二次巻線は点 火電極へ接続されている。ランプとランプキャップとの双方又はいずれか一方に 配設された点火回路の欠点は、特に、その回路が暴露される高温である。特に、 点火回路内に用いられる容量性で且つ半導体構成要素に対して、これは重要であ る。別の欠点は、充分に高い点火エネルギーの実現が、特に、比較的たっぷりし ている容量性構成要素を必要とすることに帰する。 米国特許明細書第US−A−4,910,437号が、放電容器の周りに存在 している外部点火電極と同時に気密な方法で閉じられた外側外皮を具えている、 高圧放電ランプを開示している。第1及び第2電流導体と点火電極へ接続される 導体とが、気密な方法で外側外皮内へ導入されている。点火電極上の電圧パルス はランプの外側で発生される。国際的に承認された規則によると、一般的照明応 用のための高圧放電ランプは、そのランプキャップへ印加される限られた点火電 圧で確実に点火しなくてはならない。型E27及びE40の標準化されたランプ キャップの場合には、許容できる点火電圧はそれぞれ3kV及び5kVである。 特定の条件のもとでは、そのような高い点火電圧パルスによる点火は接触点を通 る大きい電流の発生を伴い得る。もつと高い電圧パルスが印加された場合に、特 別のランプキャップと関連するランプ保持器とを用いねばならない。特別のラン プキャップの使用は、使用されるランプが現存するランプと自由に交換され得ず に、且つ前記のランプが現存するランプ保持器上で用いられ得ないと言う重要な 欠点を有している。現存している装置に、構造変更されたランプとしてこれらの 種類のランプを使用することはいずれも不可能である。 一方では、許容できる点火電圧パルスは高圧放電ランプの視感度効率を改善す るための目的に制限を置き、それに対して、他方では、高圧放電ランプが他の点 では等しいランプ特性で大幅に低減された点火電圧パルスにより点火され得るか どうかが、一般的な安全目的のために魅力的である。 冒頭文節に記載された種類の高圧放電ランプを改善することが本発明の目的で あり、そのランプは単純な構造であり且つ上述の欠点を有していない。 本発明によると、この目的は、外側外皮が気密な方法で閉じられ、且つ電圧パ ルス発生器が、一次巻線が第1電流導体内に、前記の外側外皮内で配置されてお り、且つ二次巻線が点火電極への電気的接続を有する変圧器手段を具えているこ とで達成される。 本発明によるランプにおいては、2本の電流導体のみが前記の外側外皮内へ貫 通供給されねばならず、一方前記の外側外皮内のランプは点火電極上と同時に接 続点上に点火電圧パルスを発生するための手段を含んでいる。このことが、その ランプの点火電圧は維持されながら、ランプキャップ上の点火電圧パルスが、非 常に簡単な方法で低減されることを可能にする。他方では、設計空間が簡単な方 法で創出されてしまい、その空間が更に、ランプキャップの外部接点における電 圧が許容できなく高くなること無く、そのランプの点火電圧を更に増加するため に用いられ得る。 好適な実施例においては、一次巻線と二次巻線とが反対の誘導性結合を有して いる。このことが、点火電極上の点火パルスとランプ容器内の電極上の点火パル スとが逆の極性を有するので、利用できる点火電圧が有効に大幅に増大される。 例えば、一次巻線と二次巻線との間の1:1の巻数比の場合には、利用できる点 火電圧は効果的に2倍にされる。 このランプは点火回路又はスターター手段を設けられた電源装置へ接続され得 る。そのランプ自身がランプ容器と変圧器手段とを電気的に橋絡するスターター 手段を有することが代りに可能である。前記の手段は、例えば、電圧依存コンデ ンサ(VDC;voltage-dependent capacitor)から成ってもよい。そのスターター 手段は、例えば、外側外皮内に、又は代りに、前記の外側外皮へ接続されたラン プキャップ内に組み込まれてもよい。 前記のスターター手段が外側外皮内に配設されたグロー放電スターターを含む 場合には、特にそのランプの価格と長い運転寿命とに好適な効果がある。コンデ ンサが前記のグロー放電スターターと直列に配設された場合には、そのグロー放 電スターターの閉じるに際しての高すぎるピーク電流の危険が防止される。それ に加えて、このことが、最も遠い接点上の点火パルスの高さが制限されることを 可能にする。そのようなスターター手段においては、そのランプキャップの外部 接点へこの電圧に到達させて、このランプの電源装置の安定器バラストの、それ に直列に接続された、自己インダクタンスにおける、前記の電圧依存コンデンサ 又はグロー放電スターター内の電流での突然の変化によって、点火電圧が発生さ れる。 好適な実施例においては、熱感応素子が点火電極と第2巻線との間の電気的接 続内に組み込まれ、その熱感応素子はそのランプの安定点灯中は高オーミックで ある。この目的のために、例えば、そのランプ容器により放射される熱により生 じる増大する温度において、巻線と電極との間の接続を中断するバイメタルスイ ッチが使用され得る。 点火電極が、スイッチとして働くバイメタルがタングステントラックに対して 当たる、放電(ランプ)容器上のタングステントラックである場合には好都合で ある。 特定の実施例においては、一次巻線の近くにおける変圧器手段の二次巻線はそ のランプ容器の周りに設けられる。 本発明によるランプは、例えば、サファイヤ又は焼結された酸化アルミニウム のような、単結晶又は多結晶セラミックのような、石英ガラス又はセラミックの ランプ容器を具えてもい。奇ガスは別として、イオン化できる充填物は、可能な 場合には水銀のようなバッファガスと共に、ナトリウム、ナトリウムアマルガム 又はハロゲン化金属を含んでもよい。 例えば、硬質ガラス又は石英ガラスのような、ガラスで作られた外側外皮は、 例えば、管状又は卵形状であつてもよく、且つ一端又は両端においてランプキャ ップを支持してもよい。 本発明によるランプは、ランプキャップの外部接点上の電圧が限られたままで ありながら、点火電極上の比較的高い点火電圧パルスの結果としてそのランプが 容易に点火する利点を有している。これは、熱い状態においてもまた、そのラン プが容易に再点火できると言う付加的な利点を有している。その結果、このラン プのイオン化できる充填物は、このランプの効率に好適な影響を有する、比較的 高圧によく耐え得る。その点火電極はランプ容器の内側又は外側に設けられても よい。 本発明のこれらの及びその他の態様を、本発明による高圧放電ランプの実施例 を参照し、且つ図面を参照して解明しょう。 図において、 図1は第1実施例の側面図であり、 図2は第2実施例を図式的に示し、 図3は第3実施例を図式的に示している。 図1は、気密な方法で閉じられ且つ互いに対向して配置された第1電極2と第 3電極3とを収用し、且つイオン化できる充填物、例えば奇ガス及びナトリウム アマルガムを含んでいる光透過性ランプ容器1を具えている高圧放電ランプを示 している。このランプ容器はまた接続点20、30をも設けられている。ランプ キャップ10を設けられた光透過性外側外皮4が、ランプ容器1を取り囲んでい る。前記のランプを電源装置へ接続されることを可能にするために、第1外部接 点5と第2外部接点6とがランプキャップ10に置かれている。このランプは、 それぞれ第1外部接点5と第2外部接点6とへ、それぞれ第1電極2と第2電極 3とを接続する、第1電流導体7と第2電流導体8とを有している。外部点火電 極9が、外側外皮4内の、ランプ容器1の近くの、第1電極2と第2電極3との 間に置かれている。点火電極9上に電圧パルスを発生するための変圧器手段21 を具えている電圧パルス発生器が、外側外皮4内に組み込まれて且つ点火電極9 へ接続されている。 外側外皮4は気密な方法で閉じられている。ランプキャップ10内には、外側 外皮4へ入り且つピンチドシール12によって前記の外側外皮内に閉じられたガ ラス管11へ、前記外側外皮4が気密な方法で密封される。電流導体7、8がピ ンチドシール12を通過している。電圧パルス発生器は、一次巻線22が第1電 流導体7中に、外側外皮4内で、組み込まれ、二次巻線23が点火電極9への電 気的接続24を有する変圧器手段21を具えている。 その変圧器手段21の二次巻線23は、ランプ容器1の周りで、一次巻線22 の付近に、配設されている。この図では、点火電極9と同様に、二次巻線23が 放電(ランプ)容器1上のタングステントラックである。 図2及び3においては、対応する構成要素は図1におけるのと同じ参照符号に より表されている。 図2においては、一次巻線22と二次巻線23とが反対の誘導性結合を有して いる。 点火電極9と二次巻線23との間の電気的接続24は、点火電極9に対して当 たるがランプの安定点灯中は高オーミックである熱感応素子28を具えている。 図に示されたこの熱感応素子28は、熱い状態において、点火電極9への接続を 中断するバイメタルスイッチである。 実際の態様においては、図示されたランプは、安定点灯中に、400Wの電力 消費を有する、高圧ナトリウム放電ランプである。ランプ容器1は、53kPa (400torr)の充填圧で、重量18%Naを有する50mgのNaアマル ガムとバッファガスとしてのXeとから成る充填物を含んでいる。ランプの外側 外皮は真空を封入する。ランプはE27ランプキャップを設けられている。 このランプは外部点火装置により適切に点灯され得る。その点火装置は、電流 導体7、8上に且つ、接続点20、30を介して、電極2、3間に電圧パルスを 発生する。それに加えて、その電圧パルスは変圧器巻線22、23によって点火 電極9へ伝達される。変圧器手段21の巻線22、23は7:13の巻線比と共 有の空芯とを有している。このことが電圧及び従って点火電極と第2電極との間 の電界強度の付加的な増大に導く。その結果、ランプ容器1のイオン化できる充 填物内にフラッシュオーバーが起こり、かくしてランプを点火させる。実際の態 様においては、点火回路が1.4kVの電圧パルスを供給する場合に、信頼でき る方法でランプが点火する。現在技術水準による同等のランプは、Xeバッファ ガスの充填圧が33kPa(250torr)へ制限されている場合に、2.5 kVの点火電圧を有している。このことは2.5kVの点火電圧パルスがE27 ランプキャップの外部接点へ加えられる場合に、信頼できる方法でこのランプが 点火することを意味している。 図1に構造が示されている、本発明による同等のランプにおいては、点火電極 9と同時に第2巻線23が焼結によって放電(ランプ)容器上のタングステント ラックの形で設けられる。一次及び二次巻線は各々相互に反対の方向に巻かれた 5ターンから成っている。このランプは、ランプキャップの外部接点上の2kV の点火電圧で、信頼できる方法で点火する。 図3に示されたランプは、ランプ容器1と変圧器手段21とを電気的に橋絡す るスターター手段25を具えている。前記のスターター手段25は、この図にお いては、コンデンサ27と直列に接続されているグロー放電スターター26を含 んでいる。この図では、そのスターター手段25は外側外皮4内に置かれ、且つ 一次巻線22を介して電極2、3を横切って電圧パルスを供給する。スターター 手段25として、グロー放電スターター26とコンデンサ27とが、電圧依存コ ンデンサ(VDC;voltage-dependent capacitor)により、一緒に置き換えられ得 る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.‐ 気密な方法で閉じられ且つ接続点を設けられた光透過性ランプ容器; ‐ 互いに対向して配置され且つそれぞれの接続点へ接続された第1電極と第 2電極、及び前記ランプ容器内のイオン化できる充填物; ‐ ランプキャップを設けられたランプ容器の周りの光透過性外側外皮; ‐ このランプを電源装置へ接続するためのランプキャップにおける第1及び 第2外部接点; ‐ それぞれ前記第1及び第2接点へ各自の接続点を介して、それぞれ第1及 び第2電極を接続する第1及び第2電流導体; ‐ 第1及び第2電極の間の点火電極; ‐ 点火電極上に電圧パルスを発生するための前記光透過性外側外皮内の電圧 パルス発生器であって、前記点火電極へ接続されている電圧パルス発生器; を具えている高圧放電ランプにおいて、 前記外側外皮が気密な方法で閉じられ、且つ前記電圧パルス発生器が、一次 巻線が第1電流導体内に、前記の外側外皮内で配置されており、且つ二次巻線 が点火電極への電気的接続を有する変圧器手段を具えていることを特徴とする 高圧放電ランプ。 2.請求項1記載の高圧放電ランプにおいて、前記一次巻線と前記二次巻線とが 反対の誘導性結合を有することを特徴とする高圧放電ランプ。 3.請求項1又は2記載の高圧放電ランプにおいて、該ランプが前記ランプ容器 と前記変圧器手段とを電気的に橋絡するスターター手段を有することを特徴と する高圧放電ランプ。 4.請求項3記載の高圧放電ランプにおいて、前記スターター手段がグロー放電 スターターを含んでいることを特徴とする高圧放電ランプ。 5.請求項4記載の高圧放電ランプにおいて、前記スターター手段が前記グロー 放電スターターと直列に配設されたコンデンサを含んでいることを特徴とする 高圧放電ランプ。 6.請求項3記載の高圧放電ランプにおいて、前記スターター手段が電圧依存コ ンデンサを含んでいることを特徴とする高圧放電ランプ。 7.請求項1〜3のいずれか1項記載の高圧放電ランプにおいて、熱感応素子が 前記点火電極と前記二次巻線との間の電気的接続内に組み込まれ、前記熱感応 素子は前記ランプの安定点灯中に高オーミックであることを特徴とする高圧放 電ランプ。 8.請求項7記載の高圧放電ランプにおいて、前記点火電極が放電容器上のタン グステントラックであり、そのタングステントラックに対して熱感応素子とし て働くバイメタル素子が当たることを特徴とする高圧放電ランプ。 9.請求項1〜3のいずれか1項記載の高圧放電ランプにおいて、前記一次巻線 の付近における前記変圧器の二次巻線が前記ランプ容器の周りに設けられたこ とを特徴とする高圧放電ランプ。 10.請求項9記載の高圧放電ランプにおいて、前記二次巻線が前記放電容器上 のタングステントラックであることを特徴とする高圧放電ランプ。
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