JP5041269B2 - メタルハライドランプ - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１種の不活性ガス、水銀を含有し、少なくとも１種のハロゲンを有するイオン化可能な封入物を有し、その封入物が金属としてＴｌ、Ｃｓ及び希土類を含むメタルハライドランプに関する。本発明は、特に昼光と同様の光源色を有するランプ用の封入物を扱う。

昼光と同様の光源色を達成するために、メタルハライド放電ランプは一般にタリウムを含有する。例えば、ＵＳ−Ａ６，１０７，７４２号は、Ｃｓ、Ｔｌといった金属及びＤｙ、Ｔｍ、Ｈｏのような希土類を含むメタルハライド封入物を含有し、昼光と同様の光源色を有するランプを記載している。

しかしながら、ＵＳ−Ａ２００３１８４２３１号は、Ｖ及びＭｎのハロゲン化物を含有するメタルハライドランプ用の封入物を開示している。その封入物は、更にＣｓ、Ｔｌといった金属及びＤｙ、Ｔｍ、Ｈｏのような希土類を含む金属ハロゲン化物を含有することがある。Ｎａに代えてＭｎが使用されている。この目的は色温度を下げることである。

最後に、ＤＥ−Ａ３５１２７５７号は、Ｖ_５Ｓｉ_３のような金属ケイ化物を含有するメタルハライドランプ用の封入物を開示している。該封入物は、更に、希土類又はＳｃのハロゲン化物並びに相応の希土類のオキシハロゲン化物及び／又はＳｃの酸化物を含有する。この場合に、そのケイ化物はハロゲンゲッターとしてはたらく。

ＵＳ−Ａ２００４２５３８９７号は、両口金形の外管バルブを有し、それが放電容器の一部のみを包囲しているメタルハライドランプを開示している。
ＵＳ−Ａ６，１０７，７４２号 ＵＳ−Ａ２００３１８４２３１号 ＤＥ−Ａ３５１２７５７号 ＵＳ−Ａ２００４２５３８９７号

本発明の課題は、少なくとも１種の不活性ガス、水銀を含有し、少なくとも１種のハロゲンを有するイオン化可能な封入物を有し、その封入物が金属としてＴｌ、Ｃｓ及び希土類を含むメタルハライド放電ランプ用のメタルハライド封入物であって、外管バルブの特定の条件に適合された封入物を提供することである。

前記課題は、少なくとも１種の不活性ガス、水銀を含有し、少なくとも１種のハロゲンを有するイオン化可能な封入物を有し、その封入物が金属としてＴｌ、Ｃｓ及び希土類を含むメタルハライドランプであって、該封入物が付加的にＶハロゲン化物を含むことを特徴とするメタルハライドランプによって解決される。特に有利な構成を従属形式請求項に示す。

本発明は、Ｃｓ、Ｔｌ及び希土類に加えてＶのハロゲン化物を用いたメタルハライド封入物を使用している。更なるハロゲン化物に関する他の成分は使用しない。使用されるハロゲンはヨウ素及び／又は臭素である。Ｍｎを使用しないのは、色温度を低下させる必要がなく、その反対に、少なくとも５０００Ｋの高い色温度を目指す傾向にあるためである。この目標からして、色温度は主として希土類によって与えられる。

石英ガラスから作製された放電容器をもってメタルハライドランプを製造する場合に、外管バルブが放電容器を部分的にのみ包囲する新規の外管バルブの設計を用いることによって相当の費用削減が達成できることが判明した。ガス封入物は外管バルブ中で使用される。しかしながら、これは、放電容器についての温度バランスに変化をもたらす。Ｃｓ、Ｔｌ及び希土類の金属ハロゲン化物を含む封入物が今まで慣用であったが、該封入物はこれらの条件下に緑の色合いを非常に強く有する。

バナジウムハロゲン化物を正確に計量して添加することで、前記問題が対処される。この場合に、０．１〜２．５ｍｇの希土類ハロゲン化物を放電容器の容積１ｍｌあたりに含有する封入物が使用される。０．２〜２．０ｍｇ／ｍｌの値が好ましい。好適な希土類は、特にＤｙ、Ｈｏ及びＴｍの単独又はその組合せである。Ｄｙ単独が特に好ましい。

希土類とバナジウムとのモル比は、１．５〜３０、特に２〜２０であることが望ましい。両方の変動要素は三価なので、前記範囲は関連の金属ハロゲン化物にも該当する。該封入物は、有利には臭素より多くのヨウ素を含有する。特に、ヨウ素単独が使用され、その際、臭素の含有率はモル表示で多くて１０％である。

希土類についての絶対封入量が限度を超えると、色温度は非常に低くなる。封入物中の希土類量が絶対限度を下回ると、色温度は非常に高くなる。

希土類とＶとのモル比が限度を超えると、色座標のｙ成分が非常に高くなり、そして色座標は非常に強く緑の色合いを有する。希土類とＶとのモル比が下限を下回ると、光束は非常に低くなる。

本封入物は、少なくとも１００Ｗの定格電力を有する比較的高いワット数のランプに特に適している。本封入物は、４００Ｗまでの比較的高い定格電力を有するランプにも特に適している。

以下の文章は、幾つかの例示的な態様に基づいて本発明をより詳細に説明することを意図したものである。

図１は、両側にピンチを有するメタルハライドランプ１の側面図を示す。石英ガラスから作製され、たる形に設計された放電容器２は、２つの電極３及びメタルハライド封入物を収容している。バルブ端部はピンチ４によって封止されており、その中に箔５が埋設されている。溶融封止も封止目的に適している。これらの箔は外部給電線６に接続されている。外部給電線６は、管状スリーブ７内に案内されており、一体式栓部９のソケット８で終端している。その栓部は鋼製又は他の耐熱金属製の一体部品で製造されており、接触子として円板１０を有し、かつセンタリング手段及び保持手段として逆鉤１１を有する。放電容器の膨らんだ部分は、外管バルブ１２によって部分的に包囲されており、そのバルブはピンチ４とスリーブ７との間の移行領域に（１３）巻かれている。

外管バルブ１２はそれを一周する窪み１４を有するので、金属製の弾性支持バンド１５は外管バルブの内表面に沿って広がっている。その支持バンドは、必要に応じて、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｖ、Ｃｏのようなゲッタ材料を含有してよい。これらの材料は、酸素、水素のような種々の物質又はそのようなものを吸収するために使用される。外管バルブは、窒素、別の不活性ガスで充填されていても、又は真空であってもよい。

もう一つの例示的な態様では、Ｎ_２及び／又はＣＯ_２とＮｅとの外管バルブガス混合物を用いて、点弧特性が改善され、その場合には、全圧は２００〜９００ミリバールである。前記の場合に、バーナ中で用いられる出発ガスは、Ｎｅ−Ａｒ、Ｎｅ−Ｋｒ又はＮｅ−Ａｒ−Ｋｒのペニング混合物である。特に、３００ミリバール〜９００ミリバールの全圧を有するＮ_２／Ｎｅ又はＣＯ_２／Ｎｅの外管バルブガス混合物を用いて、実用寿命を通して良好な点弧特性が維持される。前記の場合にＮｅは２５〜６０％をもたらす。

図２は、図１に示される例示的な態様による１００時間の点灯時間後の１５０Ｗランプのスペクトルを示し、その放電容器は１５ｍｇのＨｇと第１表中に示されるメタルハライド封入物を含有する。外管バルブ中の封入物はアルゴンである。

該ランプは、希土類としてＤｙ単独を使用する。Ｔｍ及びＨｏを添加して良好な結果も得られたのは、Ｄｙが優勢的に５０％より高い割合で使用された場合である。

図３は、実用寿命の関数としての図１のランプの光束ＬＦの変化（図３ａ、曲線ａ）と色温度Ｔｎの変化（図３ｂ、曲線ｂ）を示している。両方の特性的変動要素は、少なくとも６０００時間の実用寿命まで極めて安定である。

第１表は、昼光用封入物を有する２５０Ｗランプと４００Ｗランプに関連する更なる例示的な態様を示している。両方の場合において、その封入物は、１５０Ｗの例示的な態様に類似した組成を有する。光束と色温度の相応のプロフィールを、ｂ）２５０Ｗの例示的な態様及びｃ）４００Ｗの例示的な態様についての曲線として図３ａと図３ｂにプロットしている。

第１表

図１は、本発明によるメタルハライドランプを示している 図２は、本ランプのスペクトルを示している 図３は、本ランプの寿命経過中の色温度と光束の変化を示している

符号の説明

１ メタルハライドランプ、 ２ 放電容器、 ３ 電極、 ４ ピンチ、 ５ 箔、 ６ 外部給電線、 ７ 管状スリーブ、 ８ ソケット、 ９ 一体式栓部、 １０ 円板、 １１ 逆鉤、 １２ 外管バルブ、 １３ 移行領域、 １４ 窪み、 １５ 弾性支持バンド

Claims (8)

1. 少なくとも１種の不活性ガスと、水銀と、金属ハロゲン化物とを含有する封入物であって、少なくとも１種のハロゲンを有するイオン化可能な封入物を有し、その封入物が、前記の金属ハロゲン化物のための金属としてＴｌ、Ｃｓ及び希土類を含んでいる、メタルハライドランプであって、
   該封入物が付加的にＶハロゲン化物を含んでおり、
   該封入物の金属が、Ｔｌ、Ｃｓ及びＶ、並びに、Ｄｙ、Ｈｏ及びＴｍの群からの希土類からなり、
   希土類Ｄｙ、Ｈｏ及びＴｍの群からの少なくとも１種のハロゲン化物が使用され、
   該封入物が、放電容器のバルブ容積１ｍｌあたり０．１〜２．５ｍｇの希土類のハロゲン化物を含有し、
   希土類のバナジウムに対するモル比が、１．５〜３０であり、かつ、
   前記ランプの色温度が、昼光と同様の光源色に該当して、少なくとも５０００Ｋである、
   ことを特徴とする、メタルハライドランプ。
2. Ｄｙ、Ｈｏ及びＴｍの群からの希土類として、Ｄｙを単独で又は優勢的に５０％より高いモル割合で使用することを特徴とする、請求項１記載のメタルハライドランプ。
3. ハロゲン化物を形成させるためのハロゲンとして、ヨウ素及び／又は臭素を用いることを特徴とする、請求項１記載のメタルハライドランプ。
4. ハロゲンとして、ヨウ素と一緒に、多くても１０モル％の臭素を用いることを特徴とする、請求項３記載のメタルハライドランプ。
5. 希土類のバナジウムに対するモル比が、２〜２０であることを特徴とする、請求項１記載のメタルハライドランプ。
6. 請求項１記載のメタルハライドランプであって、該ランプが、さらに、硬質ガラス又は石英ガラスから作製された外管バルブを備え、前記放電容器が、石英ガラスから作製されているとともに、その中に２つの電極を有し、該電極が封止中に保持されており、かつ、外管バルブが特に封止で固定されていることを特徴とする、メタルハライドランプ。
7. 放電容器と外管バルブとの間の空間がガス封入物を含有することを特徴とする、請求項６記載のメタルハライドランプ。
8. ガス封入物が、単独又は組合せとして２００〜９００ミリバールのＮ_２又は希ガス又はＣＯ_２からなることを特徴とする、請求項７記載のメタルハライドランプ。

Images