JP2013520781A - Hid照明システム - Google Patents
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Abstract
Description
・スペクトルのばらつき
・必要とされる精度
・電極の設計
の問題が存在する。
によって与えられる。ここで、crは半径方向の音速であり、czは長手方向の音速であり、l,m,nはモード指数である。nは長手方向のモードを指し、l及びmは方位角及び半径方向のモードを指し、αlmは第1種ベッセル関数(Jl)の一次導関数のm番目のゼロ点である。
を用いて概算される。ここで、FASはアーク直線化周波数であり、Aは定数であり、cは音速であり、Dはバーナの直径である。cは、水銀を含有するランプの場合、一般に400から500m/sの値である。水銀を含まないランプの場合、この値は圧力及び粘度の関数として増減する。
図3は、アークを直線化する共鳴を測定した結果を示している。
上記容器の形状が既知である場合、例えば図1を参照すると、アークを直線化する共鳴周波数(同次方程式の解)を計算するためにヘルムホルツ方程式を解くことが可能であるが、その相対振幅(ソース項又は励起項を含む非同次方程式の解)を計算するためにヘルムホルツ方程式を解くことも可能である。図4は、直線状のプラズマアークを仮定した2次元回転対称モデルを用いて計算されるARスペクトルを示すグラフである。
・変調振幅=10kHz(電力周波数)
・変調周波数=100kHz
・変調形状=回路の電源のリップルから生じる
・広いスペクトルが、(向きに依存しない放電をもたらす)アークを直線化する共鳴を引き起こすのに役立つ。
・広いスペクトルが、望ましくないARを抑制する(及び従って安定性を高める)のに役立つ。
・(変調から生じるような)広いパワースペクトルにおける周波数の少なくとも1つがアークを直線化する共鳴を標的にしていることを確実にすること
・AS共鳴を標的にするために起動時に単一の周波数掃引を適用すること
で実現され得る。
logh=A/Tcs2+B/Tcs+C+logz
の式を満たすメタルハライドランプである。上記式において、Tcsは、ランプの公称動作中のケルビンで表される放電容器内の最低の最冷スポット温度であり、Tcsは少なくとも1200Kであり、zは0.001と2との間であり、A、B及びCは以下のように規定される。すなわち、
成分 A*10-6 B*10-3 C
LiI -0.51 -5.88 7.16
NaI -1.30 -5.82 6.99
KI -2.51 -3.48 5.66
RbI -2.04 -4.95 6.48
CsI -1.40 -5.72 7.13
MgI2 -1.92 -4.40 8.20
CaI2 -3.45 -5.99 6.83
SrI2 -1.99 -9.33 8.05
BaI2 -2.15 -10.00 8.47
ScI3 -17.70 18.76 0.16
YI3 -7.96 0.43 6.41
LaI3 -4.24 -4.66 6.98
CeI3 -3.15 -7.37 9.36
PrI3 -1.98 -7.86 8.43
NdI3 -4.29 -4.42 6.58
SmI2 -1.62 -11.20 9.71
EuI2 -1.95 -10.50 8.95
GdI3 -9.69 4.26 3.62
TbI3 -9.41 4.09 3.59
DyI3 -11.90 6.42 4.68
HoI3 -9.48 3.15 5.61
ErI3 -12.10 6.54 5.46
TmI3 -3.12 -5.25 7.64
YbI2 -1.33 -10.10 8.45
LuI3 -9.00 3.37 5.38
InI -1.30 -2.02 6.11
TlI -1.36 -2.92 7.01
SnI2 -1.99 -1.14 6.39
ZnI2 -2.58 0.65 5.23
と規定される。
Claims (14)
- イオン化可能な充填物を含む放電空間を囲むセラミック壁を有する閉じた放電容器を含むHIDランプであって、電極を更に含み、前記電極の先端部は前記電極間の放電経路を規定する相互距離(EA)で前記放電空間内に位置し、前記容器は最大内径(di)を有し、前記相互距離と前記最大内径とのアスペクト比(EA/di)が6よりも小さい当該HIDランプと、
前記HIDランプを駆動する共鳴電子ドライバであって、前記ランプに交流電流を供給し、電流周波数を決定する制御デバイスを含む当該共鳴電子ドライバと
を有するHID照明システムであって、
前記ランプは、少なくとも1つのアーク形成音響共鳴周波数及び好ましくない音響共鳴周波数を含む周波数スペクトルを有し、
前記ドライバは、正常動作中、ランプ電流が10kHzから200kHzの範囲内の比較的広いパワースペクトルを有するように前記ランプに周波数変調ランプ電流を供給し、前記パワースペクトルは、前記アーク形成音響共鳴周波数と一致する有効な電力の振幅を含む一方で、前記好ましくない音響共鳴周波数と一致する専ら非有効な電力の振幅を有する、当該HID照明システム。 - 前記パワースペクトルが前記好ましくない音響共鳴周波数を排除している、請求項1記載のHID照明システム。
- 前記アーク形成音響共鳴周波数がアーク直線化音響共鳴周波数であり、前記アークは前記ランプの向きにかかわらず直線形状を有する、請求項1記載のHID照明システム。
- 前記ドライバが共鳴ハーフブリッジを有する、請求項1記載のHID照明システム。
- 前記周波数変調ランプ電流の変調が周波数掃引を含む及び/又は前記変調が正弦波形状の関数に従って行われる、請求項1記載のHID照明システム。
- 前記ドライバは整流電源により電力を供給され、前記周波数変調ランプ電流の変調は、前記整流電源のリップルが低い時は電流周波数が低く、リップルが高い時は電流周波数が高いようにリップルと同期して行われる、請求項1記載のHID照明システム。
- 前記アスペクト比が3よりも小さい、請求項1記載のHID照明システム。
- 前記アスペクト比が1から3の間である、請求項1記載のHID照明システム。
- 前記ランプがメタルハライドランプであり、前記放電空間が不活性ガス及び塩を含み、前記塩は、好ましくは、ハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化タリウム並びにジスプロシウム、ホルミウム及びツリウムの1つ又はそれ以上のハロゲン化物を有し、より好ましくは、前記塩は、ナトリウム、タリウム並びにジスプロシウム、ホルミウム及びツリウムの少なくとも1つのヨウ化物を有する、請求項1記載のHID照明システム。
- 前記不活性ガスがキセノンを有する、請求項9記載のHID照明システム。
- 前記塩がタングステンのサイクルを可能にする、請求項9記載のHID照明システム。
- 前記塩が、NaI、TlI、CaI2及びXのヨウ化物を有するイオン化可能な塩であり、Xは、La、Sc、Y及び希土類金属を有する群から選択される1つ又はそれ以上の元素である、請求項9記載のHID照明システム。
- 前記ランプはメタルハライドランプであり、前記イオン化可能なガス充填物は、LiI、NaI、KI、RbI、CsI、MgI2、CaI2、SrI2、BaI2、ScI3、YI3、LaI3、CeI3、PrI3、NdI3、SmI2、EuI2、GdI3、TbI3、DyI3、HoI3、ErI3、TmI3、YbI2、LuI3、InI、TlI、SnI2及びZnI2よりなる群から選択される1つ又はそれ以上の成分を有し、μg/cm3で表される前記放電容器内の各成分の濃度hが
logh=A/Tcs2+B/Tcs+C+logz
の式を満たし、Tcsは、前記ランプの公称動作中のケルビンで表される前記放電容器内の最低の最冷スポット温度であり、Tcsは少なくとも1200Kであり、zは0.001と2との間であり、A、B及びCは以下のように、すなわち、
成分 A*10-6 B*10-3 C
LiI -0.51 -5.88 7.16
NaI -1.30 -5.82 6.99
KI -2.51 -3.48 5.66
RbI -2.04 -4.95 6.48
CsI -1.40 -5.72 7.13
MgI2 -1.92 -4.40 8.20
CaI2 -3.45 -5.99 6.83
SrI2 -1.99 -9.33 8.05
BaI2 -2.15 -10.00 8.47
ScI3 -17.70 18.76 0.16
YI3 -7.96 0.43 6.41
LaI3 -4.24 -4.66 6.98
CeI3 -3.15 -7.37 9.36
PrI3 -1.98 -7.86 8.43
NdI3 -4.29 -4.42 6.58
SmI2 -1.62 -11.20 9.71
EuI2 -1.95 -10.50 8.95
GdI3 -9.69 4.26 3.62
TbI3 -9.41 4.09 3.59
DyI3 -11.90 6.42 4.68
HoI3 -9.48 3.15 5.61
ErI3 -12.10 6.54 5.46
TmI3 -3.12 -5.25 7.64
YbI2 -1.33 -10.10 8.45
LuI3 -9.00 3.37 5.38
InI -1.30 -2.02 6.11
TlI -1.36 -2.92 7.01
SnI2 -1.99 -1.14 6.39
ZnI2 -2.58 0.65 5.23
と規定される、請求項1記載のHID照明システム。 - 光を生成する方法であって、
イオン化可能な充填物を含む放電空間を囲むセラミック壁を有する閉じた放電容器を含み、電極を更に含み、前記電極の先端部は前記電極間の放電経路を規定する相互距離(EA)で前記放電空間内に位置し、前記容器は最大内径(di)を有し、前記相互距離と前記最大内径とのアスペクト比(EA/di)が6よりも小さいHIDランプを与えるステップであって、前記ランプは、少なくとも1つのアーク形成音響共鳴周波数及び好ましくない音響共鳴周波数を含む周波数スペクトルを有する当該ステップ
を有するとともに、
電流周波数が10kHzから200kHzの範囲内に設定された交流電流を前記ランプに与えるステップと、
パワースペクトルを低減及び拡大する前記ランプに入力される電力の周波数変調を行うステップであって、結果として得られるパワースペクトルが、アークの形成、好ましくはアークの直線化を実現するために前記アーク形成音響共鳴周波数と一致する有効な電力の振幅を含む一方で、結果として得られるパワースペクトルが、好ましくない音響共鳴の誘発を回避するために前記好ましくない音響共鳴周波数と一致する専ら非有効な電力の振幅を有する当該ステップと
を有する、当該方法。
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