JP2009295584A - 高圧放電ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、放電容器の局所的な加熱が充分に阻止される高圧放電ランプを提供することである。
【解決手段】本発明によって放電容器に保持されたフレームは、ＮｂまたはＺｒから製造されており、このフレームは、真空にされた外管においてゲッターとして作用する。
【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１の上位概念による高圧放電ランプから出発する。この種のランプは、とりわけ一般照明用のセラミック製の放電容器または水晶ガラス製の放電容器を備える高圧放電ランプである。

DE199 51 445は、放電空間内の電極シャフトにＮｂゲッターが取り付けられている高圧放電ランプを開示している。EP 790 639は、ゲッターとしてＮｂ−Ｚｒが使用されている高圧放電ランプを開示している。

EP 251 436は、Ｂａゲッターが外管内に取り付けられており、かつＮｂを含むゲッターが放電容器内に設けられているナトリウム高圧放電ランプを開示している。

本発明の課題は、放電容器の局所的な加熱が充分に阻止される高圧放電ランプを提供することである。

この課題は、請求項１の特徴部分に記載されている構成によって解決される。

特に有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。

多数の放電ランプは、外管内において真空を使用する。この真空は、一方では、ランプを熱的に安定した状態で稼働させるのに役立つ。なぜなら、例えば窒素等の外管内の充填ガスは、稼働中にランプを冷却してしまうからである。他方で真空は、ランプの構成部材を保護する。ランプの構成部材は充填ガスに触れると酸化、腐食、ないし脆化し、これによりランプは早期に切れてしまう。

本発明は、ゲッター作用を有するランプフレームに関する。ニオブ、ニオブジルコン、またはジルコニウムからなるランプフレームは、少なくとも２３０℃より高温で、ランプのゲッターとして作用することが判明している。ランプフレームないしバーナーの給電線の構成部材は、所要温度を達成するために充分となるようバーナーに近接配置される。それどころか極端な場合には、ランプフレームと放電容器とを接触させることも可能である。バーナーの熱線によって、ランプフレームないし構成部材が活性化される。これによって、存在する真空は維持ないし改善される。

ゲッター作用を有するランプフレームを使用すると、場合によってはランプ製造におけるコストが削減される。なぜなら、付加的な部材（例えばジルコンゲッター）および付加的な製造工程／製造装置を省略することができるからである。

ゲッターを外管内に設けることは公知であり、この外管は、真空を維持、改善する。公知のランプでは、外管内にジルコンゲッターが使用されており、このジルコンゲッターは、ランプフレームないしバーナーに溶接される。外管真空を調節するために使用される真空技術は、通常、10^-2mbarの範囲の真空に到達する。ゲッターが活性化すると、所期の真空は10^-4mbarの範囲に調節される。

本願明細書は、要求される外管真空を、付加的なゲッタープレート（ジルコンゲッター）なしに、10^-4mbarの範囲で形成する手段を記載している。

セラミック製の放電容器を備えるランプには、既にニオブないしニオブジルコンからなるランプフレームが使用されている。これまでは製造工程において、この放電容器にジルコンゲッターを備えるプレートが溶接され、活性化されていた。今では、この付加的なランプ構成部材を省略できることが判明した。ニオブ／ニオブジルコンフレーム、ないしはバーナーの給電線に固定されたニオブ／ニオブジルコン製の別の部材を、バーナーに充分に近接配置するだけで、この部材が２３０℃より高い温度にさらされると、この部材はゲッター作用を発揮する。外管真空の活性化の直後に10^-2mbarから10^-4mbarに改善するジルコンゲッターとは異なり、このゲッター作用を有するランプフレームは、相応の外管真空が同じように調整されるまで、若干の加熱時間を要する。加熱時間１００ｈ後には、ランプが別個のジルコンゲッターを有するか、ゲッター作用を有するランプフレームのみを有するかに関係なく、同一の外管真空が得られる。

放電容器は、典型的にはＰＣＡまたはＹＡＧ、ＡｌＮ、ＡｌＹＯ３のようなアルミニウムを含むセラミックから構成されるが、水晶ガラスから構成することもできる。両方とも、従来技術から公知である。充填物の選択も特段の制限を受けない。

本発明を、以下複数の実施例に基づいて詳細に説明する。

放電容器とゲッターとを備える従来技術による高圧放電ランプを示す。 放電容器を備えるがゲッターのない高圧放電ランプを示す。

図１は、メタルハライドランプ１を概略的に示す。このメタルハライドランプは、セラミック製の放電容器２からなり、この放電容器２には、２つの電極３が挿入されている。放電容器２は、中央部分５と２つの端部４を有する。これらの端部には２つの封止部６が設けられており、これらの封止部はここでは毛管として構成されている。有利には、この放電容器と封止部は、例えばＰＣＡ等の材料から一体的に形成される。

放電容器２は、真空状態にされた外管７によって取り囲まれている。放電容器２は、外管内にて、短い給電線１１ａおよび長い給電線１１ｂを含むフレーム１１によって保持されている。

このフレームは、Ｎｂ給電線またはＭｏ給電線から上述のように形成されている。より具体的な例では、メタルハライド充填物を含む７０Ｗのランプにおいて、このフレーム給電線の直径は、典型的には０．５〜１．５mmである。フレームには、ジルコンを備えるゲッタープレート１２が固定されている。

図２は、同種のメタルハライドランプ１を概略的に示す。このメタルハライドランプは、第１のランプと構造的に同じである。しかしここでは、フレーム２１、すなわち短い給電線２１ａならびに長い給電線２１ｂが、ニオブ、ジルコン、またはニオブジルコン合金から製造されているということが重要である。しかし、長い給電線のみを上記材料から製造することも可能である。

さらに、有利には膨脹部ないし中央部５の領域（有利には縦軸方向に少なくとも５mmに及ぶ）において、放電容器と長いフレーム給電線２１ｂとの間の間隔は非常に狭く見積もられているので、フレーム給電線２１ｂは、稼働中に少なくとも２３０℃の温度に達する。このフレーム給電線の直径は不変である。

有利には、このフレームは、少なくとも０．１Ｍｏｌ％のＺｒが添加されたニオブ給電線からなる。

片側にソケットが取り付けられたランプにおいては、長い給電線２１ｂは放電容器の真横に沿って導き戻され、このようなランプでは、フレームの配置を変更することなく、真空状態にされた外管の付加的なゲッターを省略することができる。これに対し、両側にソケットが取り付けられたランプでは、フレーム給電線が放電容器に充分に近接配置されるように明示的に注意する必要がある。もちろん、フレームの一部、例えば２つの給電線の一部、または給電線のうち充分な高温にさらされる部分が、ゲッター作用を有する材料、すなわちＮｂまたはＺｒまたはこれらの合金から構成されていれば充分である。フレームの残りの部分は、別の材料から構成することができる。このことは、とりわけ片側にソケットが取り付けられたランプにおける、短いフレーム給電線に当てはまる。

付加的なゲッタープレートなしで所期の真空が調整されるまでにかかる所要時間は、外管の容積に応じて多くなるか、または少なくなる。しかしながらこの時間は、数時間の範囲にあるだけである。

放電容器とフレームとの、最も効果がある距離は、典型的に０．２〜２mmである。

ランプは電極を含むことができるが、含まなくてもよい。充填物はメタルハライドを含むことができるが、含まなくてもよい。ナトリウム高圧放電ランプとすることもできる。

従来技術によるランプと、フレームがゲッターとして作用する本発明のランプとの真空形成の比較を、以下の表に示す。表１および２からは、ゲッターとしてのフレームの方が若干長い時間を要するが、最終的には同程度に良好な真空空間を保証することができるということがわかる。

Claims (5)

1. 放電空間を含む放電容器を備える高圧放電ランプであって、
   とりわけ電極が、該放電容器によって取り囲まれた前記放電空間の中に伸長しており、
   前記放電容器には、とりわけメタルハライドを含む充填物が収容されており、
   前記放電容器は、外管によって取り囲まれており、
   前記放電容器は、前記外管の中でフレームによって保持されている
   形式の高圧放電ランプにおいて、
   前記外管は真空にされており、
   ゲッターが、前記外管内にて該真空を調整、維持するために使用され、
   前記フレームは、少なくとも部分的にＮｂ、Ｚｒ、またはこれらの金属からなる合金から構成されており、
   前記フレームは以下のように構成されている、すなわち、少なくともＮｂ、Ｚｒ、またはこれらの合金からなる部分において、稼働中少なくとも２３０℃、有利には少なくとも３００℃の温度にさらされ、前記フレーム自身がゲッターとして使用されるように構成されている、
   ことを特徴とする高圧放電ランプ。
2. 前記外管は、片側で封止されており、
   前記フレームは、長い給電線を有し、
   該給電線は、ソケットから離れた前記外管の端部から、前記外管の封止部へと導き戻されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
3. 前記フレームと前記放電容器との間の最小間隔は、最大でも２mmであり、有利には０．２〜２mmである、
   ことを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
4. 前記ランプは、縦軸を有しており、
   前記フレームは、少なくとも軸方向に５mmよりも長くに亘って、前記放電容器の動作温度が少なくとも２３０℃となるように前記放電容器に沿うように近接して伸長している、
   ことを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
5. 高圧放電ランプにおけるゲッターとしてのフレーム給電線の使用方法において、
   該フレーム給電線は、Ｎｂ、Ｚｒ、またはこれらの金属の合金からなり、
   前記高圧放電ランプには、放電空間を取り囲む放電容器が設けられており、
   とりわけ電極が、前記放電容器によって取り囲まれた前記放電空間の中に伸長しており、
   前記放電容器には、とりわけメタルハライドを含む充填物が収容されており、
   前記放電容器は、外管によって取り囲まれており、
   前記放電容器は、前記外管の中でフレームによって保持されており
   前記外管は真空にされており、
   前記フレームは以下のように構成されている、すなわち、少なくともＮｂ、Ｚｒ、またはこれらの合金からなる部分において、稼働中少なくとも２３０℃の温度にさらされるように構成されている、
   ことを特徴とする使用方法。

Images