JP2009508313A - 高圧放電ランプ - Google Patents

Abstract

高圧放電ランプの電極（１）において、調光運転における欠点を補償するために、加熱装置（３）がヘッド（２）に取り付けられている。

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載した、セラミック製の放電容器を備えた高圧放電ランプに関する。この場合、特に一般的な照明のためのメタルハライドランプ又は、ナトリウム高圧ランプに関する。

従来技術
ドイツ連邦共和国特許第１０２００４０２０３９７号明細書によれば、高圧放電ランプを調光するための方法が公知である。

"Betriebsgeraet und Schaltungen fuer elektrische Lampen, C.H. Sturm und E. Klein, 1992, SAG"（電気ランプのための制御装置及び回路、Ｃ．Ｈ．シュトルム、Ｅ．クライン、１９９２年、ＳＡＧ）（以下ではシュトルムと称呼する）によれば、高圧放電ランプを調光するための種々異なる可能性が公知である（特に第２３５頁及び第２９６頁〜２９７頁参照）。しかしながら、電気エネルギー供給が低下した時に、電極の冷却、及び特に放電容器の冷却が問題となる。このような理由により、高圧放電ランプの調光は、従来では殆ど広まっていない。調光を行った場合、範囲が著しく限定され、場合によっては耐用年数が犠牲にされる。同様に、発光スペクトルの変化を考慮する必要がある。

発明の開示
本発明の課題は、請求項１の上位概念部に記載した高圧放電ランプを改良して、特に広い範囲で調光が可能であり、また特に前記従来技術における欠点を避けることができるようなものを提供することである。

この課題は、請求項１の特徴部によって解決された。特に有利な実施態様は、従属請求項に記載されている。

本発明によれば、ランプに付加的な熱源が設けられていることによって、電極の冷却が避けられる。この付加的な熱源は、放電容器の内部に又は外部に取り付けられている。特に、電極の幾何学形状は、加熱プロセスを効果的に連続させることができるように、最適化することができる。

これによって、電極の温度を高めることができる。加熱エネルギの供給が制御可能に構成されていれば、これによって調光可能なランプにおいて調光特性をポジティブに補助することができる。

またこの技術は、ランプの点火特性を改善する電極の予熱を実現するためにも利用することができる。

予熱は、例えば、蛍光ランプのためのＥＶＧの加熱制御と技術的に同様に構成することができる。予熱の例は、ＤＥ−Ａｚ（ドイツ連邦共和国特許）第１０２００４０４４１８０．４明細書、ＤＥ−Ａｚ（ドイツ連邦共和国特許）第１０２００４０３５１２２．８号明細書、並びにドイツ連邦共和国特許第１０２５２８３４号明細書、同第１０２５２８３６号明細書、同第１０１４０７２３号明細書、同第１００５２８０３号明細書、並びに同第３４４１９９２号明細書に開示されている。

加熱装置は、電極の内側又は外側に設けられている。原則的に、例えば適当な材料選択及び電極の横断面による又は横断面の変化による、比抵抗のバリエーションを介して、加熱効率が所望箇所に集中させることができる。

使用分野としては特に、メタルハライドランプ及びナトリウム高圧ランプが考慮される。

以下に図示の実施例を用いて本発明を詳しく説明する。

図１は、内部に加熱装置を有する高圧放電ランプのための電極、
図２〜図３は、異なる実施例による、外側に位置する加熱装置を備えた電極、
図４は、ヘッド電極を備えた高圧放電ランプ、
図５は、電極の別の実施例、
図６は、高圧放電ランプの放電管、
図７は、電極の別の実施例、
図８は、高圧放電ランプの別の実施例を示す。

高圧放電ランプのＥＶＧのための原理回路は、例えば前記"Sturm S.217, Bild 4.44"（シュトルムの実施例、ＡＤＩ２１７頁、図４．４４）に開示されている。

この運転法に、双極性の方形波供給電流が用いられる。この供給電流に、例えば整流を安定化させるために短時間の過剰出力が加えられ、その結果得られる出力は、ランプ定格出力に相当し、調光（Dimmen）の際には定格出力以下になる。

図１には、メタルハライドランプ（ハロゲン化金属ランプ）に適した電極１が示されており、このメタルハライドランプにおいて、電極のヘッド２内に設けられた加熱カートリッジ３が加熱を行う。この場合、カートリッジの加熱部の接点が電極に接続されている。

図２には、電極１のヘッド２が示されており、この電極１において、加熱手段はワイヤ４としてヘッド２のねじ山に似た溝５内に埋め込まれている。この場合も、接点は電極に接続されている。

図３では、加熱エレメント１０が電極１の外側でヘッド２の後部６に取り付けられている。ヘッド２はシャフト７に取り付けられている。ヘッド２における高い温度負荷のために、加熱手段は、導電層、特に導電性のセラミック、有利には公知の導電性のサーメットである。

図４には、ヘッド電極を備えた高圧放電ランプが示されている。この場合、概略的に示された水銀ショートアークランプが図示されている。両側が閉鎖された放電容器１５は、アノード（陽極）１２と、このアノードに対抗する位置に配置されたカソード（陰極）１３）とを有している。ランプは、１４８Ａの電流において３４００Ｗの出力で運転される。放電容器は、単位ｃｍ^３当たり２．５ｇの水銀及び１．４ｂａｒのキセノンによって満たされている。アノード１２は、円筒形のシャフト７と、このシャフト７に被せ嵌められた内実の円筒形のヘッド２とから成っている。このヘッド２内に加熱手段が設けられている。接点９だけが見える。加熱装置８は、図１に示されているように、アノードの後端部４の側方に取り付けられている。選択的に、前記図面に示した電極装置とは別の、ランプ内に加熱装置を備えた電極装置を使用してもよい。

２０〜１５０Ｗの小さい出力のメタルハライドランプの調光運転のためには、図５に示した針状電極２０を使用するのが適している。この針状電極２０を包囲して、ほぼ中央部に導電性のディスク２１が取り付けられている。このディスクは、熱源２２によって電気的に加熱される。電極に向かって次第に増大する電流密度に基づいて、加熱は電極において最大である。この効果は、特に半径方向でディスク厚を変えることによって、若しくは中心に向かってディスクを連続的に又は段階的に先細りして構成することによって、より大きくなる。ディスクは、有利にはモリブデン、モリブデンの合金、又は導電性のサーメットより成っている。照明装置は付加的に、有利には１０〜１００％の広い範囲で調光運転を可能にする電気回路を有している。

ディスクは、中央の孔を有しており、この孔を通って電極が差し込まれている。しかしながらディスクは孔なしで構成してもよい。この場合、電極は、ディスクの上方及び下方に固定されている２つの部分より成っている。

図６は、低圧放電ランプにおいて公知であるのと同様の、針状電極２１及び対抗電極２２を備えた高圧放電ランプのための典型的な放電容器２５を示す。

放電容器の充填物は、不活性点火ガス例えばアルゴンの他に、メタルハライドの添加物及び水銀より成っている。例えば水銀なしのメタルハライド充填物を使用してもよい。この場合は、点火ガスとして、高圧のキセノンが選択される。

図７は電極のヘッド２を示す。この電極において、加熱接点は、先端が嘴状に先細りした部分２５によって形成されており、この部分２５は接点２６に固定されている。この部分が先細りしていることによって、加熱出力が先端面２７に集中される。この場合、ヘッド２に対する接点を形成する２つの加熱極２８は、高温耐熱性の材料より製造されている。

図８には、高圧放電ランプ１が概略的に示されている。両側が閉じられた放電容器５は、アノード２と、このアノード２に向き合って位置するカソード３とを有している。このランプは、３４００Ｗの出力で駆動される。放電容器は、単位ｃｍ^３毎に２．５ｍｇの水銀及び１．４バールのキセノンが満たされる。アノードは、円筒形のシャフト６と、このシャフト６に被せ嵌められた円筒形のヘッド７とから成っている。

内部に加熱装置を有する高圧放電ランプのための電極の概略的な断面図である。 外側に位置する加熱装置を備えた電極の概略的な側面図である。 図２とは別の実施例による、外側に位置する加熱装置を備えた電極の概略的な側面図である。 ヘッド電極を備えた高圧放電ランプの側面図である。 別の実施例による電極の概略図である。 高圧放電ランプの放電管の概略図である。 別の実施例による電極の概略図である。 別の実施例による高圧放電ランプの概略図である。

Claims (11)

1. 複数の電極と充填物を含有する放電容器を備えた高圧放電ランプにおいて、
   少なくとも１つの電極に対応して加熱装置が配置されており、該加熱装置が、放電容器内に配置されていることを特徴とする、高圧放電ランプ。
2. 加熱された電極がシャフトを有していて、該シャフトにヘッドが取り付けられている、請求項１記載の高圧放電ランプ。
3. 加熱装置が加熱カートリッジであって、該加熱カートリッジが、電極のヘッド内に取り付けられている、請求項２記載の高圧放電ランプ。
4. 加熱装置が、電極のヘッドの外側に固定されている、請求項２記載の高圧放電ランプ。
5. 加熱装置が、ワイヤより成っていて、該ワイヤが電極ヘッドの一部を巡って巻き付けられている、請求項４記載の高圧放電ランプ。
6. 前記加熱層が、導電性の層として、電極ヘッドの一部に被着されている、請求項４記載の高圧放電ランプ。
7. 加熱された電極が針状電極である、請求項１記載の高圧放電ランプ。
8. 加熱装置が導電性のディスクであって、該ディスクが電極に被せ嵌められている、請求項７記載の高圧放電ランプ。
9. 加熱された電極の加熱装置のための電気的な接触が、先端が尖ったワイヤによって行われる、請求項１記載の高圧放電ランプ。
10. 調光運転のために適している、請求項１記載の高圧放電ランプ。
11. 請求項１０記載の高圧放電ランプを備えた照明装置において、
    調光運転を可能にする電気回路を備えていることを特徴とする、照明装置。

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