JP2005285789A - High-pressure discharge lamp - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-pressure discharge lamp having an extremely uniform temperature distribution and applicable any attitude of the discharge lamp. <P>SOLUTION: An outline of an inner wall of a ceramic made discharge lamp has an almost straight single tubular center part of a length of L (cm) and an inside radius of R (cm) and two terminated ends shaped in an almost hemisphere with the same radius R as that of the center part. The length L of the center part is smaller than or equal to the inside radius R (L≤R), an inside length (2R+L) of the discharge tube is at least 10% larger than an electrode interval EA (cm) [(2R+L)≥1.1 EA], and the diameter 2R of the discharge tube is equivalent to at least 80% of the electrode interval EA and is the length of 150% of the electrode interval EA at a maximum (1.5 EA≥2R≥0.8EA). A tube wall load of the discharge tube P/(4πR<SP>2</SP>+2πRL)(W/cm<SP>2</SP>) is selected to be 25≤P/(4πR<SP>2</SP>+2πRL)≤45 in association with the rated power P (W) of the discharge tube. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、セラミックス製放電管の内壁の輪郭が発光封入物を含む内室を規定し、この内室が1つの長軸並びに開口付きの2つの端部を有し、これらの開口に導電性のブッシングが気密にはめ込まれ、これらのブッシングがそれぞれ電極に導電的に接続され、これらの両電極が内室内に電極間隔を隔てて対向して配置されている高圧放電ランプに関する。   In the present invention, the contour of the inner wall of the ceramic discharge tube defines an inner chamber containing the luminescent enclosure, and the inner chamber has one long axis and two ends with openings, and the openings are electrically conductive. The present invention relates to a high pressure discharge lamp in which the bushings are fitted in an airtight manner, the bushings are electrically connected to electrodes, and both the electrodes are disposed facing each other with an electrode interval in the inner chamber.

このセラミックス製放電管は特にメタルハライドランプあるいは高圧ナトリウムランプ用のセラミックス製放電管である。この放電管は一般にドーパントを含むことのできる酸化アルミニウムから成っている。しかしサファイアや窒化アルミニウムなどのような他の公知の材料も使用することができる。   This ceramic discharge tube is a ceramic discharge tube especially for metal halide lamps or high-pressure sodium lamps. This discharge tube is generally made of aluminum oxide which can contain a dopant. However, other known materials such as sapphire and aluminum nitride can also be used.

高圧ナトリウム放電ランプ用の細長い筒形の放電管あるいは中央が膨らんだ放電管が知られており、その放電管内室の内径はその両端における内径より大きくされている(例えば、特許文献1参照)。特に、電極尖端の高さにおける内径が中央における内径の少なくとも60%であることが推奨されている。   An elongated cylindrical discharge tube for a high-pressure sodium discharge lamp or a discharge tube having an expanded center is known, and the inner diameter of the inner chamber of the discharge tube is made larger than the inner diameters at both ends (see, for example, Patent Document 1). In particular, it is recommended that the inner diameter at the height of the electrode tip is at least 60% of the inner diameter at the center.

両端が縮径されている真っ直ぐな筒形管で形成されている放電管が知られている(例えば、特許文献2参照)。その筒形管は断面が楕円形をしている。又は短軸と長軸の長さ比が1:4〜1:8となっている非常に細長い楕円形の放電管が記載されている。   There is known a discharge tube formed of a straight cylindrical tube having both ends reduced in diameter (for example, see Patent Document 2). The cylindrical tube has an elliptical cross section. Alternatively, a very elongated elliptical discharge tube is described in which the length ratio of the short axis to the long axis is 1: 4 to 1: 8.

この種の細長い放電管においては、封入物が金属ハロゲン化物を含んでいる場合には、ランプ姿勢を普遍的にできない。つまり垂直なランプ姿勢において、下側電極の範囲に存在するコールドスポット(最冷点個所)温度は水平姿勢のランプの場合よりもかなり低くなる。これは結果として水平ランプ姿勢と垂直ランプ姿勢とで顕著に色のずれを生ずる。更にこのような細長い放電管の幾何学的形状の場合、温度分布が非常に非均一であり、大きな温度勾配が生ずる。所望の光学的値を得るために必要である予め選定されたコールドスポット温度において、細長い幾何学的形状の場合に非常に高いホットスポット温度が生じ、これは放電管のセラミックスを過度に負荷する。   In this type of elongated discharge tube, when the enclosure contains a metal halide, the lamp posture cannot be universally used. That is, in the vertical lamp posture, the cold spot (cold spot location) temperature existing in the range of the lower electrode is considerably lower than that in the case of the lamp in the horizontal posture. As a result, a noticeable color shift occurs between the horizontal lamp posture and the vertical lamp posture. Furthermore, in the case of such an elongated discharge tube geometry, the temperature distribution is very non-uniform and a large temperature gradient is produced. At the pre-selected cold spot temperature required to obtain the desired optical value, a very high hot spot temperature occurs in the case of elongated geometries, which overloads the discharge tube ceramics.

終端面が直角に当てられこれらの終端面に電極が深くはめ込まれている筒形放電管が知られている(例えば、特許文献3参照)。この種の筒形放電管はランプ姿勢をユニバーサルにできるが、その温度分布が同様に非均一であるので、ここでも非常に高いホットスポット温度が生ずる。   A cylindrical discharge tube is known in which the end surfaces are applied at right angles and electrodes are deeply inserted into these end surfaces (see, for example, Patent Document 3). Although this type of cylindrical discharge tube can have a universal lamp orientation, its temperature distribution is similarly non-uniform, which again results in a very high hot spot temperature.

細長い楕円形放電管並びに筒形放電管において生ずるような高い温度勾配は、ランプの寿命期間中にセラミックスにおける腐食の発生を助長する。   High temperature gradients such as occur in elongated elliptical discharge tubes as well as cylindrical discharge tubes promote the occurrence of corrosion in the ceramics during the life of the lamp.

更にこれらの幾何学的形状においてセラミックスを利用して石英ガラスに比べてコールドスポット温度を高め従って光学的データを改善する方法には、そこで発生する非常に高いホットスポット温度のために限界がある。6000〜10000時間の寿命が望まれるとき、セラミックスのホットスポット温度は最大で約1250°Cに制限される。   Furthermore, methods that use ceramics in these geometries to increase the cold spot temperature and thus improve the optical data relative to quartz glass are limited due to the very high hot spot temperatures that occur there. When a life of 6000 to 10,000 hours is desired, the hot spot temperature of the ceramic is limited to a maximum of about 1250 ° C.

この種の細長い筒形放電管あるいは楕円形放電管の場合、その非均一な温度分布のために光学的および電気的なランプデータがランプ姿勢に大きく左右されることが判明している。従ってこの種の放電管は、このランプデータとランプ姿勢との独立性が必要とされないときにしか採用できない。これは両口金形ランプにおいてしかできず、このようなランプの場合、一般に水平のランプ姿勢しか許されない。
西独特許出願公開第3137076号明細書 欧州特許出願公開第34056号明細書 欧州特許出願公開第587238号明細書
In the case of this type of elongated cylindrical discharge tube or elliptical discharge tube, it has been found that the optical and electrical lamp data greatly depends on the lamp posture due to its non-uniform temperature distribution. Therefore, this type of discharge tube can be used only when the independence between the lamp data and the lamp attitude is not required. This is only possible with a double-ended lamp, and in such a lamp, generally only a horizontal lamp position is allowed.
West German Patent Application No. 3137676 European Patent Application No. 34056 European Patent Application No. 587238

本発明の課題は、非常に均一な温度分布を有し、従ってあらゆるランプ姿勢に適用できる明細書の冒頭部分に記載の高圧放電ランプを作ることにある。特に片口金形ランプにも採用できるようにすることにある。   The object of the present invention is to make a high-pressure discharge lamp as described in the opening part of the specification which has a very uniform temperature distribution and is therefore applicable to any lamp position. In particular, it is intended to be able to be applied to a single-piece lamp.

本発明によれば、この課題は、放電管の内壁の輪郭が以下の幾何学的形状、即ち輪郭が長さL(cm)および内側半径R(cm)のほぼ真っ直ぐな1つの筒形中央部分並びにそれと同一半径R(cm)のほぼ半球状の2つの終端部分を有し、筒形中央部分の長さL(cm)がその内側半径R(cm)より小さいか等しく{L(cm)≦R(cm)}、放電管の内長(2R+L)(cm)が電極間隔EA(cm)より少なくとも10%大きく{(2R+L)(cm)≧1.1EA(cm)}、放電管の直径2R(cm)が電極間隔EA(cm)の少なくとも80%に相当し電極間隔EA(cm)の最大で150%の長さ{1.5EA(cm)≧2R(cm)≧0.8EA(cm)}であり、放電管の管壁負荷P/(4πR2+2πRL)(W/cm2)が放電管の定格電力P(W)に関係して25(W/cm2)≦P/(4πR2+2πRL)(W/cm2)≦45(W/cm2)であるように選定されていることによって解決される。 According to the present invention, this object is achieved by the fact that the inner wall of the discharge tube has the following geometric shape: one cylindrical central part whose profile is substantially straight with a length L (cm) and an inner radius R (cm). In addition, it has two substantially hemispherical end portions having the same radius R (cm), and the length L (cm) of the cylindrical central portion is smaller than or equal to the inner radius R (cm) {L (cm) ≦ R (cm)}, the inner length of the discharge tube (2R + L) (cm) is at least 10% larger than the electrode interval EA (cm) {(2R + L) (cm) ≧ 1.1 EA (cm)}, the diameter of the discharge tube 2R (Cm) corresponds to at least 80% of the electrode interval EA (cm) and the length of the electrode interval EA (cm) is at most 150% {1.5 EA (cm) ≧ 2R (cm) ≧ 0.8 EA (cm) }, And the tube wall load P / (4πR 2 + 2πRL) of the discharge tube (W / c m 2 ) so that 25 (W / cm 2 ) ≦ P / (4πR 2 + 2πRL) (W / cm 2 ) ≦ 45 (W / cm 2 ) in relation to the rated power P (W) of the discharge tube. It is solved by being selected.

本発明は、あらゆるランプ姿勢において細長い筒形のあるいは楕円形の幾何学的形状をした公知の放電管とほぼ等価的な測光ランプデータを生ずるような放電管の特別な「膨らんだ」幾何学的形状を特徴としている。この幾何学的形状は特にホットスポット温度を低下し、温度分布を非常に均一にする。   The present invention provides a special “bulging” geometry of the discharge tube that produces photometric lamp data that is approximately equivalent to a known discharge tube having an elongated cylindrical or elliptical geometry in any lamp position. It is characterized by its shape. This geometry particularly lowers the hot spot temperature and makes the temperature distribution very uniform.

詳細には本発明は発光封入物を含んでいる高圧放電ランプに対するセラミックス製放電管を対象としている。放電管の内壁の輪郭は内部容積を規定している。放電管は長軸並びに開口付きの両側端を有し、それらの端部に導電性のブッシングが気密にはめ込まれ、これらのブッシングがそれぞれ電極に導電的に接続され、この両電極が内室内に所定の電極間隔を隔てて対向して配置されている。   In particular, the present invention is directed to a ceramic discharge tube for a high-pressure discharge lamp containing a luminescent enclosure. The contour of the inner wall of the discharge tube defines the internal volume. The discharge tube has a long axis as well as both ends with openings, and conductive bushings are hermetically fitted at the ends, and these bushings are electrically connected to electrodes, respectively. They are arranged to face each other with a predetermined electrode interval.

内壁の輪郭は以下のような幾何学的形状を有している。即ち、放電管の内側輪郭は三つの部分から構成されていると考えることができ、即ち長さL(cm)および内側半径R(cm)のほぼ真っ直ぐな1つの筒形中央部分並びにその両側に続いているそれと同一半径R(cm)のほぼ半球状の2つの終端部分から構成されている。   The contour of the inner wall has the following geometric shape. That is, the inner contour of the discharge tube can be considered to be composed of three parts, ie, a single straight cylindrical central part having a length L (cm) and an inner radius R (cm) and on both sides thereof. It is composed of two substantially hemispherical end portions having the same radius R (cm) as that.

複数の幾何学的周辺条件を同時に遵守することによって、ランプ姿勢の独立性を確実に得られることが判明している。   It has been found that the independence of the lamp attitude can be reliably obtained by simultaneously complying with a plurality of geometric peripheral conditions.

その基本的な条件は、筒形中央部分の長さL(cm)がその内側半径R(cm)より小さいか等しいことであり、即ちL(cm)≦R(cm)であることである。   The basic condition is that the length L (cm) of the cylindrical central portion is smaller than or equal to the inner radius R (cm), that is, L (cm) ≦ R (cm).

換言すれば、放電管の内径は放電管の全長の少なくとも2/3でなければならない。特に有利にはL(cm)≦0.8R(cm)である。   In other words, the inner diameter of the discharge tube must be at least 2/3 of the total length of the discharge tube. Particularly preferably, L (cm) ≦ 0.8 R (cm).

長さL(cm)および内径R(cm)は、電極間隔EA(cm)に対する所定の周辺条件が守られるように選定されなければならない。これらの条件は内室内における電極のはめ込み長さに対する上限および下限を規定する。   The length L (cm) and the inner diameter R (cm) must be selected so that predetermined peripheral conditions for the electrode spacing EA (cm) are observed. These conditions define an upper limit and a lower limit for the fitting length of the electrode in the inner chamber.

さもなければ電極が終端範囲に接近し過ぎて、ブッシング部位を過度に加熱してしまうので、放電管の内部全長は電極間隔EA(cm)より少なくとも10%ほど長くなければならず、即ち(2R+L)(cm)≧1.1EA(cm)でなければならない。   Otherwise, the electrode will be too close to the termination range and will overheat the bushing site, so the total internal length of the discharge tube must be at least 10% longer than the electrode spacing EA (cm), ie (2R + L ) (Cm) ≧ 1.1 EA (cm).

放電管の直径2R(cm)は電極間隔EA(cm)の少なくとも80%の長さを有していなければならない。さもなければ放電管はその中央においてアークの曲率によって不必要に著しく加熱されてしまうからである。同時にこの直径は、さもなければ中央部分が冷たくなりすぎてしまうので、電極間隔EA(cm)の最高で150%の長さにする必要があり、即ち1.5EA(cm)≧2R(cm)≧0.8EA(cm)にする必要がある。   The discharge tube diameter 2R (cm) must have a length of at least 80% of the electrode spacing EA (cm). Otherwise, the discharge tube will be unnecessarily significantly heated by the curvature of the arc at its center. At the same time, this diameter must be at most 150% of the electrode spacing EA (cm), otherwise the central part will be too cold, ie 1.5 EA (cm) ≧ 2R (cm) It is necessary to make ≧ 0.8 EA (cm).

全体として放電管に対するこれらの寸法から、全長と最大内径との比は最高で1.5特に1.3と同じかそれより小さくなる。   Overall, from these dimensions for the discharge tube, the ratio of total length to maximum inner diameter is at most 1.5, in particular 1.3 or less.

この幾何学的形状によって、放電管の管壁負荷(内側表面に関する定格電力)は25〜45W/cm2に、好適には25〜35W/cm2に調整され、小電力形ランプの場合には35W/cm2以下に(20W定格電力の値においては45W/cm2まで)、高電力形ランプの場合に25W/cm2以下に調整される。これは特に約20Wから約250Wランプ電力の範囲に当てはまる。これによって管壁負荷は上述の従来技術における一般的なランプよりも約10%低下する。 With this geometry, the wall load (rated power on the inner surface) of the discharge tube is adjusted to 25-45 W / cm 2 , preferably 25-35 W / cm 2, and in the case of low power lamps It is adjusted to 35 W / cm 2 or less (up to 45 W / cm 2 in the value of 20 W rated power), and to 25 W / cm 2 or less in the case of a high power lamp. This is especially true in the range of about 20W to about 250W lamp power. As a result, the tube wall load is reduced by about 10% from the conventional lamp in the prior art.

特に有利な実施態様において、35〜250Wの定格電力のランプに対する放電管の管壁負荷P/(4πR2+2πRL)(W/cm2)は、放電管の定格電力P(W)および内径R(cm)と長さL(cm)に関して25(W/cm2)≦P/(4πR2+2πRL)(W/cm2)≦35(W/cm2)であるように選定されている。 In a particularly advantageous embodiment, the discharge tube wall load P / (4πR 2 + 2πRL) (W / cm 2 ) for a lamp with a rated power of 35 to 250 W is given by the rated power P (W) and the inner diameter R ( cm) and length L (cm) are selected such that 25 (W / cm 2 ) ≦ P / (4πR 2 + 2πRL) (W / cm 2 ) ≦ 35 (W / cm 2 ).

放電管の内室容積は35Wランプの場合に約100〜150μl(マイクロリットル)であり、追加定格電力の1W当たりにおいて約7〜10μlだけ増加する。これは低い電力の場合にそれに応じて減少する。20Wランプは約35μlの内室容積を有している。   The inner volume of the discharge tube is about 100 to 150 μl (microliter) for a 35 W lamp, and increases by about 7 to 10 μl per 1 W of additional rated power. This is correspondingly reduced for low power. The 20W lamp has an interior volume of about 35 μl.

特に有利な実施態様において、放電管の内室容積V(μl)は定格電力P(W)に関して、0.16×P5/3(μl)≦V(μl)≦0.32×P5/3(μl)、特に0.22×P5/3(μl)≦V(μl)≦0.32×P5/3(μl)の式に応じて選定されている。 In a particularly advantageous embodiment, the inner volume V (μl) of the discharge tube is 0.16 × P 5/3 (μl) ≦ V (μl) ≦ 0.32 × P 5 / with respect to the rated power P (W). 3 (μl), particularly 0.22 × P 5/3 (μl) ≦ V (μl) ≦ 0.32 × P 5/3 (μl).

できるだけ均一な温度分布を得るためには、L(cm)≦0.6R(cm)であると有利であることが判明している。これは特に両端における熱損失が相対的に見て最も大きいような小電力形ランプにとって重要である。この場合、内側輪郭は半短径a(cm)と半長径b(cm)の回転楕円形で非常に近似して描かれ、R(cm)≦a(cm)≦1.1R(cm)およびb=R+L/2である。   In order to obtain as uniform a temperature distribution as possible, it has been found that L (cm) ≦ 0.6 R (cm) is advantageous. This is especially important for low power lamps where the heat loss at both ends is relatively high. In this case, the inner contour is drawn very close to a spheroid with a semi-minor axis a (cm) and a semi-minor axis b (cm), and R (cm) ≦ a (cm) ≦ 1.1 R (cm) and b = R + L / 2.

放電管の壁厚が少なくとも放電管の中央部分において内側半径R(cm)の5〜15%であると有利である。特に放電管の壁厚が放電管の両端に向けて増大し、この両端における壁厚が中央部分における壁厚の2倍となっている放電管が適している。   Advantageously, the wall thickness of the discharge tube is 5-15% of the inner radius R (cm) at least in the central part of the discharge tube. Particularly suitable is a discharge tube in which the wall thickness of the discharge tube increases toward both ends of the discharge tube, and the wall thickness at both ends is twice the wall thickness at the central portion.

通常、放電管は場合によっては酸化マグネシウムと他の酸化物とがドープされている酸化アルミニウムから成っているか、あるいは窒化アルミニウムあるいはサファイアのような他の材料でも作られる。   Typically, the discharge tube is made of aluminum oxide, optionally doped with magnesium oxide and other oxides, or made of other materials such as aluminum nitride or sapphire.

本発明は、上述したようにセラミックス製放電管を備えた高圧放電ランプに関係している。   The present invention relates to a high-pressure discharge lamp having a ceramic discharge tube as described above.

放電管の両端にそれぞれブッシングを収容するための別個のセラミックスプラグ(場合によってはサーメットとしても作られる)が設けられていると有利である。しかしその先端は放電管の一体構造部品とすることもできる。   Advantageously, separate ceramic plugs (possibly made as cermets in some cases) are provided at both ends of the discharge tube to accommodate the bushings. However, the tip can also be an integral part of the discharge tube.

ブッシングはそれ自体公知の成形品(ニオブあるいはモリブデン製の管やピンあるいは導電サーメット)から選択でき、特に適当な電極系がろう付けされる毛細管として作られる。   The bushing can be selected from molded articles known per se (niobium or molybdenum tubes or pins or conductive cermets), in particular made as capillaries to which a suitable electrode system is brazed.

ここでは主として放電管の内側輪郭について述べた。本発明にとってあまり重要でない外側輪郭はほぼ壁厚によって予め決められる。   Here, the inner contour of the discharge tube has been mainly described. The outer contour which is not very important for the present invention is predetermined approximately by the wall thickness.

外側輪郭は最も簡単な場合には一様な壁厚によって予め規定される。壁厚は放電管の内径の5〜15%である。しかし、壁厚が中央から両端に向けて僅かに増加していることが有利である。これはまず第1に熱のせき止め作用をし、これは電極系およびブッシング部位による熱損失を部分的に補償する。従って温度分布の一層の均一化が達成される。この場合、壁厚は放電管の中央における内径の代表的には10%の大きさから終端範囲におけるこの値の2倍の大きさまで増大している。これは更に、寿命期間中において終端部位で最も早く生ずるセラミックスの急速な腐食を阻止する。   The outer contour is predefined in the simplest case by a uniform wall thickness. The wall thickness is 5-15% of the inner diameter of the discharge tube. However, it is advantageous for the wall thickness to increase slightly from the center towards the ends. This primarily acts as a heat dam, which partially compensates for heat losses due to the electrode system and bushing sites. Accordingly, a more uniform temperature distribution is achieved. In this case, the wall thickness increases from a typical value of 10% of the inner diameter at the center of the discharge tube to twice this value in the termination range. This further prevents the rapid corrosion of the ceramic that occurs earliest at the termination site during the lifetime.

以下において本発明を図面に示した複数の実施例を参照して詳細に説明する。   In the following, the invention will be described in detail with reference to a plurality of embodiments shown in the drawings.

図1に示されているセラミックス製放電管1は70Wランプに想定されている。これは長さL=2mm(=0.2cm)の真っ直ぐな1つの筒形中央部分2とその両側における半径R=4mm(=0.4cm)の半球状の2つの終端部分3とから成っている。内室の全長は10mm(=1cm)である。放電管の壁厚は一定して0.9mm(=0.09cm)である。最大外径は9.8mm(=0.98cm)である。両終端部分3にはそれぞれ長さ約1.5mm(=0.15cm)の筒形突起部分4が一体に外に向かって延びている。これらの両突起部分4の中にそれぞれ、押出し成形された細長いセラミックスプラグ5がはめ込まれている。プラグ5は、それらが半円形内側輪郭の理想形状になお一層近づくように、突起部分4の中に幾分深くはめ込まれている。最も簡単な場合に、これらのプラグ5は真っ直ぐである内側端面6を有している(図1の左側半部参照)。プラグ5の内側端面6′が傾斜されているかそれ自体凹面状に湾曲され、これによって半円形内側輪郭になお一層合わされていると有利である(図1の右側半部参照)。このようにして理想的な等温性が発生される。   The ceramic discharge tube 1 shown in FIG. 1 is assumed to be a 70 W lamp. This consists of a straight cylindrical central part 2 having a length L = 2 mm (= 0.2 cm) and two hemispherical end parts 3 having a radius R = 4 mm (= 0.4 cm) on both sides thereof. Yes. The total length of the inner chamber is 10 mm (= 1 cm). The wall thickness of the discharge tube is constant 0.9 mm (= 0.09 cm). The maximum outer diameter is 9.8 mm (= 0.98 cm). A cylindrical projection 4 having a length of about 1.5 mm (= 0.15 cm) is extended outwardly from both end portions 3. Extruded and elongated ceramic plugs 5 are fitted in both the protruding portions 4 respectively. The plugs 5 are fitted somewhat deeply in the protruding portions 4 so that they are even closer to the ideal shape of the semicircular inner contour. In the simplest case, these plugs 5 have an inner end face 6 which is straight (see left half of FIG. 1). Advantageously, the inner end face 6 ′ of the plug 5 is inclined or is itself curved concavely so that it is even more closely matched to the semicircular inner contour (see right half of FIG. 1). In this way, ideal isothermal properties are generated.

プラグ5の中には特許文献3に記載されているようにそれぞれ電極7がはめ込まれ、その電極間隔EA(cm)は7.5mm(=0.75cm)である。放電内室に含まれる封入物は、高い管壁負荷のランプに対して通常採用されているような例えばDyI3、TmI3、HoI3のような希土類−ヨウ化物を含む金属ハロゲン化物NaI、TlIの混合物を含んでいる。これによって垂直ランプ姿勢における3030±80Kの初期色温度および水平ランプ姿勢における2980±80Kの初期色温度が得られる。このランプにおけるコールドスポットとホットスポットとの温度差は、終端面が直角に当てられた一般的な筒形ランプの場合には70°であるのに比べてわずかに20°でしかない。 As described in Patent Document 3, the electrodes 7 are fitted in the plugs 5, respectively, and the electrode interval EA (cm) is 7.5 mm (= 0.75 cm). Fill contained in the discharge chamber is higher wall loading of the lamp for example such as are usually employed for DyI 3, TmI 3, rare earth such as HoI 3 - metal halide NaI containing iodide, TlI Contains a mixture of As a result, an initial color temperature of 3030 ± 80K in the vertical lamp attitude and an initial color temperature of 2980 ± 80K in the horizontal lamp attitude are obtained. The temperature difference between the cold spot and the hot spot in this lamp is only 20 ° compared to 70 ° in the case of a general cylindrical lamp whose end face is applied at a right angle.

この放電管の管壁負荷は約28W/cm2である。放電管の内室容積は370μl(マイクロリットル)である。 The tube wall load of this discharge tube is about 28 W / cm 2 . The inner chamber volume of the discharge tube is 370 μl (microliter).

図2には35Wランプに対する放電管1が示されている。ここでは筒形中央部分2の長さは1.9mm(=0.19cm)であり、半球状の終端部分3の半径Rは2.55mm(=0.255cm)である。内室の全長は7.0mm(=0.7cm)である。   FIG. 2 shows a discharge tube 1 for a 35 W lamp. Here, the length of the cylindrical central portion 2 is 1.9 mm (= 0.19 cm), and the radius R of the hemispherical terminal portion 3 is 2.55 mm (= 0.255 cm). The total length of the inner chamber is 7.0 mm (= 0.7 cm).

放電管1の壁厚は中央部分の壁厚0.8mm(=0.08cm)から外に向けて最大0.95mm(=0.095cm)の壁厚まで増加している。最大外径は6.8mm(=0.68cm)である。ここでも一体形の突起部分4および別個のプラグ5が設けられている。   The wall thickness of the discharge tube 1 increases from a wall thickness of 0.8 mm (= 0.08 cm) at the center to a maximum wall thickness of 0.95 mm (= 0.095 cm) outward. The maximum outer diameter is 6.8 mm (= 0.68 cm). Again, an integral projection 4 and a separate plug 5 are provided.

同様に形成された他の実施例においてランプ電力はもっと高く選定されている。100Wランプの場合には長さL=2.5mm(=0.25cm)、半径R=4.5mm(=0.45cm)である。150Wランプの場合には長さL=2mm(=0.2cm)、半径R=6mm(=0.6cm)である。250Wランプの場合には長さL=6mm(=0.6cm)、半径R=7.0mm(=0.7cm)である。   In other similarly constructed embodiments, the lamp power is chosen higher. In the case of a 100 W lamp, the length L = 2.5 mm (= 0.25 cm) and the radius R = 4.5 mm (= 0.45 cm). In the case of a 150 W lamp, the length L = 2 mm (= 0.2 cm) and the radius R = 6 mm (= 0.6 cm). In the case of a 250 W lamp, the length L = 6 mm (= 0.6 cm) and the radius R = 7.0 mm (= 0.7 cm).

上述した輪郭を満足させる要件をなお十分に満たすために、上述の寸法基準を最大15%の偏差をもって近似的に維持するだけでもよい。   In order to still fully meet the requirements for satisfying the above-mentioned contours, it is only necessary to approximately maintain the above dimensional criteria with a deviation of up to 15%.

従って中央部分2が最短限界長さ{L(cm)≒0.5R(cm)}である場合、その内側輪郭を半短径a(cm)および半長径b(cm)の楕円形によって描くことができる。これはその近似が15%も違わないからである。   Therefore, when the central portion 2 has the shortest limit length {L (cm) ≈0.5 R (cm)}, the inner contour is drawn by an ellipse having a semi-minor axis a (cm) and a semi-major axis b (cm). Can do. This is because the approximation does not differ by 15%.

楕円形の半短径aが理想的な輪郭からの偏差{中央部分の半径R(cm)および長さL(cm)について}が最大で15%であるように、即ちR≦a≦1.1Rであるように選ばれていることを前提条件として、および半長径b(cm)がb=R+L/2として表される事を考慮に入れて、図3に両方の輪郭が対比して示されている。その場合、b/a≦1.25の楕円形の半短径a(cm)と半長径b(cm)との比が生ずる。   The elliptical semi-minor axis a is deviated from the ideal contour {with respect to the radius R (cm) and length L (cm) of the central portion} up to 15%, ie R ≦ a ≦ 1. Assuming that it is chosen to be 1R, and taking into account that the semi-major axis b (cm) is expressed as b = R + L / 2, both contours are shown in contrast in FIG. Has been. In that case, a ratio of the elliptical semi-minor axis a (cm) and the semi-major axis b (cm) of b / a ≦ 1.25 occurs.

残りの電極間隔および管壁負荷に関する寸法基準はその際不変なままとする。   The dimensional criteria for the remaining electrode spacing and tube wall loading then remain unchanged.

図4には70Wランプの例が示されており、その放電管9の内側輪郭10は、R=4mm(=0.4cm)の設計から出発して、半短径a=4.4mm(=0.44cm)並びに半長径b=5mm(=0.5cm)の密閉楕円形として形成されている。従ってb/a=1.14である。終端部分11はプラグ12と一緒に酸化アルミニウム製の唯一のセラミックス成形品で一体に形成されている。放電管の壁厚はその中央部分における壁厚0.8mm(=0.08cm)から放電管の終端まで連続的にその2倍の大きさまで増加している。   FIG. 4 shows an example of a 70 W lamp, whose inner contour 10 of the discharge tube 9 starts from a design of R = 4 mm (= 0.4 cm), with a semi-minor axis a = 4.4 mm (= 0.44 cm) and a sealed ellipse with a semi-major axis b = 5 mm (= 0.5 cm). Therefore, b / a = 1.14. The end portion 11 is integrally formed with a plug 12 together with a single ceramic molded product made of aluminum oxide. The wall thickness of the discharge tube continuously increases from the wall thickness of 0.8 mm (= 0.08 cm) at the central portion to twice the size from the end of the discharge tube.

この種のすべてのランプでは、9000時間の経過後においてなお放電管は全く腐食していないことが判明している。これに対して冒頭に述べた従来における最も一般的なランプの場合、8000時間後において早くも50%の故障率を有する。   In all lamps of this type, it has been found that the discharge tube is not corroded at all after 9000 hours. On the other hand, the most common lamp in the prior art mentioned at the beginning has a failure rate of 50% as early as 8000 hours.

メタルハライドランプのセラミックス製放電管の断面図。Sectional drawing of the ceramic discharge tube of a metal halide lamp. セラミックス製放電管の異なる実施例の断面図。Sectional drawing of the Example from which the discharge tube made from ceramics differs. 長さLが短い場合に楕円形的に近似させる方式の原理図。The principle figure of the system approximated elliptically when the length L is short. 図3の近似方式を基礎としているセラミックス製放電管の実施例の断面図。Sectional drawing of the Example of the discharge tube made from ceramics based on the approximation system of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 セラミックス製放電管
2 中央部分
3 終端部分
4 付属部分
5 プラグ
1 Ceramic discharge tube 2 Central part 3 Terminal part 4 Attached part 5 Plug

Claims (3)

セラミックス製放電管の内壁の輪郭が発光封入物を含む内室を規定し、この内室が1つの長軸並びに開口付きの2つの端部を有し、これらの開口に導電性のブッシングが気密にはめ込まれ、これらのブッシングがそれぞれ電極に導電的に接続され、これらの両電極が内室内に電極間隔EA(cm)を隔てて対向して配置されている高圧放電ランプにおいて、
放電管の内壁の輪郭が以下の幾何学的形状、即ち輪郭が長さL(cm)および内側半径R(cm)のほぼ真っ直ぐな1つの筒形中央部分(2)並びにそれと同一半径R(cm)のほぼ半球状の2つの終端部分(3)を有し、
筒形中央部分(2)の長さL(cm)がその内側半径R(cm)より小さいか等しく{L(cm)≦R(cm)}、
放電管の内長(2R+L)(cm)が電極間隔EA(cm)より少なくとも10%大きく{(2R+L)(cm)≧1.1EA(cm)}、
放電管の直径2R(cm)が電極間隔EA(cm)の少なくとも80%に相当し電極間隔EA(cm)の最大で150%の長さ{1.5EA(cm)≧2R(cm)≧0.8EA(cm)}であり、
放電管の管壁負荷P/(4πR2+2πRL)(W/cm2)が放電管の定格電力P(W)に関係して25(W/cm2)≦P/(4πR2+2πRL)(W/cm2)≦45(W/cm2)であるように選定されている
ことを特徴とする高圧放電ランプ。
The contour of the inner wall of the ceramic discharge tube defines an inner chamber containing the luminescent enclosure, which has one major axis and two ends with openings, and conductive bushings are hermetically sealed in these openings. In the high-pressure discharge lamp, the bushings are fitted and electrically connected to the electrodes, respectively, and both the electrodes are arranged facing each other with an electrode interval EA (cm) in the inner chamber.
The contour of the inner wall of the discharge tube has the following geometric shape: one cylindrical central part (2) whose profile is almost straight with a length L (cm) and an inner radius R (cm) and the same radius R (cm ) Having two substantially hemispherical end portions (3),
The length L (cm) of the cylindrical central portion (2) is smaller than or equal to the inner radius R (cm) {L (cm) ≦ R (cm)},
The inner length (2R + L) (cm) of the discharge tube is at least 10% larger than the electrode interval EA (cm) {(2R + L) (cm) ≧ 1.1 EA (cm)},
The diameter of the discharge tube 2R (cm) corresponds to at least 80% of the electrode interval EA (cm), and the length of the electrode interval EA (cm) is at most 150% {1.5EA (cm) ≧ 2R (cm) ≧ 0 .8 EA (cm)},
The tube wall load P / (4πR 2 + 2πRL) (W / cm 2 ) of the discharge tube is related to the rated power P (W) of the discharge tube, 25 (W / cm 2 ) ≦ P / (4πR 2 + 2πRL) (W / Cm 2 ) ≦ 45 (W / cm 2 ).
放電管の管壁負荷P/(4πR2+2πRL)(W/cm2)が25(W/cm2)≦P/(4πR2+2πRL)(W/cm2)≦35(W/cm2)であるように選定されていることを特徴とする請求項1記載の高圧放電ランプ。 The tube wall load P / (4πR 2 + 2πRL) (W / cm 2 ) of the discharge tube is 25 (W / cm 2 ) ≦ P / (4πR 2 + 2πRL) (W / cm 2 ) ≦ 35 (W / cm 2 ) 2. The high-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the high-pressure discharge lamp is selected in such a manner. 放電管の内室容積V(μl)が定格電力P(W)に関して0.16×P5/3(μl)≦V(μl)≦0.32×P5/3(μl)の式に応じて選定されていることを特徴とする請求項1記載の高圧放電ランプ。 The inner volume V (μl) of the discharge tube is in accordance with the formula of 0.16 × P 5/3 (μl) ≦ V (μl) ≦ 0.32 × P 5/3 (μl) with respect to the rated power P (W). 2. The high pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the high pressure discharge lamp is selected.
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