JP2010528443A - 高圧放電ランプ - Google Patents

Abstract

高圧放電ランプはセラミック製放電容器を有し、該放電容器は外部容器内に収容されており、２つの電極が電極システムによって前記放電容器の孔形状の開口部から導出されている。前記電極システムは複数部分からなり、タングステン製の電極の他に導入線を含み、該導入線は少なくとも３つの部分、すなわち前記開口部の中に完全に収容されたＭｏからなる、巻線（５ｂ）を含む第１部分（５）と、同じく前記開口部の中に完全に収容されたニオブからなる第２部分（６）と、コアピン（８ａ）および外部の巻線（８ｂ）からなる第３部分（８）から形成されており、ガラスはんだが前記ニオブピンを完全に被覆しており、前記ガラスはんだは前記第１部分および前記第３部分も部分的に被覆している。

Description

技術分野
本発明は、請求項１の上位概念に記載されている高圧放電ランプに関する。

背景技術
ＤＥ２０２００６０１６１８９Ｕから以下のような高圧放電ランプ、すなわちセラミック製放電容器が直接空気中で動作される高圧放電ランプ、ないしはセラミック製放電容器がガス密に密閉されていない外部容器の中に収容されている高圧放電ランプが公知である。

発明の開示
本発明の課題は、セラミック製放電容器を備える高圧放電ランプを、空気中で、とりわけ開放されているかまたはガス密に封止されていない外部容器内で動作し、かつこの際の寿命を改善することである。

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示されている。

本発明によれば、とりわけ高圧放電ランプのセラミック製バーナーを、空気が充填された外管、またはリフレクタのような必ずしもガス密に封止する必要のない他の外部容器において動作させることが可能となる。

放電容器の電極システムは、通常はタングステンからなる電極、および、３つの部分からなる導入線、すなわち巻線を備えたモリブデンピンと、深く挿入されたニオブピンと、付加的に耐腐食性の末端部分、つまり巻線を備えたモリブデンピンとからなる導入線から構成されている。

この３つの部分からなる導入線は、セラミック製放電容器を空気中において特に確実に動作させるために使用される。ニオブピンは空気中における腐食から保護しなければならない。したがってこのニオブピンは、封止区間を長くするために毛管の中により深く挿入される。というのは、通常のガラスはんだは非常に多孔性かつ気泡性であるので、封止区間があまりに短く選択されている場合には動作するうちに空気がニオブピンまで拡散することが判明しているからである。

バーナーを封止するために使用されるガラスはんだは、この際同時に、導入線のうち耐腐食性でない中間部分、例えばニオブピンまたはＥＰ５８７２３８に類似の材料を保護するためにも使用される。ガラスはんだがこのピンの周囲を完全に被覆するというだけでは充分ではなく、匹敵する寿命を保証するためには外縁部まで充分な封止区間が必要である。

長寿命を保証するための別の特徴は、耐腐食性の末端部分がモリブデンピンであってはならないことである。なぜならモリブデンピンは応力を充分に低下させることができないので、ガラスはんだにおいてひび割れが生じる可能性があり、このひび割れが寿命を制限してしまうからである。その代わりに末端部分として、コアピンを備える巻線を使用する必要がある。有利にはこの巻線の寸法は、前方の巻線と同様に設定することができる。この末端部分ないし末端部分のコアピンは、バーナーを、電流供給部、または放電容器の外のランプフレームとコンタクトするために使用することができる。しかしこれらの間に接続部分を接続することもできる。

より詳細には本発明は、セラミック製放電容器を備える高圧放電ランプに関し、この高圧放電ランプにおいては、電極は、導入線システムによって毛管を介して前記放電容器から導出されている。前記導入線システムは少なくとも３つの部分からなり、すなわち前方の導入線部分および中間の導入線部分から構成されており、前記前方の導入線部分は、耐腐食性であり、かつ毛管内に完全に収容されており、前記中間の導入線部分は、非耐腐食性であり、かつ同様に毛管内に完全に収容されており、ここに後方の耐腐食性の末端部分が後続しており、該末端部分は、コアピンと該コアピンの上に被せられた巻線とからなり、ここでガラスはんだが、前記第３の導入線部分の一部から耐腐食性の末端部分まで被覆しており、この際前記中間の導入線部分を完全に被覆しており、該中間の導入線部分は、毛管の中に少なくとも０．１ｍｍの深さまで挿入されている。

有利には、前記前方の導入線部分は、前記中間の導入線部分に向いた少なくとも１つの区域を有し、該区域は、Ｍｏコアピンと該Ｍｏコアピンの上に被せられたＭｏ製の巻線とから形成されている。なぜならこのようにすると、放電容積に至るまでの密閉性が最も良好に保証されるからである。

有利には、前記後方の導入線部分は、前記中間の導入線部分に向いた少なくとも１つの区域を有し、該区域は、Ｍｏコアピンと該Ｍｏコアピンの上に被せられたＭｏ製の巻線とから形成されている。

とりわけ放電容器は外部容器内に収容されている。有利には、前記外部容器は外管またはリフレクタ部分である。

有利には、前記中間の導入線部分はニオブから製造されている。この中間の導入線部分は、主として溶融領域における軸方向ないし半径方向の力を緩和するために使用され、有利には０．５〜３ｍｍの長さを有する。ギャップ幅は、中間の導入線部分の領域において約２５〜４５μｍにあるべきである。

有利には、前方の導入線部分は完全にモリブデンから製造されている。これは例えばコアピンと巻線の一貫したシステムの形態で、あるいは前方でこれに取り付けられたＭｏピンの形態で達成される。ギャップ幅はこの巻線において充分に大きくすべきであり、例えば４０〜８０μｍであるべきである。

セラミック製放電容器は、有利にはＡｌ_２０_３、例えばＰＣＡまたはサファイアまたはＡｌＮからも形成されている。セラミック製放電容器は一方の側または両側で封止されている。

ガラスはんだとして、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２およびＤｙ_２Ｏ_３の混合物のような通常のガラスはんだを使用することができる。詳細な説明は例えばＥＰ−Ａ５８７２３８を参照されたい。

電極システムの固定は公知の形態で行われ、本発明にとってはできるだけ省スペースであるべきだという程度の重要性しかない。この際、圧潰（Quetschung）またはきさげ仕上げ（Schabung）としての解決方法を使用すると有利であるが、突合わせ溶接（Stoppschweissung）や、導入線に対して横方向に溶接されるワイヤ等もまた基本的に可能である。

この新しい封止原理は１０Ｗ〜４００Ｗのワット数において使用することができる。なぜならセラミック製放電容器の毛管における電圧供給のために、少なくとも０．３ｍｍの毛管内径からニオブワイヤが必須だからである。しかしながらニオブは空気から充分に保護する必要がある。空気からの遮断を保証するために、導入線の第３部分への溶接点を毛管の中へ少なくとも０．１ｍｍ深く挿入することが重要である。有利には、ニオブピンの端部点の深さは０．３〜２ｍｍである。

図面の簡単な説明
以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。

図１は、両側で封止されているセラミック製放電容器を示す図である。 図２は、セラミック製放電容器の端部における導入線領域の詳細図である。 図３は、一方の側で封止されているセラミック製放電容器を示す図である。 図４は、一方の側で封止されているセラミック製放電容器を示す図である。 図５は、外管を備えるランプを示す図である。 図６は、セラミック製放電容器の端部領域における導入線の別の実施例を示す図である。

発明の有利な実施形態
図１は７０Ｗ用の放電容器１の概略図を示す。この放電容器はＡｌ_２Ｏ_３から製造されており、空気中において直接動作させることができる。このために必要なソケットは図示されていない。放電容器１は、胴の膨らんだ形状またはシリンダ形状の放電容積２と、長く引き延ばされた２つの端部を有しており、これらの端部は毛管３として形成されている。毛管３の中にはそれぞれ１つの電極システムが密封されている（図２参照）。電極システムは、タングステン製の電極４と、導入線１４と、外部リード線７とから構成されている。

図２は導入線１４の構成を示す。導入線１４は、ここでは３つの部分から、すなわち前方の導入線部分５、つまりモリブデンコアピン５ａと巻線５ｂからなるシステム、および、中間の導入線部分、ここではニオブピン６、および、耐腐食性の末端部分８、ここではモリブデンコアピン８ａとＭｏ巻線８ｂとからなるシステム、から構成されている。これら３つの部分５，６，８はそれぞれ互いに接続されており、とりわけ例えば互いに突合せ溶接されている。前記末端部分は、少なくともガラスはんだ付近において、そして有利には、オーバーラップを保証するためにガラスはんだによって被覆されている領域を含め、Ｍｏ巻線の少なくとも５０％の長さにわたって、有利には耐熱性のペーストによって被覆されており、したがってＭｏ巻線は付加的に空気から隔離されている。ペーストとして、セラミック−金属の粉末混合物、例えばＫａｇｅｒ ＧｍｂＨ社のクオーツコートが適当である。

ニオブピン６は毛管３の中に完全に挿入されるように取り付けられている。この際ニオブピンは、有利には毛管の中へと少なくとも０．１ｍｍ深くまで着座するべきである。挿入深さＥＴの典型的な値は、０．６ｍｍである。この挿入深さを２ｍｍより長くとる必要はない。導入線部分の典型的な外径は、０．７ｍｍである。ニオブピンの長さは典型的には２ｍｍである。導入線の第３部分、すなわち末端部分８は、典型的な外径が０．４ｍｍであるＭｏコアピン８ａであり、該コアピンの上には、該コアピン８ａの全長にわたって、ワイヤ直径０．１４ｍｍのＭｏワイヤからなる巻線８ｂが設けられている。コアピン８ａはニオブピン６と溶接されている。

別の実施形態（図６参照）においては、導入線の第３部分の巻線１８ｂが、導入線の第３部分のコアピン１８ａの一部分だけにわたって伸長することも可能である。とりわけ巻線１８ｂは、図示したように、ガラスはんだによって被覆されている長さだけである。

毛管の端部においては、外部の巻線の一部分、有利には少なくとも０．６ｍｍ、特に有利には少なくとも１．５ｍｍ、典型的には２〜３ｍｍが被覆される量のガラスはんだが設けられている。さらにニオブピン６はガラスはんだ１０によって周囲を完全に被覆されており、かつその上、前方の巻線５ｂは、放電容積内の攻撃性充填物に対して密封するために充分な長さにわたって、少なくとも０．６ｍｍの部分区間にわたって、典型的には約１〜２ｍｍの値で、ガラスはんだ１０によって被覆されている。

詳細には、７０Ｗランプの場合には前方の導入線部分の長さは約９ｍｍである。毛管の内径は８００μｍであり、第１導入線部分の外径は６８０μｍである。第１導入線部分は、直径０．４ｍｍのＭｏコアピンと直径０．１４ｍｍのワイヤからなるＭｏ巻線とから形成されている。第１導入線部分として、場合によっては複数部分から形成される別のシステムを使用することもでき、例えばＭｏピン１８を前方部分として使用することができる。ここで重要なのは、ニオブピン６付近の封止領域においてコアピンおよびＭｏ巻線からなる充分な長さのシステムを使用するということだけである。

付加的な被覆を備えていない１００Ｗランプの場合、寿命は空気中において少なくとも７０００時間である。

端部ピンおよびＭｏ巻線８ａ、８ｂがサーメットピンに置き換わる場合、付加的な被覆は基本的に必要ない。

図３は、一方の側で封止されたセラミック製放電容器１２の別の実施例を示す。ここでも図２と同様の複数部分からなる導入線１４が使用される。これらの導入線は２つの毛管３に配置されており、これらの毛管は互いに平行に放電容器の端部から突出している。導入線は３つの部分５および６から構成されている。電極システムは、電極４とリード線７によって完全なものとなる。

図４は、管球容器２２とねじソケット１２とを備えるメタルハライドランプ２０を示す。ここではＰＣＡからなる放電容器１は外管２１内に収容されている。外管２１には空気が充填されている。導入線１４は図２と同様であるが、ここでは概略的にしか図示しない。このようなランプのための典型的な充填物は、ＥＰ５８７２３８に記載されている。

図５は、ねじソケット１２を備えるリフレクタランプ２５を示す。ここではセラミック製放電容器１は、メタルハライド充填物と、ここでは概略的にしか図示されていない図２と同様の導入線とを含み、管球容器としてのリフレクタ２６の中に収容されている。ランプは空気中で動作される。したがってリフレクタをガス密に封止する必要はないので、リフレクタの出口開口２７におけるカバーディスクを省略することが可能である。

Claims (7)

1. セラミック製放電容器を備える高圧放電ランプであって、
   電極がそれぞれ導入線システムによって毛管を介して前記放電容器から導出されている
   形式の高圧放電ランプにおいて、
   前記導入線システムは少なくとも３つの部分からなり、
   すなわち第１の放電に関して前方の導入線部分および第２の中間の導入線部分から構成されており、
   前記第１の前方の導入線部分は耐腐食性であり、かつ毛管内に完全に収容されており、
   前記第２の中間の導入線部分は非耐腐食性であり、かつ同様に毛管内に完全に収容されており、
   ここに耐腐食性の第３の後方の導入線部分が後続しており、
   該第３の後方の導入線部分は、コアピンと該コアピンの上に被せられた巻線とからなるか、またはサーメットピンからなり、
   ガラスはんだが前記第１の導入線部分の一部分から前記第３の導入線部分の一部分まで被覆し、したがって前記ガラスはんだは前記第２の中間の導入線部分を完全に被覆し、
   前記第２の中間の導入線部分は前記毛管の中に少なくとも０．１ｍｍの深さまで埋没されて挿入されている、
   ことを特徴とする高圧放電ランプ。
2. 前記前方の導入線部分は、前記中間の導入線部分に向いた少なくとも１つの区域を有し、
   該区域は、Ｍｏコアピンと該Ｍｏコアピンの上に被せられたＭｏ製の巻線とから形成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
3. 前記後方の導入線部分は、前記中間の導入線部分に向いた少なくとも１つの区域を有し、
   該区域は、Ｍｏコアピンと該Ｍｏコアピンの上に被せられたＭｏ製の巻線とから形成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
4. 前記放電容器は外部容器内に収容されており、有利には前記外部容器は外管またはリフレクタ部分である、
   ことを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
5. 前記中間の導入線部分は、ニオブまたはニオブに類似した材料から形成されており、有利には０．５〜３ｍｍの長さを有する、
   ことを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
6. 前記後方の導入線部分は、該後方の導入線部分の長さの一部にわたって、とりわけ前記ガラスはんだによって被覆されている部分領域において、ペーストによって被覆されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
7. 前記前方の導入線部分は完全にモリブデンから製造されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。

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