JP2014056833A - 改善された放電容器を備える放電ランプ - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は、容易に製造することができ、低い電力での動作に良く適したランプを提供することにある。
【解決手段】
本発明の目的は、放電容器20を備え、石英材料の放電容器壁30により囲まれた放電空間22内に電極24が突出し、放電空間20が水銀を含まないハロゲン化金属組成物及び希ガスの充填物を有する、高圧ガス放電ランプ10であって、更に、前記放電容器の周囲に設けられた外囲体18を有し、該外囲体18が密封され且つガスで充填され、放電容器20が、1.7〜2.4mmの内径を持ち、放電空間22が、12〜20mm3の容積を持ち、公称電力が、15W乃至30Wの間にあり、前記ハロゲン化金属組成物が、少なくともナトリウム及びスカンジウムのハロゲン化物を有する、高圧ガス放電ランプ10により解決される。
【選択図】図1
Description
ネオン 0.120W/(mK)
酸素 0.076W/(mK)
空気 0.068W/(mK)
窒素 0.066W/(mK)
アルゴン 0.045W/(mK)
キセノン 0.014W/(mK)
[放電空間の充填]
− ハロゲン化金属の量:特にはナトリウム及びスカンジウムの強く光を放出するハロゲン化物の全量を増加させることにより、アーク効率ηは上昇される。
− ハロゲン化金属組成物:
− 亜鉛及びインジウムのハロゲン化物等の二次的ハロゲン化物とは対照的に、ナトリウム及びスカンジウムのハロゲン化物等の強く光を放出するハロゲン化物の量を増加させることにより、アーク効率は上昇される。最適には、当該ハロゲン化金属組成物はナトリウム及びスカンジウムのハロゲン化物のみからなるものとする。
− ナトリウム及びスカンジウムのハロゲン化物を持つハロゲン化金属においては、アーク効率ηは、ハロゲン化ナトリウムとハロゲン化スカンジウムとの質量比を約1.0なる最適値の近くに選定することにより上昇される。
− 希ガス圧力:好ましくはキセノンである希ガスの圧力を上昇させることにより、アーク効率は上昇される。
[熱的対策:"最零点"温度の上昇]
− 放電容器が一層小さくされると、"最零点(coldest spot)温度が上昇され、高効率ηに貢献する"。このように、放電容器の一層小さな内径は高効率ηにつながり得る。
− 低減された壁厚により達成され得る外径の低減は、熱放射を減少させ、かくして、"最零点"温度及び効率ηを上昇させる。
− 所望の低熱伝達係数λ/d2を得るための、外囲体(外球)を設けることによる当該放電容器の断熱:
− 放電容器から一層大きな距離d2に外球を設けることにより、熱移送は制限され、結果として効率が上昇される。
− 外囲体内に、アルゴン、更に一層好ましくはキセノン等の低熱伝導度λを持つガス充填物を設けることにより、上記熱移送は更に低減され得る。
[ランプ例1(25W)]
放電容器: 円筒状内側形状
円筒状外側形状
電極: 棒状
電極径: 230μm
電極間距離d: 4.2mm(光学的に及び実際に)
内径d1 : 2.0mm
外径(d1+2*w1): 4.5mm
放電容器容積: 16μl
壁厚w1: 1.25mm
外球内径: 6.7mm
外球外径: 8.7mm
外球壁厚w2: 1mm
外球距離d2: 1.1mm
外球充填物: 空気
熱伝達係数: λ/d2、800℃で測定されて6.18W(m2K)
キセノン圧(25℃で): 15bar
ハロゲン化物組成物: 98μgのNaI、98μgのScI3、4μgのThI4
ハロゲン化物の総量: 200μg
放電空間のmm3当たりの
ハロゲン化物の量: 12.5μg/μl
NaI/ScI3の質量比: 1.0
Claims (14)
- 石英材料から形成される放電容器壁により囲まれた密封された内部放電空間を設ける放電容器と、
前記放電空間内に突出する少なくとも2つの電極と、
を有する高圧ガス放電ランプであって、
前記放電空間は少なくとも希ガスとハロゲン化金属組成物との充填物を有し、該充填物は実質的に水銀を含まず、
前記ハロゲン化金属組成物は少なくともナトリウム及びスカンジウムのハロゲン化物を有し、該ナトリウム及びスカンジウムのハロゲン化物の質量比は0.9〜1.5であり、
前記放電容器壁は、少なくとも前記電極の間の領域において、外側及び内側が円筒形状である、
高圧ガス放電ランプ。 - 前記放電空間が12〜20mm3の容積を持つ請求項1に記載の放電ランプ。
- 前記放電容器が1.7〜2.4mmの内径を持つ請求項1又は請求項2に記載の放電ランプ。
- 前記ランプが、45分の動作の後のバーンインされた状態において、25Wの電力における定常動作において85lm/W以上の効率を有する請求項1ないし3の何れか一項に記載の放電ランプ。
- 前記ランプが、前記放電容器の周囲に設けられ外囲体を更に有し、該外囲体が密封され且つガスで充填されている請求項1ないし4の何れか一項に記載の放電ランプ。
- 前記放電容器が、1.0〜1.5mmの壁厚を有する請求項1ないし5の何れか一項に記載の放電ランプ。
- 前記放電空間が、該放電空間の容積のμl当たり6〜19μgの前記ハロゲン化金属組成物を有する請求項1ないし6の何れか一項に記載の放電ランプ。
- 前記ハロゲン化金属組成物が、少なくとも90重量%のナトリウム及びスカンジウムのハロゲン化物を有する請求項1ないし7の何れか一項に記載の放電ランプ。
- 前記ハロゲン化金属組成物が、実質的にNaI、ScI3及びThI4からなる請求項8に記載の放電ランプ。
- 前記放電空間内の前記希ガスが、10〜18barなる低温圧力で設けられたキセノンである請求項1ないし9の何れか一項に記載の放電ランプ。
- 前記外囲体が、熱伝達係数λ/d2が6.5〜226W/(m2K)となるように、距離d2に配置されると共に充填ガスにより充填され、ここで、λは800℃で測定された前記充填ガスの熱伝導率であり、d2が前記外囲体と前記放電容器との間の距離である請求項1ないし10の何れか一項に記載の放電ランプ。
- 高圧ガス放電ランプを製造する方法において、
− 石英材料の円筒状チューブを設けるステップと、
− 前記チューブを少なくとも2つの離れた部分において加熱し、これら部分の各々に溝を、これら溝の間に放電空間が画定されるように形成するステップと、
− 前記チューブ内に少なくとも2つの電極を、前記放電空間内に突出するように挿入するステップと、
− 前記放電空間を、少なくとも希ガス及びハロゲン化金属組成物からなると共に実質的に水銀を含まない充填物により充填するステップと、
− 前記チューブを加熱及びピンチ加工して、前記放電空間を密封するステップと、
を有し、これらステップが、前記放電空間が少なくとも前記電極の間の領域において外側及び内側が円筒状の形状を維持するように球体形成工程なしに実行される方法。 - 前記ハロゲン化金属組成物が少なくともナトリウム及びスカンジウムのハロゲン化物を有し、該ナトリウム及びスカンジウムのハロゲン化物の質量比が0.9〜1.5である請求項12に記載の方法。
- 前記放電容器の周囲に密封された外囲体を形成するステップを更に有する請求項12又は請求項13に記載の方法。
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