JP2011520225A - Composite HID electric arc tube - Google Patents

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Abstract

放電管と２つの外側に延伸する管とを備える複合ＨＩＤ発光管であって、放電管が、溶融石英ガラスまたはバイコール石英ガラスをブロー成形し、アウターシェル上に透光性多結晶アルミナ（ＰＣＡ）層を適用することによって製造されたアウターシェルの形状を成す複合二層シェルであり、外側に延伸する管が、溶融石英ガラスまたはバイコール石英ガラスからなり、多結晶アルミナ層が外側に延伸する管のアークチャンバに近接する両端に適用されていることを特徴とする複合ＨＩＤ発光管である。発光管が高温で焼結された後、電極は２つの部位に分離されることによってシールされる。ＰＣＡが適用された外側に延伸する管の第１部位はガラスはんだによってシールされ、石英ガラスの第２部位は加圧下でモリブデン箔によってシールされる。上記発光管の構造は、成形が容易であり耐圧性が優れているという石英ガラスの利点を維持し、且つ寸法正則化、耐熱性および優れた耐ナトリウム浸透性というＰＣＡアークチャンバの利点も有する。ＨＩＤの演色安定性及び発光効率もまた向上し、ランプの寿命も延長される。  A composite HID arc tube comprising a discharge tube and two outwardly extending tubes, wherein the discharge tube is blown from fused silica glass or Vycor quartz glass, and translucent polycrystalline alumina (PCA) on the outer shell A composite bilayer shell in the form of an outer shell produced by applying a layer, wherein the tube extending outward is made of fused silica glass or Vycor quartz glass, and the polycrystalline alumina layer extends outward. It is a composite HID arc tube characterized by being applied to both ends close to the arc chamber. After the arc tube is sintered at high temperature, the electrode is sealed by being separated into two parts. The first part of the tube that extends outward to which PCA has been applied is sealed with glass solder, and the second part of quartz glass is sealed with molybdenum foil under pressure. The arc tube structure maintains the advantages of quartz glass that is easy to mold and has excellent pressure resistance, and also has the advantages of a PCA arc chamber such as dimensional regularization, heat resistance, and excellent sodium penetration resistance. The color rendering stability and luminous efficiency of HID are also improved and the lamp life is extended.

Description

本発明は、照明装置に使用される発光管に関し、特に高輝度放電（ＨＩＤ）ランプに使用される複合ＨＩＤ発光管に関する。   The present invention relates to an arc tube used in a lighting device, and more particularly to a composite HID arc tube used in a high intensity discharge (HID) lamp.

石英は大気圧の約２００〜３００倍の高圧に耐えることができる一方で、石英からなる発光管は封止またはシールが容易であるため、通常はＨＩＤ発光管の材料として石英が選択される。しかし、石英材料は以下のような明らかな欠点も有する。すなわち、一方で、石英発光管は、高圧縮気体を内部チャンバに吹き込みながら外型を内部チャンバに対してプレスすることで高温のホットメルトを成形して形成されるため、石英発光管の内部チャンバの寸法は制御不可能な公差を有し、他方で、石英発光管が高温で動作する場合、演色性は発光効率及び安定性の低下とともに劣化し、ランプにおけるナトリウムの損失は深刻なものである。   Quartz can withstand a high pressure of about 200 to 300 times the atmospheric pressure, while an arc tube made of quartz is easy to seal or seal, so quartz is usually selected as the material for the HID arc tube. However, quartz materials also have the following obvious drawbacks. That is, on the other hand, the quartz arc tube is formed by molding a high-temperature hot melt by pressing the outer mold against the internal chamber while blowing a highly compressed gas into the internal chamber. The dimensions of the have uncontrollable tolerances, while when the quartz arc tube operates at high temperatures, the color rendering deteriorates with decreasing luminous efficiency and stability and the loss of sodium in the lamp is severe .

近年、石英発光管、特に展示照明用の低電力ランプは、光色の一致性及び安定性を著しく向上させるために、多結晶アルミナ（ＰＣＡ）セラミック発光管に代わっている。石英発光管がセラミック発光管に代わることで、メタルハライドランプ（ＭＨ）の色一致性が向上する。その理由の１つは、セラミック発光管に使用される基体が、常温で成形またはグラウト成形によって形作られるために寸法を容易に制御できることであり、別の理由は、セラミック発光管が管壁の動作温度を上昇させるためである。その結果、管壁の温度が高い場合に、管壁の温度に対する相関色温度の曲線において最小値を観測することができる。セラミック発光管は、対応する色温度最小値前後の領域における動作に適合し（一方で、石英発光管では、このような最小値領域は石英ガラスの適当な耐動作温度より高い）、特に充填剤がナトリウム及び希土類元素のハロゲン化物である場合、動作温度がより高いことによってランプの演色性がより優れ（Ｒａ＞８０）、発光効率がより高くなる（９０ｌｍ・Ｗ−１）。多結晶アルミナの構成の別の利点は寿命であり、ランプ内のナトリウムの損失が大幅に減少し、石英発光管を使用した従来のメタルハライドランプよりも演色性が安定する。 In recent years, quartz arc tubes, especially low power lamps for exhibition lighting, have replaced polycrystalline alumina (PCA) ceramic arc tubes in order to significantly improve light color consistency and stability. By replacing the quartz arc tube with the ceramic arc tube, the color consistency of the metal halide lamp (MH) is improved. One reason is that the substrate used for the ceramic arc tube can be easily controlled in size because it is formed by molding or grouting at room temperature, and another reason is that the ceramic arc tube can operate on the tube wall. This is to raise the temperature. As a result, when the tube wall temperature is high, a minimum value can be observed in the curve of the correlated color temperature with respect to the tube wall temperature. Ceramic arc tubes are adapted for operation in the region around the corresponding color temperature minimum (while for quartz arc tubes such a minimum region is higher than the appropriate operating temperature of quartz glass), especially fillers Is a halide of sodium and rare earth elements, the higher the operating temperature, the better the color rendering of the lamp (Ra> 80) and the higher the luminous efficiency (90 lm · W −1 ). Another advantage of the polycrystalline alumina construction is lifetime, which greatly reduces sodium loss in the lamp and provides more stable color rendering than conventional metal halide lamps using quartz arc tubes.

中国特許第９８１１５６５８．４号明細書には、ＰＣＡシェルのシェル構造であり、特別に設計された軸方向に剥離されたアルミニウム酸化物‐金属セラミックの多層構造を有する高輝度放電ランプのセラミックシェル部材が開示されている。複数の要素がそこに設けられた端子は、特定の熱膨張係数を維持しつつ、いかなるシーリング材料も使用せずに対応するフィードスルーワイヤに最後の要素が直接焼結されている。しかし、実際には、ランプの溶融金属ハロゲン化物及び蒸気に起因する高い動作温度及び激しい腐食に起因して、このようなシーリング方法は長期的に信頼できるシーリング及び長い寿命を提供することができない。   Chinese Patent No. 981155658.4 discloses a shell structure of a PCA shell, a ceramic shell member of a high-intensity discharge lamp having a specially designed axially exfoliated aluminum oxide-metal ceramic multilayer structure Is disclosed. A terminal with a plurality of elements provided therewith the last element directly sintered to the corresponding feedthrough wire without the use of any sealing material while maintaining a specific coefficient of thermal expansion. However, in practice, due to the high operating temperature and severe corrosion caused by the molten metal halide and vapor of the lamp, such a sealing method cannot provide a reliable sealing and long life in the long term.

米国特許第６，３１３，５８２号明細書には、放電管が透光性セラミックからなり、管のシーリング部分は、Ｄｙ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系シーリング材料によって末端が封止されたセラミックランプが開示されている。実際には、ＰＣＡ自体の耐圧性が低いため（大気圧の約３〜５倍にしか耐えられない）、このようなセラミックからなる放電管の電極を封止するのは非常に困難である。現状の排気装置では、金属ハロゲン化物の球を充填し、水銀を注入し、さまざまな不活性ガスをアークに送り込み、はんだガラスを充填することによって電極のアウターリードとセラミック材料との間にガスを密閉保持することは容易ではない。放電管を製造する最終段階は頻繁に失敗するため、それまでの全ての段階が無駄になり、発光管の収量に深刻な影響を及ぼすため、価格を下げることができない。さらに、アークにおける技術は１５０Ｗ以下の出力の発光管を可能にするが、２５０Ｗ以上数ＫＷ以下の高出力の発光管は未だ商業的に応用できない。従って、このようなランプを製造する高度な技術は広く使用されていない。 In US Pat. No. 6,313,582, the discharge tube is made of a translucent ceramic, and the sealing portion of the tube is sealed with a Dy 2 O 3 —Al 2 O 3 —SiO 2 based sealing material. A ceramic lamp is disclosed. Actually, since the pressure resistance of the PCA itself is low (it can only withstand about 3 to 5 times the atmospheric pressure), it is very difficult to seal the electrodes of such a discharge tube made of ceramic. In current exhaust systems, metal halide spheres are filled, mercury is injected, various inert gases are sent into the arc, and solder glass is filled to create gas between the outer leads of the electrode and the ceramic material. It is not easy to keep hermetically sealed. Since the final stage of manufacturing the discharge tube frequently fails, all the previous steps are wasted and seriously affect the yield of the arc tube, so the price cannot be reduced. Furthermore, arc technology allows arc tubes with an output of 150 W or less, but arc tubes with a high output of 250 W or more and several KW or less are not yet commercially applicable. Therefore, advanced techniques for manufacturing such lamps are not widely used.

上記の特許文献の技術的解決法を、参照としてにここに組み込む。   The technical solutions of the above patent documents are incorporated herein by reference.

中国特許第９８１１５６５８．４号明細書Chinese Patent No. 981155658.4 米国特許第６，３１３，５８２号明細書US Pat. No. 6,313,582

従って、石英材料及び透光性多結晶アルミナの利点及び欠点ならびにシーリングに関する問題に対して、本発明は、これらの２つの材料の利点を組み合わせ、これらの２つの材料のそれぞれの欠点を補う新たな発光管を提案する。   Thus, for the advantages and disadvantages of quartz materials and translucent polycrystalline alumina and the problems associated with sealing, the present invention combines the advantages of these two materials to provide a new compensation for the respective disadvantages of these two materials. Propose arc tube.

本発明の目的は、透光性多結晶アルミナ層が石英ガラスまたはバイコール石英ガラスをブロー成形することによって製造された発光管上に適用され、発光管が高温で加熱及び成形されて、溶融石英ガラス及び透光性多結晶アルミナまたはバイコール石英ガラス及び透光性多結晶アルミナからなる複合ＨＩＤ発光管を形成することを特徴とする複合ＨＩＤ発光管を提供することにある。このような複合ＨＩＤ発光管は、封止またはシールの容易性及び高い作動圧力への耐性を含む石英ガラスの利点を維持しつつ、透光性多結晶アルミナがグラウト成形により内部ケーシング上に適用され、発光管の内部チャンバの寸法が精密に制御されるため、発光管の内壁の作動温度が上昇し、ナトリウムの浸透が効果的に防止できる。このような複合ＨＩＤ発光管を使用することによって、通常の多結晶アルミナからなるセラミックメタルハライドランプよりランプ内の膨張圧を２０％〜５０％増加させることができる。従って、発光効率を約２５％向上させることができ、特に、このような複合ＨＩＤ発光管は超高圧水銀放電ランプ（ＵＨＰ）のような光源の発光管の製造に採用して、内壁の高すぎる温度によって引き起こされる内壁の再結晶及び失透に起因して、ＵＨＰの石英ガラス発光管の耐圧性が低下するという問題を効果的に克服することができる。   The object of the present invention is to apply a translucent polycrystalline alumina layer on an arc tube manufactured by blow-molding quartz glass or Vycor quartz glass, the arc tube is heated and molded at high temperature, and fused quartz glass And providing a composite HID arc tube characterized by forming a composite HID arc tube comprising translucent polycrystalline alumina or Vycor quartz glass and translucent polycrystalline alumina. Such a composite HID arc tube has a translucent polycrystalline alumina applied on the inner casing by grouting while maintaining the advantages of quartz glass including ease of sealing or sealing and resistance to high operating pressures. Since the dimension of the inner chamber of the arc tube is precisely controlled, the operating temperature of the inner wall of the arc tube is increased, and sodium permeation can be effectively prevented. By using such a composite HID arc tube, the expansion pressure in the lamp can be increased by 20% to 50% as compared with a conventional ceramic metal halide lamp made of polycrystalline alumina. Therefore, the luminous efficiency can be improved by about 25%. In particular, such a composite HID arc tube is adopted in the manufacture of an arc tube of a light source such as an ultra high pressure mercury discharge lamp (UHP), and the inner wall is too high. Due to the recrystallization and devitrification of the inner wall caused by the temperature, the problem that the pressure resistance of the quartz glass arc tube of UHP is reduced can be effectively overcome.

本発明による複合ＨＩＤ発光管は、放電管と２つの外側に延伸する管とを備え、
前記放電管が、溶融石英ガラスまたはバイコール石英ガラスをブロー成形し、アウターシェル上に透光性多結晶アルミナ層を適用することによって製造されたアウターシェルの形状を成す複合二層シェルであり、
前記外側に延伸する管が、溶融石英ガラスまたはバイコール石英ガラスからなり、多結晶アルミナ層が前記外側に延伸する管のアークチャンバに近接する両端に適用されていることを特徴とする。 The composite HID arc tube according to the present invention comprises a discharge tube and two outwardly extending tubes,
The discharge tube is a composite double-layer shell in the form of an outer shell manufactured by blow molding fused silica glass or Vycor quartz glass and applying a light-transmitting polycrystalline alumina layer on the outer shell;
The outwardly extending tube is made of fused silica glass or Vycor quartz glass, and a polycrystalline alumina layer is applied to both ends adjacent to the arc chamber of the outwardly extending tube.

本発明の１態様によると、上記の複合ＨＩＤ発光管において、放電管のアークチャンバはオリーブまたは楕円の形状である。   According to one aspect of the present invention, in the composite HID arc tube described above, the arc chamber of the discharge tube has an olive or elliptical shape.

本発明の別の態様によると、上記の複合ＨＩＤ発光管において、アークチャンバの内壁及び外側に延伸する管のアークチャンバに近接する３〜８ｍｍの長さを有する部位の内壁に、０．２〜０．５ｍｍの厚さを有する透光性多結晶アルミナ層が均一に適用されている。   According to another aspect of the present invention, in the composite HID arc tube described above, the inner wall of the arc chamber and the inner wall of the portion having a length of 3 to 8 mm adjacent to the arc chamber of the tube extending outward may be 0.2 to A translucent polycrystalline alumina layer having a thickness of 0.5 mm is applied uniformly.

本発明の別の態様によると、上記の複合ＨＩＤ発光管において、外側に延伸する管の各々に２つの異なるシーリング方法が使用される。   According to another aspect of the present invention, in the above composite HID arc tube, two different sealing methods are used for each of the outwardly extending tubes.

本発明のさらに別の態様によると、上記の複合ＨＩＤ発光管において、前記外側に延伸する管の多結晶アルミナ層が適用された領域をシールするためにＡｌ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２の混合物からなるガラスはんだが使用され、石英ガラスからなる前記外側に延伸する管の領域は、炭‐酸素燃焼によって加熱され、加圧下でシールされる。 According to still another aspect of the present invention, in the above composite HID arc tube, Al 2 O 3 , Dy 2 O 3 , SiO to seal a region to which the polycrystalline alumina layer of the outwardly extending tube is applied. A glass solder made of a mixture of the two is used, and the region of the outwardly extending tube made of quartz glass is heated by charcoal-oxygen combustion and sealed under pressure.

さらに、本発明の複合ＨＩＤ発光管において、多結晶アルミナ層は以下の段階によって適用される。耐熱シリカゲルからなる挿入体を放電管のアークチャンバ及び外側に延伸する管に挿入し、シリカゲルからなる挿入体が精緻な内層となるように所定の圧力下の空気を注入し、高純度アルミナ酸化物粉末、少量の接着剤、粒生成阻害剤、及び可塑剤を均一に混合することによって得られるセラミック粉末スラリが内層とアウターシェルとの間の隙間に注入し、グラウト及び成形後、室温で硬化させた後に型を取り外し、次いで５００℃〜６００℃の低温で圧力下で加熱し、１０００℃の中温で予備加熱し、その後、石英ガラス１１が高温の下で変形しないように微細アルミナ酸化物の外型及び内層用スリーブを適用し、真空化、１８００℃で３〜４時間焼成した後、すぐに製品を高温炉から取り出し、強風で冷却する。   Furthermore, in the composite HID arc tube of the present invention, the polycrystalline alumina layer is applied by the following steps. Insert a heat-resistant silica gel insert into the arc tube of the discharge tube and a tube extending outside, and inject air under a predetermined pressure so that the silica gel insert becomes a fine inner layer, and high purity alumina oxide A ceramic powder slurry obtained by uniformly mixing powder, a small amount of adhesive, a grain formation inhibitor, and a plasticizer is poured into the gap between the inner layer and the outer shell, and then cured at room temperature after grouting and molding. After that, the mold is removed, and then heated under pressure at a low temperature of 500 ° C. to 600 ° C., pre-heated at a medium temperature of 1000 ° C., and then the fine alumina oxide is removed so that the quartz glass 11 does not deform under high temperature. After applying the mold and the sleeve for the inner layer, evacuation and baking at 1800 ° C. for 3 to 4 hours, the product is immediately removed from the high temperature furnace and cooled with strong wind.

従来技術と比較して、本発明の効果は有益であり公理的である。特に、低い耐高温性、石英ガラスの容易なナトリウム損失、低い耐圧性、並びに多結晶アルミナのシーリング性の低さと比較して、本発明の複合ＨＩＤ発光管は、成形の容易性、シールの容易性、優れた耐圧性、及び高い作動圧力を有する石英ガラスの利点を維持し、寸法の規格化、耐高温性、及び優れたナトリウム浸透耐性を有する多結晶アルミナ（ＰＣＡ）アークチャンバの利点も有する。従って、本発明の複合ＨＩＤ発光管は作動圧力及び作動温度を高め、電極表面上の液状シリコン膜に起因するナトリウム浸透及び変形を防止し、ＨＩＤ、特にＭＨランプの演色性及び発光効率を向上させ、ランプの寿命を延長させる。   Compared with the prior art, the effect of the present invention is beneficial and axiomatic. In particular, compared with the low high temperature resistance, easy sodium loss of quartz glass, low pressure resistance, and low sealing property of polycrystalline alumina, the composite HID arc tube of the present invention is easy to mold and easy to seal. Maintains the advantages of quartz glass with high performance, excellent pressure resistance, and high operating pressure, and also has the advantages of polycrystalline alumina (PCA) arc chamber with dimensional standardization, high temperature resistance, and excellent sodium penetration resistance . Therefore, the composite HID arc tube of the present invention increases the operating pressure and operating temperature, prevents sodium penetration and deformation due to the liquid silicon film on the electrode surface, and improves the color rendering properties and luminous efficiency of HID, especially MH lamps. Extend the lamp life.

本発明の目的、特徴、及び利点は、実施形態及び関連する図面を用いて詳細に説明される。   The objects, features and advantages of the present invention will be described in detail using embodiments and associated drawings.

本発明の複合ＨＩＤ発光管の概略図である。It is the schematic of the composite HID arc tube of this invention.

図面を参照して以下で本発明を詳細に説明する。   The invention is described in detail below with reference to the drawings.

図１に示されているように、本発明の複合ＨＩＤ発光管は、放電管１と、電極２と、モリブデンリード３と、モリブデン箔４と、モリブデンアウターリード５とを備え、電極２は放電管１のアークチャンバ１３内に配置されており、モリブデンリード３、モリブデン箔４及びモリブデンアウターリード５は電極２に連続して接続されており、該電極は放電管１の２つの端部に外側に向かって延伸する２つの管１４内にそれぞれ配置されている。放電管のアウターシェルは、ブロー成形された溶融石英ガラスまたはバイコール石英ガラス１１からなり、アウターシェル上に透光性多結晶アルミナ層１２を適用して複合２層シェルが形成される。放電管１のアークチャンバ１３の両側の各々には、長くて薄い外側に延伸する管１４が設けられており、透光性多結晶アルミナ層１２は、外側に延伸する管１４のアークチャンバ１３に近接する一端上にも適用されている。電極２、モリブデンリード３、モリブデン箔４、及びモリブデンアウターリード５は、アークチャンバ１３から離れる方向に連続して配置されている。モリブデンリードに対応する外側に延伸する管１４の領域は、多結晶アルミナ１２が適用された領域であり、主にＡｌ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２の混合物からなるガラスはんだ１５がシーリングのために使用される。モリブデン箔４に対応する外側に延伸する管１４の領域は、炭‐酸素燃焼によって加熱され、加圧下でシールされた石英ガラス１１からなる炭層ガラス管の領域である。放電管１は、ランプの種類に応じて、さまざまな種の金属ハロゲン化物、水銀またはその代替物、高純度アルゴン、アルゴン及びネオンの混合ガス、またはキセノンで充填することができる。 As shown in FIG. 1, the composite HID arc tube of the present invention includes a discharge tube 1, an electrode 2, a molybdenum lead 3, a molybdenum foil 4, and a molybdenum outer lead 5, and the electrode 2 is a discharge. Arranged in the arc chamber 13 of the tube 1, the molybdenum lead 3, the molybdenum foil 4 and the molybdenum outer lead 5 are continuously connected to the electrode 2, and the electrode is externally connected to the two ends of the discharge tube 1. Are arranged in two pipes 14 extending toward each other. The outer shell of the discharge tube is made of blown fused silica glass or Vycor quartz glass 11, and a composite bilayer shell is formed by applying a light-transmitting polycrystalline alumina layer 12 on the outer shell. Each of both sides of the arc chamber 13 of the discharge tube 1 is provided with a long and thin tube 14 extending outward, and the light-transmitting polycrystalline alumina layer 12 is placed on the arc chamber 13 of the tube 14 extending outward. It is also applied on the adjacent end. The electrode 2, the molybdenum lead 3, the molybdenum foil 4, and the molybdenum outer lead 5 are continuously arranged in a direction away from the arc chamber 13. The region of the tube 14 extending outward corresponding to the molybdenum lead is a region to which the polycrystalline alumina 12 is applied, and the glass solder 15 mainly composed of a mixture of Al 2 O 3 , Dy 2 O 3 and SiO 2 is sealed. Used for. The region of the tube 14 extending outwardly corresponding to the molybdenum foil 4 is a region of a coal-bed glass tube made of quartz glass 11 heated by charcoal-oxygen combustion and sealed under pressure. Depending on the type of lamp, the discharge tube 1 can be filled with various types of metal halides, mercury or its substitute, high purity argon, a mixed gas of argon and neon, or xenon.

さらには、本発明の複合ＨＩＤ発光管において、放電管１のアークチャンバ１３はオリーブまたは楕円の形状であり、アークチャンバ１３及び外側に延伸する管１４のアークチャンバ１３に近接する３〜８ｍｍの長さの部分の内壁には、透光性多結晶アルミナ１２の層が均一に適用され、該層は０．２〜０．５ｍｍの厚さを有する。   Further, in the composite HID arc tube of the present invention, the arc chamber 13 of the discharge tube 1 has an olive or oval shape, and is 3-8 mm long adjacent to the arc chamber 13 and the arc chamber 13 of the tube 14 extending outward. A layer of translucent polycrystalline alumina 12 is uniformly applied to the inner wall of this portion, and the layer has a thickness of 0.2 to 0.5 mm.

また、本発明の複合ＨＩＤ発光管において、電極２は第１部位及び第２部位が部位によって別々にシールされた部位となるようにシールされる。   In the composite HID arc tube of the present invention, the electrode 2 is sealed so that the first part and the second part are separately sealed by the parts.

さらに、本発明の複合ＨＩＤ発光管において、放電管１のアークチャンバ１３の内壁及び外側に延伸する管１４のアークチャンバ１３に近接する３〜８ｍｍの長さの部分の内壁には、透光性多結晶アルミナ層１２が均一に適用されている。透光性多結晶アルミナ１２を適用する間に、耐熱シリカゲルからなる挿入体が放電管のアークチャンバ１３及び外側に延伸する管１４に挿入され、シリカゲルからなる挿入体が精緻な内層となるように所定の圧力下の空気が注入され、内層と放電管１の溶融石英ガラスまたはバイコール石英ガラスシェル１１との間の隙間にセラミック粉末スラリが注入される。該セラミック粉末スラリは、高純度アルミナ酸化物粉末、少量の接着剤、粒生成阻害剤、及び可塑剤を均一に混合することによって得られる。   Furthermore, in the composite HID arc tube of the present invention, the inner wall of the arc tube 13 of the discharge tube 1 and the inner wall of the portion having a length of 3 to 8 mm adjacent to the arc chamber 13 of the tube 14 extending outward are translucent. A polycrystalline alumina layer 12 is applied uniformly. While applying the translucent polycrystalline alumina 12, an insert made of heat-resistant silica gel is inserted into the arc chamber 13 of the discharge tube and a tube 14 extending outward, so that the insert made of silica gel becomes a fine inner layer. Air under a predetermined pressure is injected, and a ceramic powder slurry is injected into the gap between the inner layer and the fused silica glass or Vycor quartz glass shell 11 of the discharge tube 1. The ceramic powder slurry is obtained by uniformly mixing a high-purity alumina oxide powder, a small amount of adhesive, a grain formation inhibitor, and a plasticizer.

さらに、本発明の複合ＨＩＤ発光管において、アークチャンバ１３の内壁及び外側に延伸する管１４のアークチャンバ１３に近接する３〜８ｍｍの長さの部分の内壁には、透光性多結晶アルミナ層１２が均一に適用されている。注入及び成形の後、室温で硬化させた後に型を取り外し、次いで５００℃〜６００℃の低温で圧力下で加熱し、１０００℃の中温で予備加熱し、その後、石英ガラス１１が高温の下で変形しないように微細アルミナ酸化物の外型及び内層用スリーブを適用する。石英ガラスシェル１１が失透するのを防ぐために、真空化、１８００℃で３〜４時間焼成した後、すぐに製品を高温炉から取り出し、強風で冷却する。   Further, in the composite HID arc tube of the present invention, a translucent polycrystalline alumina layer is formed on the inner wall of the arc chamber 13 and on the inner wall of the portion of the tube 14 extending outwardly in the length of 3 to 8 mm adjacent to the arc chamber 13. 12 is applied uniformly. After injection and molding, the mold is removed after curing at room temperature, then heated under pressure at a low temperature of 500 ° C. to 600 ° C., preheated at a medium temperature of 1000 ° C., after which the quartz glass 11 is heated under high temperature A fine alumina oxide outer mold and an inner layer sleeve are applied to prevent deformation. In order to prevent the quartz glass shell 11 from devitrifying, the product is immediately removed from the high temperature furnace after being evacuated and baked at 1800 ° C. for 3 to 4 hours, and then cooled with strong wind.

さらに、本発明の複合ＨＩＤ発光管において、第１部位及び第２部位が部位によって別々にシールされるように電極２がシールされる。両方の外側に延伸する管１４の１つの部位は、約３〜８ｍｍの長さを有しアークチャンバ１３の一端に近接する第１部位として設計され、両方の外側に延伸する管１４の別の部位は、約１０〜２０ｍｍの長さを有し該第１部位から外側に延伸する第２部位として設計される。アークチャンバ１３の内壁と同様に、外側に延伸する管１４の第１部位の内壁にもまた透光性多結晶アルミナ層１２が適用され、主にＡｌ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２の混合物からなるガラスはんだ１５によってシールされている。第２部位は、石英ガラスまたは改良された石英ガラス１１、例えばバイコール石英ガラスまたはモリブデン耐性ガラスであり、１００〜２００ａｔｍなど超高圧下でのランプの気密性を強化するために、モリブデン箔４を使用して補完的な方法でシールされるかまたは、直接モリブデンバーを使用して非補完的な方法でシールされる。 Furthermore, in the composite HID arc tube of the present invention, the electrode 2 is sealed so that the first part and the second part are separately sealed by the part. One portion of both outwardly extending tubes 14 is designed as a first portion having a length of approximately 3-8 mm and proximate one end of the arc chamber 13, and another portion of both outwardly extending tubes 14. The part is designed as a second part having a length of about 10-20 mm and extending outwardly from the first part. Similar to the inner wall of the arc chamber 13, the translucent polycrystalline alumina layer 12 is also applied to the inner wall of the first portion of the tube 14 extending outward, and mainly Al 2 O 3 , Dy 2 O 3 , SiO 2. It is sealed with a glass solder 15 made of a mixture of The second part is quartz glass or improved quartz glass 11, such as Vycor quartz glass or molybdenum resistant glass, and uses molybdenum foil 4 to enhance the hermeticity of the lamp under ultra high pressure such as 100-200 atm. And then sealed in a complementary manner or directly in a non-complementary manner using molybdenum bars.

図１に示す実施例では、放電管１は楕円形発光管シェル１１を使用することが好ましく、該発光管シェルはブロー成形によって製造される１０ｐｐｍ以下のヒドロキシル基を含有する高純度石英ガラスである。楕円形発光管シェル１１の最大径φは１８．５ｍｍであり、楕円形発光管シェル１１の壁の平均厚さは１．８ｍｍであり、楕円形発光管シェル１１の壁の最も薄い部分の厚さは１．５ｍｍ以上である。透光性多結晶アルミナ（ＰＣＡ）層１２が適用され、楕円形発光管シェル１１内で焼結される。透光性多結晶アルミナ層１２の平均厚さは０．２ｍｍであり、透光性多結晶アルミナ層１２の最も薄い部分の厚さは０．１５ｍｍ以上であり、透光性多結晶アルミナ層１２の最も厚い部分の厚さは０．２５ｍｍ以下である。電極２はトリウム及びタングステンの材料からなるため、優れた放射特性を有する。管壁の負荷Ｗが約２０Ｗ／ｃｍ２、ランプの公称電力が１５０Ｗとなるように、ランプの金属ハロゲン化物充填剤として、ＳｃＩ３−ＣｅＩ３−ＩｎＩ３−ＴｌＩ−ＮａＩが選択される。 In the embodiment shown in FIG. 1, the discharge tube 1 preferably uses an elliptical arc tube shell 11, which is a high purity quartz glass containing 10 ppm or less hydroxyl groups produced by blow molding. . The maximum diameter φ of the elliptical arc tube shell 11 is 18.5 mm, the average thickness of the wall of the elliptical arc tube shell 11 is 1.8 mm, and the thickness of the thinnest part of the wall of the elliptical arc tube shell 11 is The thickness is 1.5 mm or more. A translucent polycrystalline alumina (PCA) layer 12 is applied and sintered in an elliptical arc tube shell 11. The average thickness of the translucent polycrystalline alumina layer 12 is 0.2 mm, the thickness of the thinnest portion of the translucent polycrystalline alumina layer 12 is 0.15 mm or more, and the translucent polycrystalline alumina layer 12 The thickness of the thickest part is 0.25 mm or less. Since the electrode 2 is made of thorium and tungsten materials, it has excellent radiation characteristics. ScI3-CeI3-InI3-TlI-NaI is selected as the metal halide filler for the lamp so that the tube wall load W is about 20 W / cm 2 and the nominal power of the lamp is 150 W.

高周波矩形波電流及び電圧を採用し、定電力を出力する電子安定器とともにランプが使用される場合、試験結果は以下の通りである。初期発光効率は１１０ｌｍ／Ｗ以上であり、平均発光効率は９５ｌｍ／Ｗであり、演色評価数はＲａ≧８５であり、色温度は４２００Ｋであり、寿命は２０，０００時間である。石英スカンジウムナトリウムランプと比較した場合、ランプの寿命における色の一致性が大幅に向上する。   When the lamp is used with an electronic ballast that employs a high frequency rectangular wave current and voltage and outputs constant power, the test results are as follows. The initial luminous efficiency is 110 lm / W or more, the average luminous efficiency is 95 lm / W, the color rendering index is Ra ≧ 85, the color temperature is 4200 K, and the lifetime is 20,000 hours. Compared to quartz scandium sodium lamps, the color consistency in the lamp life is greatly improved.

本発明の実施形態によると、電極を電気的に接続するためにモリブデンリードワイヤ及びモリブデン箔が使用されるが、本発明はモリブデンに限定されず、その他のいかなる適当な金属または合金を代わりに使用することができる。   According to embodiments of the invention, molybdenum lead wires and molybdenum foils are used to electrically connect the electrodes, but the invention is not limited to molybdenum and any other suitable metal or alloy is used instead. can do.

本発明の発光管を使用して、通常ダブルエンドまたはシングルエンドのセラミックメタルハライドランプを製造することができる。ダブルエンドの場合、ランプのアウターシェルの両側には発光管の両側を接続する導電ワイヤが設けられ、ランプのアウターシェルの形状は円筒形または円錐であってよい。シングルエンドの場合、ランプのアウターシェル一側のみに導電ワイヤが設けられ、発光管の両側のリードがそこを通って外部に接続され、ランプのアウターシェルの形状は球形または楕円形であってよい。   The arc tube of the present invention can be used to produce usually double-ended or single-ended ceramic metal halide lamps. In the case of a double end, conductive wires that connect both sides of the arc tube are provided on both sides of the outer shell of the lamp, and the shape of the outer shell of the lamp may be cylindrical or conical. In the case of a single end, a conductive wire is provided only on one side of the outer shell of the lamp, leads on both sides of the arc tube are connected to the outside through the lamp, and the shape of the outer shell of the lamp may be spherical or elliptical. .

前述の特許文献はすべて参照として全体がここに組み込まれる。本発明の原理及びその実施を、例示的実施例を用いて説明したが、前述の実施形態は本発明の方法及びその主要概念の理解を助けるために使用されるものである。本発明の範囲は、特定の実施例の特定の内容に限定されるものではない。当然ながら、当業者であれば、本発明の原理から逸脱することなく様々な発明の修正及び変形を行うことが可能であり、これらの修正及び変形も添付の特許請求の範囲によって限定される範囲に含まれる。   All of the aforementioned patent documents are incorporated herein by reference in their entirety. Although the principles and implementations of the present invention have been described using illustrative examples, the foregoing embodiments are used to help understand the method of the present invention and its key concepts. The scope of the present invention is not limited to the specific contents of the specific embodiments. Of course, those skilled in the art can make various modifications and variations of the invention without departing from the principles of the invention, and these modifications and variations are also limited by the scope of the appended claims. include.

１ 放電管
２ 電極
３ モリブデンリード
４ モリブデン箔
５ モリブデンアウターリード
１１ 石英ガラス
１２ 透光性多結晶アルミナ層
１３ アークチャンバ
１４ 管
１５ ガラスはんだ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Discharge tube 2 Electrode 3 Molybdenum lead 4 Molybdenum foil 5 Molybdenum outer lead 11 Quartz glass 12 Translucent polycrystalline alumina layer 13 Arc chamber 14 Tube 15 Glass solder

Claims (5)

放電管（１）と２つの外側に延伸する管（１４）とを備える複合ＨＩＤ発光管であって、
前記放電管が、溶融石英ガラスまたはバイコール石英ガラスをブロー成形し、アウターシェル上に透光性多結晶アルミナ層（１２）を適用することによって製造されたアウターシェルの形状を成す複合二層シェルであり、
前記外側に延伸する管が、溶融石英ガラスまたはバイコール石英ガラスからなり、多結晶アルミナ層が前記外側に延伸する管のアークチャンバに近接する両端に適用されていることを特徴とする複合ＨＩＤ発光管。 A composite HID arc tube comprising a discharge tube (1) and two outwardly extending tubes (14),
The discharge tube is a composite two-layer shell having the shape of an outer shell manufactured by blow molding fused silica glass or Vycor quartz glass and applying a translucent polycrystalline alumina layer (12) on the outer shell. Yes,
A composite HID arc tube characterized in that the outwardly extending tube is made of fused silica glass or Vycor quartz glass, and a polycrystalline alumina layer is applied to both ends close to the arc chamber of the outwardly extending tube. . 前記発光管の内壁及び前記外側に延伸する管の前記アークチャンバに近接する３〜８ｍｍの長さを有する部位の内壁に、０．２〜０．５ｍｍの厚さを有する透光性多結晶アルミナ層が均一に適用されていることを特徴とする、請求項１に記載の複合ＨＩＤ発光管。   Translucent polycrystalline alumina having a thickness of 0.2 to 0.5 mm on an inner wall of the arc tube and an inner wall of a portion having a length of 3 to 8 mm close to the arc chamber of the tube extending outward The composite HID arc tube of claim 1, wherein the layers are uniformly applied. 前記放電管の前記アークチャンバが、オリーブまたは楕円の形状である、請求項１または２に記載の複合ＨＩＤ発光管。   The composite HID arc tube according to claim 1 or 2, wherein the arc chamber of the discharge tube has an olive or elliptical shape. 前記外側に延伸する管の各々に２つの異なるシーリング方法が使用された、請求項１または２に記載の複合ＨＩＤ発光管。   A composite HID arc tube according to claim 1 or 2, wherein two different sealing methods are used for each of the outwardly extending tubes. 前記外側に延伸する管の各々に２つの異なるシーリング方法が使用された、請求項３に記載の複合ＨＩＤ発光管。   The composite HID arc tube of claim 3, wherein two different sealing methods are used for each of the outwardly extending tubes.
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