JP2005533346A - メタルハライドランプ - Google Patents
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Abstract
内径Diを持ち、イオン化可能な充填物を充填される実質的に円筒形の放電容器（３）を有するメタルハライドランプであって、２つの電極（４、５）が、前記放電容器（３）内で放電を維持するために相互距離EA離れたところにあり、EA/Di>4であり、前記イオン化可能な充填物がPrI3を含むメタルハライドランプである。
Description
本発明は、内径Diを持ち、イオン化可能な充填物を充填される実質的に円筒形の放電容器を有するメタルハライドランプであって、２つの電極が、前記放電容器内で放電を維持するために相互距離EA離れたところにあり、EA/Di>4であるメタルハライドランプに関する。
このようなランプは、国際特許出願公開公報第WO98/25294号に記載されており、例えば街路照明用途に用いられ得る。前記公報において、NaIの他にCeI3を含む充填物が提案されている。このランプは、ハロゲン化ナトリウム(sodium halide)がランプの充填物の成分として用いられ、Na-D線におけるNa放射(Na emission)の強い広がり(widening)及び反転(inversion)がランプの動作中に生じる場合に、高効率及び良好な演色が可能になるという認識に基づいている。これは、放電容器における高い最冷点温度を必要とし、このことは、実際的な条件下では、放電容器の壁部に対する石英又は石英ガラスの使用を排除し、放電容器の壁部に対するセラミック材料の使用が好ましいようにする。本明細書及び特許請求の範囲における「セラミック壁部」という用語は、例えば、サファイア、即ち高密度に焼結した多結晶のAl2O3などの金属酸化物、及び例えばAlNなどの金属窒化物の壁部を包含すると理解されたい。前記既知のランプは、良好な演色と、比較的広範囲の色温度とを兼ね備える。
前記既知のランプの１つの不利な点は、相対的に高い総圧力（始動ガス及びバッファガス）と組み合わせた放電容器の相対的に細長い形状のために、前記ランプが垂直点灯位置(vertical burning position)において動作される場合には、前記放電容器中の全種(all species)がバーナ軸(burner axis)に沿って分離され、底部に移動する高い密度を持つ種と、頂部に移動する低い密度を持つ種とをもたらすことにある。この分離の結果、相関色温度(CCT)において目に見える大きなずれ(shift)をもたらす。とりわけ、前記放電容器が、相対的に細長い形状(Ea/Di>4)だけでなく、例えば（70Wランプの場合に）5mm未満という狭い内径Diも持つ場合には、このような小さい容器内では充填物の乱流混合がほとんど生じないことから、この問題が生じる。本発明の目的は、前記既知のランプと同レベルの効率を維持しながら前記色ずれが最小限に抑えられる細長い放電容器を備えるメタルハライドランプにある。
この目的を達成するために、本発明によるイオン化可能な充填物はPrI3を含む。上記のタイプのランプにおいてCeI3に取って代わる充填物の成分としてこの塩類が利用される場合には、CeI3を含む従来の充填物と比較して前記色ずれが制限されることが分かった。
好ましくは、前記充填物は更にNaIを含み、モル比NaI/PrI3は、3と30との間であり、好ましくは4と20との間であり、より好ましくは5と12との間である。前記放電容器は、好ましくは0.15mg/cm3と1.5mg/cm3との間の、より好ましくは0.2mg/cm3と1.0mg/cm3との間の、更により好ましくは0.25mg/cm3と0.6mg/cm3との間のPrI3を含む。それによって、例えば2800Kの色温度(CCT)を持ち、１１０ルーメン／ワットより大きな効率を持つランプであって、水平動作と垂直動作との間の前記色ずれが360K未満に制限され得るランプが得られ得る。
好ましくは、前記充填物は更にHgを有し、ランプの動作中の前記放電容器中の前記Hgの圧力は、5barと40barとの間であり、好ましくは10barと25barとの間であり、より好ましくは略々15barである。他の例においては、Zn又はXeが、これらのガスの総圧力が前記範囲内であるならば、代わりに利用され得る。実際には、前記電極間の前記放電容器の壁負荷値は、好ましくは10W/cm2より大きく、より好ましくは20W/cm2より大きく、更により好ましくは30W/cm2より大きい。
以下に（縮尺通りではない）図面を参照して本発明によるランプのこれら及び他の特徴をより詳細に説明する。
図１は、イオン化可能な充填物を含む放電空間１１を囲むセラミック壁部を持つ放電容器３を具備するメタルハライドランプを示している。先端部４ｂ、５ｂが相互距離EA離れたところにある２つの電極４、５が放電空間内に配設され、放電容器は少なくとも距離EAにわたって内径Diを持つ。放電容器は、狭い介在空間を持って放電容器内に配置される電極４、５に対する電流貫通導体(current lead-through conductor)（図２：４０、４１、５０、５１）を囲み、放電空間から遠い端部において融解セラミック接合（図２：１０）によって気密なようにこの導体に接続されるセラミック突出プラグ３４、３５によって一方の側において閉じられる。放電容器は、一方の端部にランプ口金２を具備する外側バルブ１によって囲まれる。ランプが動作している際には電極４と電極５との間に放電が延在するであろう。電極４は、電流導体８を介してランプ口金２の第１電気接点形成部に接続される。電極５は、電流導体９を介してランプ口金２の第２電気接点形成部に接続される。（縮尺通りではない）図２においてより詳細に示されている放電容器は、セラミック壁部を持ち、内径Diを持つ円筒形部分から形成され、前記円筒形部分は、どちらの端部も関連する端壁部(end wall portion)３２ａ、３２ｂによって境界付けられ、各端壁部３２ａ、３２ｂは放電空間の端面３３ａ、３３ｂを形成する。これらの端壁部は、各々、開口を持ち、前記開口において、セラミック突出プラグ３４、３５が、焼結接合Ｓによって端壁部３２ａ、３２ｂ内に気密なように固着される。セラミック突出プラグ３４、３５は、各々、先端部４ｂ、５ｂを持つ関連する電極４、５の電流貫通導体４０、４１、５０、５１を狭く囲む。電流貫通導体は、放電空間から遠い側において融解セラミック接合１０によって気密なようにセラミック突出プラグ３４、３５に接続される。
電極の先端部４ｂ、５ｂは、相互距離EA離れたところに配設される。電流貫通導体は、各々、例えばMo--Al2O3サーメットの形態の耐ハロゲン化物性部分(halide-resistant portion)４１、５１と、融解セラミック接合１０によって気密なように関連する端部のプラグ３４、３５に固着される部分４０、５０とを有する。融解セラミック接合は、或る距離、例えば略々1mmにわたってMoサーメット４０、４１にも及ぶ。前記部分４１、５１を、Mo--Al2O3サーメットからではなく、他の方法で形成することが可能である。他のありうる構造は、例えば、欧州特許出願公開第EP0587238号から既知である。とりわけ適した構造は、同じ材料のピンの周りに施される耐ハロゲン化物性コイルであることが分かった。Moは、耐ハロゲン化物性の高い材料としての使用に非常に適している。前記部分４０、５０は、膨張係数が端部のプラグの膨張係数に非常によく対応する金属から作られる。例えば、Nbが、この目的に非常に適した材料である。前記部分４０、５０は、何ら詳細には示されていない方法で電流導体８、９に接続される。上記の貫通構造は、あらゆる所望の点灯位置でランプを動作させることを可能にする。
電極４、５の各々は、先端部４ｂ、５ｂの近くにコイル４ｃ、５ｃを具備する電極棒(electrode rod)４ａ、５ａを有する。突出セラミックプラグは、焼結接合Ｓによって気密なように端壁部３２ａ及び３２ｂ内に固着される。その場合、電極の先端部は、端壁部によって形成される端面３３ａと端面３３ｂとの間に位置する。本発明によるランプの他の実施例においては、端壁部３２ａ、３２ｂの背後で突出セラミックプラグ３４、３５に凹部が設けられる。その場合に、電極の先端部は、実質的に、端壁部によって規定される端面３３ａ、３３ｂ内に位置する。
図面に示されているような本発明によるランプを実際的な実施例においては、定格ランプ電力は７０Ｗである。このランプは、高圧ナトリウム灯(high pressure sodium fixture)において動作させるための光学的修正例(optical retrofit)であり、１５０Ｖのランプ電圧を持つ。電極間の間隔EAは17mmであり、内径Diは4mmであり、故にEa/Di比 = 4.25である。放電容器の壁厚は0.8mmである。従って、このランプは電極間で32.8W/cm2の壁負荷を持つ。
放電容器のイオン化可能な充填物は、発火ガスとして（例えば室温で300mbarの充填物圧力を持つ）Ar又はXeを有する。その上、充填物は、動作中に15barの充填物圧力を持つHgを有する。
他の例においては、Hgが用いられる場合と総圧力（始動ガス及びバッファガスの圧力）が同じであるならば、Hgの代わりにZn又はXeが用いられ得る。ランプのイオン化可能な充填物は、4.05mgのNaI及び0.84mgのPrI3を有し、水平動作位置から垂直動作位置に動かした場合に相対的に小さな色ずれを示す優れた色特性を持つ高効率ランプをもたらす。白色光を伝導するランプが必要とされる場合には、より多くのPrI3及びより少ないNaIが用いられるべきである。
Claims (7)
- 内径Diを持ち、イオン化可能な充填物を充填される実質的に円筒形の放電容器を有するメタルハライドランプであり、２つの電極が、前記放電容器内で放電を維持するために相互距離EA離れたところにあり、EA/Di>4であるメタルハライドランプであって、前記イオン化可能な充填物がPrI3を含むことを特徴とするメタルハライドランプ。
- 前記充填物が更にNaIを含み、モル比NaI/PrI3が、3と30との間であり、好ましくは4と20との間であり、より好ましくは5と12との間であることを特徴とする請求項１に記載のランプ。
- 前記放電容器が、0.15mg/cm3と1.5mg/cm3との間の、好ましくは0.2mg/cm3と1.0mg/cm3との間の、より好ましくは0.25mg/cm3と0.6mg/cm3との間のPrI3を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のランプ。
- 前記充填物が更にHgを有し、動作中の前記放電容器中の前記Hgの圧力が、5barと40barとの間であり、好ましくは10barと25barとの間であり、より好ましくは略々15barであることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のランプ。
- 前記電極間の前記放電容器の壁負荷値が、実際には、10W/cm2より大きく、好ましくは20W/cm2より大きく、より好ましくは30W/cm2より大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のランプ。
- 前記放電容器がセラミック壁部を持つことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のランプ。
- 前記内径Diが5mm未満であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のランプ。
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