JP5400761B2 - 整形されたセラミック放電ベッセルを含むものであるメタルハライドランプ - Google Patents

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Description

発明の分野
本発明は、セラミック放電ベッセル(容器)、特に整形されたセラミック放電ベッセル、を含むものであるメタルハライドランプに関係する。
発明の背景
メタルハライドランプは、当技術において知られたものであると共に、実例については、EP0215524及びWO2006/046175に記載されたものである。このようなランプは、高い圧力で動作すると共に、実例については、NaI(ナトリウムのヨウ化物)、TlI(タリウムのヨウ化物)、CaI(カルシウムのヨウ化物)、及び/又はREIのイオン化可能な気体の充填物を含むものであるバーナー(放電電球)又はセラミック放電ベッセルを有する。REIは、希土類のヨウ化物を指す。メタルハライドランプ用の特徴的な希土類のヨウ化物は、CeI、PrI、NdI、DyI、及びLuIである。
メタルハライドランプ用の大部分の今日の放電ベッセルは、実例についてはDE20205707に記載されたような、球状の形状、実例についてはEP0215524若しくはWO2006/046175に記載されたような、円柱状の形状、又は、実例についてはEP0841687(US5,936,351)に記載されたような、延ばされた球状の形状、を有する。より後者の文書は、円柱状の中央の部分及び二個の半球状の末端の部品によって構成された高圧の放電ランプ用のセラミック放電ベッセルを記載するが、それにおいて中央の部分の長さは、末端の部品の半径と比べてより小さい又はそれに等しいものである。これの方式では、放電ベッセルの恒温は、改善されたものである。
発明の概要
これらの先行の技術のメタルハライドランプ又はセラミック放電メタルハライドランプ(CDMランプ)は、それらのルーメン維持が、望まれたものであるであろうものと比べてより少ないものであるという欠点の一個の又はより多いものを有する。別の欠点は、約90又はより多いものの値を備えた、CRIとしてもまた知られた、共通して使用された一般的な演色性評価数Ra、及び、約110lm/W又はより多いものというような高い効力の手段によって指し示された、高い演色性、の組み合わせが、簡単に可能性のあるものであることのようにみえるものではないというものであることがある。色のスペクトルの赤色の部分についての特に重要な及びR9によって指し示された、九個の標準的な色についての演色性は、負のものであることさえあることができるところの、非常に低い値で一般に非常に乏しいものである。特にそれらが、約150W又はより多いものの相対的に高い電力で動作させられたものであるとき、そのような先行の技術のランプは、ときどき、それらが、ユニバーサルなバーニング(点灯させること)、即ち、ユニバーサルな位置においてバーニング、について適格とされたものではないものであるというさらなる欠点を有すると共に、従って、実例についてはバーナー(放電電球)の爆発に帰着することがあるところの、バーナー又はそれの突出するものである末端のプラグにおけるクラックを予防することの為においてバーナー(放電ベッセル)の鉛直な配置においてのみ、動作させられたものであることができる。
欧州特許出願公開第0215524号明細書 国際公開第2006/046175号パンフレット 独国特許出願公開第20205707号明細書 欧州特許出願公開題0841687号明細書 米国特許第5,936,351号明細書
当該発明の目的は、好ましくはさらにより上に記載された欠点の一個の又はより多いものを事前に除去するところの代替のメタルハライドランプを提供することというものである。
これの目的のために、当該発明は、セラミック放電ベッセル(容器)を含むものであるメタルハライドランプを提供するが、それにおいて、放電ベッセルは、イオン化可能な充填物を備えた放電空間を囲むものである壁を有すると共に、放電空間が、さらに、相互のものと向かい側に配置された及びランプの動作の間において電極の先端の間に放電アークを定義するために配置された電極の先端を有するものである電極を囲むものであると共に、放電ベッセルが、主軸及び長さL1(より外側の長さ)、最も大きいより内側の直径d1及び最も大きいより外側の直径d2を備えた回転楕円体様の形状を有するものであると共にさらに半径r3を備えた曲率を備えた曲げられた端を有するものであると共に、それにおいて、アスペクト比L1/d2は、1.1≦L1/d2≦2.2であると共に、第一の形状パラメーターr3/d2は、0.7≦r3/d2≦1.1である。
これのランプは、それが、相対的に高い電力で、例.約150Wと比べてより多いもので、動作させられたものであることができるという利点を有する。さらには、ランプは、相対的に高い効力を有する;115lm/Wを超えるものの効力は、これらの高い電力の値で可能性のあるものである。その上、ランプは、水平に及び鉛直に動作させられたものであることができる、即ち、それは、ユニバーサルなバーニング(点灯させること)について適格とされたものであることができる。それは、また、ランプが、当技術の現状のランプと比較された際にそれの寿命の間に放電ベッセルにおいてクラックを形成することに対してより少なくしがちであるものであることがみえてくるものである。実例については、(請求された範囲の外側にあるものであるところの)0.5の形状パラメーターを有するものであるランプが、使用されたものであるとき、クラックは、高い電力の値で放電ベッセルの壁においてしばしば観察されたものである。同様に、大きい形状パラメーターを有するものであるランプの放電ベッセルは、しばしば、クラックを示す。しかしながら、当該発明に従ったランプの放電ベッセルは、高い効力及びユニバーサルなバーニングのみならず、ランプの動作の間における高い電力を許容するものである一方で安定性を提供するところの形状を有する。
好適にされた実施形態において、電極の先端は、相互のものの距離L3に配置されたものであると共に、第二の空間パラメーター、L3/L1、は、0.4≦L3/L1≦0.7の範囲にあるものである。クラックの形成が、これの範囲の外側で増加するのに対して、これの範囲内において、安定な放電ベッセル(動作)は、見出されたものである。
具体的な実施形態において、放電ベッセルは、さらに、最も少ないときで前記電極の部分を取り巻くところの突出するものである末端のプラグを含む。
好適にされた実施形態において、イオン化可能な充填物は、NaI、TlI、CaI、及びX−ヨウ化物を含むが、それにおいて、Xは、希土類の金属、スカンジウム、及びイットリウムを含むものである群より選択された一個の又はより多い元素である。特に当該発明に従ったそのような充填物を有するものであるランプは、良好な光学的な性質及び維持を示す。
なおも別の好適にされた実施形態において、放電空間の充填物は、また、高い相関させられた色温度(CCT)を備えたランプを得ることのために特別に有用なものであるところの、Mn及びInより選択された一個の又はより多いハロゲン化物を含む。よって、実施形態において、イオン化可能な充填物は、さらに、Mn及びInのものからなるものである群より選択された一個の又はより多いハロゲン化物、特別にMn及び/又はInのヨウ化物、を含む。
図1は、概略的に、放電ベッセルの詳細無しに、側面の立面図において当該発明に従ったランプの一般的な実施形態を描く。 図2は、概略的に、ここに記載されたような(一定のスケールで描かれたものではない)整形された放電ベッセル有りの、側面の立面図において当該発明に従ったランプの一般的な実施形態を描く。 図3は、概略的に、より詳細なものにおいて、(一定のスケールで描かれたものではない)当該発明の実施形態に従ったものにおけるランプの整形された放電ベッセルを示す。 図4は、概略的に、(一定のスケールで描かれたものではない)アスペクト比及び形状パラメーターの関数として複数の整形された放電ベッセルを描く。
図面の手短な記載
当該発明の実施形態は、それらにおいて対応するものである参照記号が対応するものである部分を指し示すところの付随するものである概略的な図面:
図1は、概略的に、放電ベッセルの詳細無しに、側面の立面図において当該発明に従ったランプの一般的な実施形態を描く;
図2は、概略的に、ここに記載されたような(一定のスケールで描かれたものではない)整形された放電ベッセル有りの、側面の立面図において当該発明に従ったランプの一般的な実施形態を描く;
図3は、概略的に、より詳細なものにおいて、(一定のスケールで描かれたものではない)当該発明の実施形態に従ったものにおけるランプの整形された放電ベッセルを示す;及び
図4は、概略的に、(一定のスケールで描かれたものではない)アスペクト比及び形状パラメーターの関数として複数の整形された放電ベッセルを描く;
への参照と共に、例の方式によってのみ、今記載されたものであることになる。
実施形態の記載
ランプの一般的な記載
メタルハライドランプ又はセラミック放電メタル(CDM)ハライドランプは、一般的に知られたものである。そのようなメタルハライドランプの実施形態は、図1に概略的に描かれたものである。一般的なものにおいては、ここで参照数字25によって表記された、メタルハライドランプは、より外側のエンベロープ105によってクリアランスと共に取り巻かれた及びキセノン(Xe)又はアルゴン(Ar)というような、不活性な気体、及びイオン化可能な塩、を含むものである充填物を有するものである放電空間22を囲むところの(内部の表面12及び外部の表面13を備えた、図2を見ること)、並びに、上記された放電空間22に配置された二個の電極4及び5を備えた、セラミックの壁又はベッセルの壁30を有するものである放電ベッセル1を含む。放電ベッセル1は、一方の末端にランプキャップ2が提供されたものであるところのより外側のバルブ又はより外側のエンベロープ105によって取り巻かれたものである。より外側のエンベロープ105は、真空又は窒素というような不活性な基体で充填されたものであることがある。動作において、放電は、電極4及び5の間に延びる。電極4は、電流を導く導体8を介してランプキャップ2の第一の電気的な接触を形成するものである部分へ接続されたものである。電極5は、電流を導く導体9を介してランプキャップ2の第二の電気的な接触を形成するものである部分へ接続されたものである。
概略的な図1から4までにおいて、放電ベッセル1は、さらに、各々が、一方の側における、及び、各々が、それぞれ、最も少ないときで電極4、5の部分を囲むために配置された、突出するものである末端のプラグ34、35を含む。しかしながら、当該発明は、また、そのような突出するものである末端のプラグ34、35を含むものではないところの放電ベッセル1へ適用可能なものである(またより下を見ること)。
これの記載及び請求項において、セラミックの壁30は、実例については、サファイア又は密に焼結させられた多結晶質のAlというような金属の酸化物、及び、金属の窒化物、実例については、AlN、の壁及びの両方を意味することが理解されたものである。当技術の状態に従った、これらのセラミックは、半透明な放電ベッセルの壁30を形成するために良好に適合させられたものである。
図2は、より詳細なものでランプの好適にされた実施形態を示す。整形された放電ベッセル1は、概略的に描かれたものである。示されたランプは、真実のスケールで描かれたのではないものである。図2は、電極が、ランプの動作の間におけるそれらの間の放電の経路を定義するというようなもののために相互の間を空けるものを有するものである電極の先端4b、5bを有することを示す。実施形態において、各々の電極4、5は、放電ベッセル1に入るものである電流を導く導体20、21によって支持されたものである。電流を導く導体20、21は、好ましくは、実例については、Mo−Alのサーメット、というようなハロゲン化物に耐久性のある材料で作られた第一の部分、及び、実例については、ニオブ、で作られた第二の部分のものからなる。ニオブは、これの材料が、放電ベッセル1のものに対応するものである熱的な膨張の係数を有すると共にランプ25からの漏れを予防するという理由のために、選抜されたものである。他の可能性のある構築は、実例については(ここに参照によって組み込まれた、それにおいてMoのコイルからロッドまでの構成は、記載されたものである)EP0587238から、知られたものである。電流を導く導体は、シール10で突出するものである末端のプラグ34,35の中へとシールされたものであることがある。
イオン化可能な充填物の一般的な記載
イオン化可能な充填物は、一般的には、(塩の混合物を包含するものである)塩を含む。当該発明において使用されたイオン化可能な充填物は、好ましくは、Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、In、Tl、Sn、Mn、及びZnのヨウ化物を含むものである群より選択された一個の又はより多い構成成分、特にLiI、NaI、KI、RbI、CsI、MgI、CaI、SrI、BaI、ScI、YI、LaI、CeI、PrI、NdI、SmI、EuI、GdI、TbI、DyI、HoI、ErI、TmI、YbI、LuI、InI、TlI、SnI、MnI、及びZnIを含むものである群より選択された一個の又はより多い構成成分、を含む。さらには、放電空間22は、一般的には、当技術において知られたような、Hg(水銀)及びAr(アルゴン)又はXe(キセノン)というようなスターターガスを含有するものである。当該発明に従ったランプの好適にされた実施形態において、放電ベッセル1は、さらに、水銀(Hg)を含有する。代替の実施形態において、放電ベッセル1は、水銀の無いものである、即ち、充填物の分量は、有るものであるところの水銀の分量を計算に入れるものではない。水銀は、当技術において熟練した者に知られた分量で放電ベッセル1へ投与されたものである。
イオン化可能な充填物は、好ましくは、NaI、TlI、CaI、及びX−ヨウ化物を含むが、それにおいて、Xは、希土類の金属、イットリウム、及びスカンジウムを含むものである群より選択された一個の又はより多い元素である。Xは、このように、単一の元素によって又は二個の又はより多い元素の混合物によって形成されたものであることができる。単純さのために、用語“希土類”及び“X”は、Sc及びYを包含する。
Xは、好ましくは、Sc、Y、La、Ce、Pr、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、及びNdを含むものである群より選択されたものである。より好ましくは、Xは、Ce、Pr、及びNdを含むものである群より選択されたものである。一個の実施形態において、Xは、Dyである。別の実施形態において、Xは、Ceである。元素Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Na、Tl、Ca、及びIは、それぞれ、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、ナトリウム、タリウム、カルシウム、及びヨウ素を表象する。よって、X−ヨウ化物は、また、複数の異なるヨウ化物を包含することがある。さらなる実施形態において、イオン化可能な充填物は、さらに、マンガン及び/又はインジウムの、ハロゲン化物、特にヨウ化物、を含む(またより下をみること)。
当該発明に従ったランプ25の好適にされた実施形態において、Xは、合計の分量の希土類であると共に、モルの百分率の比X−ヨウ化物/(NaI+TlI+CaI+X−ヨウ化物(+自由選択でMnI及び/又はInI))は、最大で10%までの0%より上にある、特に0.5から7%までの範囲における、より特定しては、1から6%までの範囲における、ものである。Xの過剰に低い分量では、実験は、電極が、満足に動作するために過剰に高い温度の値に到達することがあることを立証してきたものである。指し示された最大より上のXの分量で、それは、ランプの動作の間に放電ベッセル1においてW−ハロゲン化物サイクルを維持することがより多く困難なものになる。
合計の量の(Sc及びYを包含するものである)希土類であるものであるXで、モルの百分率の比CaI/(NaI+TlI+CaI+X−ヨウ化物(+自由選択でMnI及び/又はInI))は、好ましくは、10から95%までの範囲にあるものである。当該発明に従ったランプの別の好適にされた実施形態において、NaI、TiI、CaI、及びX−ヨウ化物(+自由選択でMnI及び/又はInI)の分量は、0.001から0.5g/cmまでの範囲にある、特に0.005から0.3g/cmまでの範囲にある、ものである。放電ベッセルの体積は、ランプの電力に依存するものであるが、特に、1.0及び10.0cmの間の範囲にわたる。イオン化可能な気体の充填物の特徴的な分量は、約5から50mgまでの塩の用量である。
それの安定な公称の動作の間で3500Kより上の色温度(CCT)で光を放出するところのランプを有するために、当該発明に従ったランプの好適にされた実施形態の充填物は、また、Mn及びInより選択された一個の又はより多いハロゲン化物を含む。Mn及び/又はInのハロゲン化物の追加で、ランプによって放出された光の色の点は、x、y座標を有するものであるCIEの色の三角形のx軸に沿って主として調節されたものであることができる。
充填物におけるTlのハロゲン化物の分量を変動させることは、y軸に沿った色の点の調節に主要な影響力を有する。これの点において、安定な公称の動作は、ランプ25が、それが設計されたものであるところの電力及び電圧で動作させられたものであることを意味することが理解されたものである。ランプ25の設計された電力は、公称の又は関係付けられた電力のように称されたものである。ここに定義されたような壁の負荷は、自由選択の突出するものである末端のプラグ34、35を排除するものである外部の壁13の表面によって分割されたランプの電力である。当該発明のランプ25の表面13における放電ベッセルの壁の特徴的な壁の負荷は、約18から30W/cmまでの範囲にある、特に約20から28W/cmまでの範囲にある、ものである。内部の壁の表面12における負荷は、一般的に、約25から35W/cmまでの範囲にあるものである。
好適にされた充填物は、ここに参照によって組み込まれたものであるところの、WO2005/088675に記載されたものである。
整形された放電ベッセル
当該発明のランプ25の放電ベッセルは、今、詳細に記載されたものであることになる。突出するものである末端のプラグ34、35というような自由選択の特徴を包含するものである、好適にされた実施形態は、(一定のスケールで描かれたものではない)図3に概略的に描かれたものである。図3は、イオン化可能な充填物を含有するものである放電空間22を囲むところのセラミックの壁30を有するものであるメタルハライドランプ25の放電ベッセル1の実施形態を示す。相互の距離L3における先端4b、5bを備えた、二個の、実例については、タングステンの電極4、5は、放電ベッセル1において位置させられたものである。これの概略的に描かれた実施形態において、放電ベッセル1は、セラミックの突出するものである末端のプラグ34、35の手段によって閉じられたものであると共に、狭い介在するものである空間を備えた放電ベッセル1において位置決めされた電極4、5に接続された電流を導く導体20、21を囲むと共に、放電空間22から遠隔の末端における溶融するものであるセラミックのジョイント又はシーリング10の手段によって気密な様式においてこれらの導体20、21に接続されたものである(またより下をみること)。しかしながら、当該発明は、図3に描かれた実施形態に限定されたのではないものである、実例については、また図4をみること。より下の放電ベッセル1の記載は、最初に、当該発明のランプ25の整形された放電ベッセル1の一般的な態様に集中すると共に、そして、いくつかの好適にされた実施形態を扱う。
放電ベッセル1は、イオン化可能な充填物を備えた放電空間22を囲むものである壁30を有する。放電空間は、電極の先端4b、5bを備えた電極4、5を囲む。
放電ベッセル1は、主軸60及びより外側の長さL1、最も大きいより内側の直径d1及び最も大きいより外側の直径d2を備えた回転楕円体様の形状を有する。さらには、放電ベッセル1は、曲げられた端114、115及び曲げられた端114、115のところにおける(又はそれらの中における)開口部54、55を有する。これらの開口部54、55は、電極4、5を取り巻くために配置されたものである。曲げられた端114、115は、半径r3を備えた曲率を有する。当該発明のランプの整形された放電ベッセル1は、アスペクト比AR=L1/d2及び第一の形状パラメーターSP=r3/d2によって定義されたものである。
回転楕円体は、当技術において知られたものであると共にそれの主軸の一つのまわりに楕円を回転させることによって得られたものである。当該発明の放電ベッセル1は、回転楕円体様の形状、より特定しては、扁長の回転楕円体様の形状(即ち、ラグビーボールと同様の形状)、を有する。扁長の回転楕円体は、参照数字60によってここに表記された、主軸、及び、参照数字61によってここに表記された、短軸を有する;主軸60は、短軸61と比べてより大きいものである。
図4は、概略的に、ここに記載されたようなアスペクト比及び形状パラメーターの値の内のもの及びそれらの外側のものの両方の、複数の可能性のある放電ベッセルの構築を描く。用語“回転楕円体様の形状”は、当該発明のランプ25の放電ベッセル1が、低いアスペクト比AR及び第一の形状パラメーターSPの小さい値において球状のものに近い形状を有することがあるという理由のために、使用されたものである。中間のアスペクト比及び第一の形状パラメーターの値において、放電ベッセル1は、実質的に、回転楕円体の形状を有する。アスペクト比ARが、特に約1.5より上のところまで、さらに増加するとき、放電ベッセル1は、中央の円柱状の部分を有するものである回転楕円体によって特徴付けられたものであることができる。図4において、これは、低いアスペクト比及び低い形状パラメーターで(実質的に)不在のものであることがあるがしかし特に相対的に高いアスペクト比で有るものであるところの円柱状の中間の部分116によって指し示されたものである。よって、当該発明のランプの放電ベッセルは、球状の形状に近いものから葉巻様の形状まで変動するものである形状を有する。これらの形状は、“回転楕円体様の形状”としてここに指し示されたものである。
放電ベッセル1が、回転楕円体様の形状を有するので、これは、また、球状のものに近い形状を有するものである放電ベッセル1が、曲げられた端114、115にわたって実質的に一定のものであるところの半径r3を有することを暗示する。しかしながら、放電ベッセル1が、球状のものに近いものからはずれるものである形状及びより多く回転楕円体と同様のものであるところの形状を有するとき、半径r3は、いくつかの実施形態において曲げられた端114、115にわたって変動することがある。従って、半径r3は、また、平均的な半径r3として指し示されたものであることがある。そして、当技術において熟練した者に明りょうなものであることになるように、平均的な曲率1/r3は、曲げられた部分の輪郭に沿って局所的な曲率を積分すること及び曲率が積分されたものであるところの輪郭の長さで割り算することによって導出されたものであることができる。
当該発明のランプ25の放電ベッセル1は、主軸60のまわりに実質的に対称的なものである。明りょうさのために、座標系は、図3に描かれたものであるが、それにおいて、主軸60は、y軸に沿って延びると共に、短軸61は、y軸に対して垂直な、z軸に沿って延びる。放電ベッセル1は、主軸60のまわりに本質的に回転的に対称的なものである。さらには、放電ベッセル1を通じた縦方向の軸100は、描かれたものである。主軸60は、これの縦方向の軸の部分と一致する。自由選択の突出するものである末端のプラグ34及び35(より上のもの及びより下のものを見ること)は、また、放電ベッセルの縦方向の軸100のまわりに(及びこのように事実において主軸60のまわりにもまた)回転的に対称的なものである。
放電ベッセルは、最も大きい内部の半径r1、即ち、主軸60からベッセルの壁30の内部の表面12までの垂線の長さ、及び、最も大きい外部の半径r2、即ち、主軸60からベッセルの壁30の外部の表面13までの垂線の長さ、を有する。よって、放電ベッセル1は、r2−r1に等しいものであるところの壁の厚さw1を有する。厚さw1は、好ましくは、放電ベッセルの壁30のいたるところで実質的に等しいものである。放電ベッセル1は、好ましくは、0.5から2mmまで、より好ましくは約0.8から1.2mmまで、の範囲における壁の厚さw1を有する。図3に指し示されたように、放電ベッセル1は、また、最も大きいより内側の直径d1、即ち、主軸60に対する垂線に沿って測定された、内部の表面12から向かい側の内部の表面までベッセルの最も大きい直径、を有する。これのより内側の直径d1は、放電ベッセル1内に短軸61の長さに等しいものである。さらには、放電ベッセル1は、最大のより外側の直径d2を有する。より外側の直径d2は、短軸61の長さに等しいものである。当技術において熟練した者に明りょうなものであることになるように、(d1+d2)/2=w1である。
最も大きい直径d2を備えた放電ベッセル1の部分又は領域は、中間の領域116として指し示されたものである。事実において、当該発明の放電ベッセル1は、二個の曲げられた部分又は、実例については、円柱状のものであることがあるところの中間の領域116が見出されたものであるところの曲げられた端114、115として考慮されたものであることができる。これらの領域又は部分114、115、及び116は、単純さのために指し示されたものであるのみである。
放電ベッセル1の端114及び115は、曲げられたものである。図において、突出するものである末端のプラグ34及び35が、これらの端に接続されたものであることを留意すること。突出するものである末端のプラグは、自由選択ものであると共に、より下に記載されたものであることになる。これらの曲げられた端は、半径r3を備えたある一定の曲率(又は平均的な曲率)を有する(より上のものを見ること)。放電ベッセルが、それの主軸60のまわりに回転的に対称的なもの、及び好ましくはそれの短軸61まわりに対称的なもの、であるので、これらの曲げられた端114、115の曲率は、主軸60及び短軸61の交点(頂点)からの各々の側で同じものである。ベッセル1は、1.1≦L1/d2≦2.2であるところのAR=L1/d2及び0.7≦r3/d2≦1.1であるところの第一の形状パラメーターSP=r3/d2によって特徴付けられたものである。
曲げられた端114及び115は、最も少ないときで部分的に電極4及び5を囲む又はそれらを取り巻くために配置されたものであるところの開口部54及び55を有する。電極4、5又はより精密には電流を導く導体20、21が、放電ベッセルの壁30に対して直接的に焼結させられたものであることがあるが、しかしまた、突出するものである末端のプラグ34、35の中へと部分的に統合されたものであることがあることを留意すること。さらには、電流を導く導体20、21は、また、それぞれ、突出するものである末端のプラグ34、35の中へと直接的に焼結させられた、又は、シール10で突出するものである末端のプラグ34、35の中へとシールされた、ものであることがある。いずれにしても、電流を導く導体20、21は、真空気密な様式で放電ベッセル1に配置されたものである。
電極4、5は、最も少ないときで電極の部分を取り巻くところの開口部54及び55を介して放電ベッセル1に入る。開口部54、55の間における相互の距離、又は、主軸60の一方の側から主軸60の他方の側までの距離は、放電ベッセル1の長さL1(又はより外側の長さL1)として指し示されたものである。よって、長さL1は、主軸60の長さに等しいものであると共に、直径d2は、短軸61の長さに等しいものである。電極4、5は、相互の距離L3に配置されたものであるところの電極の先端4b及び5bを有する。これの距離は、しばしば、また、ED又はEAとして指し示されたものである。電極4、5が、主軸60に沿って放電ベッセル1に位置させられたものであることを留意すること。
当該発明は、このように、イオン化可能な充填物を備えた放電空間22を囲むものである壁30を有するところのセラミック放電ベッセル1を含むものであるメタルハライドランプ25を提供するが、放電空間22が、さらに、各々が他のものの向かい側に配置された電極の先端4b、5bを有するものであると共にランプ25の動作の間において電極の先端4b、5bの間における放電アークを定義するために配置された電極4、5を囲むものであると共に、放電ベッセル1が、主軸60及び長さL1、最も大きいより内側の直径d1及び最も大きいより外側の直径d2を備えた回転楕円体様の形状を有するものであると共にさらに曲げられた端114、115及び曲げられた端114、115における開口部54、55を有するものであるが、それら開口部54、55は、電極4、5又は電流を導く導体20、21を取り囲むために配置されたものであると共に、曲げられた端114、115は、曲率r3を有するが、それにおいて、アスペクト比AR=L1/d2は、1.1≦L1/d2≦2.2であると共に第一の形状パラメーターSP=r3/d2は、0.7≦r3/d2≦1.1である。
アスペクト比AR及び第一の形状パラメーターSPの関連として、及び、特により上に記載されたような好適にされたイオン化可能な充填物(即ち、NaI、TlI、CaI、及びX−ヨウ化物、並びに自由選択でMnI及び/又はInI)を使用するものであるとき、それは、これらの形状の条件の下で使用されたランプ25が、優れた光学的な性質、維持、効力、及びユニバーサルなバーニングを有することがみえるようなものである。
第一の形状パラメーターSP及びアスペクト比ARのより大きい又はより小さい値では、ランプの破損に至るものである、クラックは、しばしば、見出されたものである。相対的に低い効力は、約1.0に近いアスペクト比ARが使用されたものであるところのいくつかの場合に見出されたものである。実例については0.5、の形状パラメーターSPが、使用されたものであるところの他の場合には、クラックは、しばしば、特に高い電力の値で、放電ベッセルの壁において観察されたものである。効力は、L1/d2のより低い値で低減されたものである。破損の危険度は、L1/d2のより高い値で増加する。形状パラメーターr3/d2が、過剰に低い又は過剰に高いものであるとすれば、破損の危険度は、また増加することになる。よって、それは、特により上に定義されたような放電ベッセル1の条件の下で、当該発明のランプ25が、高い効力、ユニバーサルなバーニングの位置における良好な維持、及び良好な光学的な性質(CRI(演色性)、R9、及び色温度CCT、についての相対的に高い値)、及び長い寿命の利点を有することがみえるようなものである。動作(見積もられた電力における安定な動作)の間における最も少ないときで110lm/Wの効力は、及び、最も少ないときで115lm/Wの効力(見積もられた電力における安定な動作)さえも、当該発明のランプ25について得られたものであることができる。
0.75≦r3/d2≦0.9の第一の形状パラメーター及び/又は1.3≦L1/d2≦1.7のアスペクト比を備えたランプ25は、効力、演色性、及び長い寿命の見地から特に好都合なものである。
約20Wから約1000W又はより多いものまでの範囲にわたるものであるいずれの適切な値の公称の電力をも備えたランプは、作られたものであることができる。100Wと比べてより多いもの、好ましくは、ユニバーサルなバーニングの位置について適格となるところの150Wと比べてより多いもの(1000Wまでの又はそれと比べてより多いものさえも)、のワット数を備えたランプは、好ましくは、作られたものである。よって、より大きい電力の値が、また可能性のあるものであるとはいえ、ランプ25の見積もられた電力は、100Wと比べてより大きいもの、好ましくは約150W又はより多いもののオーダーのもの、好ましくは150Wから1000Wまでの範囲におけるもの、であることがある。特徴的なワット数は、実例いついては、150W、210W、315W、400W、600W、及び1000Wである。
その上、それは、電極の先端4b、5bの間における距離L3並びに放電ベッセル1の長さL1の比が、都合良くは、0.4から0.7までの範囲にあるものであることがみえるようなものである。これの方式では、放電ベッセルの壁30、特にそれの内部の表面12、までの電極(先端)の距離は、クラックの形成が、予防された又は低減されたものであるというように、十分なものである。よって、第二の空間パラメーターSPPとして指し示された、比L3/L1は、好ましくは、0.4≦L3/L1≦0.7である。第二の空間パラメーターSPP=L3/L1が、約0.4と比べてより小さいものであるとすれば、ランプの効力は、過剰に低いものになることになると共に、第二の空間パラメーターが、0.7より上にあるものであるとすれば、電極の先端4b、5bは、放電ベッセル1のクラッキングに至るところの、壁30に過剰に近いものまでくることがある。
好ましくは適用されたものであるところの、具体的な変形において、放電ベッセル1は、さらに、図2から4までに概略的に描かれたような、突出するものである末端のプラグ34,35を含む。放電ベッセルの壁30と一緒に、これらの突出するものである末端のプラグ34、35は、一個の本体を構成することがある。突出するものである末端のプラグ34,35は、縦方向の軸100のまわりに回転的に対称的なものであると共に、それぞれ、電流を導く導体20、21を囲むために配置されたものである。導体20、21は、シール10の手段によって突出するものである末端のプラグ34、35の中へとシールされたものであることがある、又は、シール10を形成するために別個のシーリング材料を使用すること無しにプラグ34、35の中へと直接的にシールされたものであることがある。突出するものである末端のプラグは、それぞれ、より内側の直径d6、d7及びより外側の直径d4、d5を有する。さらには、突出するものである末端のプラグ34、35は、好ましくは実質的にセラミック放電ベッセルの壁30の壁の幅w1に等しいものであるところの壁の幅w2を有する。プラグ34、35は、それぞれ、好ましくは実質的に等しいものであるところの、長さL4、L5を有する。よって、一個の実施形態において、曲げられた端114、115における開口部54、55は、(特に、突出するものである末端のプラグ34、35が使用されたものであるとき)電極4、5を取り巻くために配置されたものであることがあると共に、別の実施形態において、それらは、電流を導く導体20、21を取り巻くために配置されたものであることがある。
端114、115の末端で、放電ベッセル1の壁30は、突出するものである末端のプラグ34、3の方向において、半径r3を備えた曲率とは異なるものであるところのさらなる曲率を有することがある。これの曲率は、半径r4として指し示されたものである。これの曲げられた部分は、一般的に、曲げられた端114、115のマイナーな部分のみである。曲率半径r4は、一般的に、約0.5から3.0mmまで、好ましくは1.0から2.0mmまで、のオーダーのものである。
当該発明は、また、乗り物のヘッドランプにおいて使用されたものであるためのメタルハライドランプ25に及び当該発明に従ったランプ25を含むものであるヘッドランプに関係する。

大きい数の実験的なランプは、作られたものであった。これらの判定規準の外側のアスペクト比及び形状パラメーターを有するものである放電ベッセルのみならず、ここに記載された及びより上に記載された判定規準を充足するものである放電ベッセル1を備えたいくつかの例及び比較的な例は、作られた及び測定されたものであった。表1における放電ベッセルの寸法、表2に従った充填物、及び表3に与えられた結果を備えた、作られたものであったところのランプの概観は、与えられたものである。
表1 実験的なランプの放電ベッセル(バーナー)の設計
Figure 0005400761
表2 実験的なランプの充填物
Figure 0005400761
表3 実験的なランプの結果
Figure 0005400761
これらのデータは、当該発明に従ったものではない放電ベッセル8、9、及び10が、破損(クラックなど)を示す又は相対的に低い効力を有するのに対して、より上に定義されたような放電ベッセル1を備えた当該発明に従ったランプ25、即ち、ランプ1−7、11−12が、優れた性質を有することを示す。ランプ10は、EP0841687(SP約0.5)に記載されたランプに類似のものである。当該発明に従った全てのランプは、60又はより多いもののR9を有する。
より上に述べられた実施形態が、当該発明を限定するよりもむしろそれを例証すること、及び、当技術において熟練した者が、添付された請求項の範囲から逸脱すること無しに多数の代替の実施形態を設計することができるものであることになることは、留意されたことであるべきである。請求項において、括弧の間に置かれたいずれの参照符号も、請求項を限定するものであるように解釈されたのではないものであるとする。動詞“を含む”の使用及びそれの語形変化は、請求項に陳述されたものと比べて他の要素又はステップの有ることを排除するものではない。要素に先行するものである冠詞“ある”は、複数のそのような要素の有ることを排除するものではない。当該発明は、数個の明確な要素を含むものであるハードウェアの手段によって、及び、適切にプログラムされたコンピューターの手段によって、実施されたものであることがある。数個の手段を数え上げるものであるデバイスの請求項において、これらの手段の数個は、ハードウェアの一個の及び同じアイテムによって具現化されたものであることがある。ある一定の尺度が、相互に異なる従属の請求項において具陳されたものであるという単なる事実は、これらの尺度の組み合わせが、有利に使用されたものであることができないことを指し示すものではない。
[付記]
付記(1):
セラミック放電ベッセルを含むものであるメタルハライドランプにおいて、
前記放電ベッセルは、イオン化可能な充填物を備えた放電空間を囲むものである壁を有すると共に、
前記放電空間が、さらに、相互のものと向かい側に配置された及び前記ランプの動作の間において前記電極の先端の間に放電アークを定義するために配置された電極の先端を有するものである電極を囲むものであると共に、
前記放電ベッセルが、主軸及び長さL1、最も大きいより内側の直径d1及び最も大きいより外側の直径d2を備えた回転楕円体様の形状を有するものであると共にさらに半径r3を備えた曲率を備えた曲げられた端を有するものであると共に、
アスペクト比L1/d2は、1.1≦L1/d2≦2.2であると共に、
第一の形状パラメーターr3/d2は、0.7≦r3/d2≦1.1である、
メタルハライドランプ。
付記(2):
付記(1)に従ったメタルハライドランプにおいて、
前記電極の先端は、相互のものの距離L3に配置されたものであると共に、0.4≦L3/L1≦0.7である、
メタルハライドランプ。
付記(3):
先行するものである付記のいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
前記形状パラメーターは、0.75≦r3/d2≦0.9である、
メタルハライドランプ。
付記(4):
先行するものである付記のいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
前記アスペクト比は、1.3≦L1/d2≦1.7である、
メタルハライドランプ。
付記(5):
先行するものである付記のいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
前記放電ベッセルは、0.5から2mmまでの範囲における壁の厚さ(w1)を有する、
メタルハライドランプ。
付記(6):
先行するものである付記のいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
見積もられた電力は、最も少ないときで150Wである、
メタルハライドランプ。
付記(7):
先行するものである付記のいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
前記放電ベッセルは、さらに、最も少ないときで前記電極の部分を取り巻くところの突出するものである末端のプラグを含む、
メタルハライドランプ。
付記(8):
先行するものである付記のいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
前記イオン化可能な充填物は、NaI、TlI、CaI 、及びX−ヨウ化物を含むと共に、Xは、希土類の金属、スカンジウム、及びイットリウムを含むものである群より選択された一個の又はより多い元素である、
メタルハライドランプ。
付記(9):
付記(8)に従ったメタルハライドランプにおいて、
Xは、Sc、Y、La、Ce、Pr、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、及びNdを含むものである群より選択された一個の又はより多い元素である、
メタルハライドランプ。
付記(10):
付記(8)又は(9)に従ったメタルハライドランプにおいて、
Xは、Ce、Pr、及びNdを含むものである群より選択された一個の又はより多い元素である、
メタルハライドランプ。
付記(11):
付記(8)から(10)までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
前記イオン化可能な充填物は、さらに、Mn及びInのものからなるものである群より選択された一個の又はより多いハロゲン化物を含む、
メタルハライドランプ。
付記(12):
付記(8)から(11)までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
モルの百分率の比X−ヨウ化物/(NaI+TlI+CaI +X−ヨウ化物(+自由選択でMnI 及び/又はInI))は、0から10%までの範囲に、特に0.5から7%までの範囲に、より特定しては1から6%までの範囲に、あるものである、
メタルハライドランプ。
付記(13):
付記(8)から(12)までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
モルの百分率の比CaI /(NaI+TlI+CaI +X−ヨウ化物(+自由選択でMnI 及び/又はInI))は、10から95%までの範囲にあるものである、
メタルハライドランプ。
付記(14):
付記(8)から(13)までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
前記放電ベッセルにおけるNaI、TlI、CaI 、及びX−ヨウ化物(+自由選択でMnI 及び/又はInI)の量は、0.001から0.5g/cm までの範囲に、特に0.025から0.3g/cm までの範囲に、あるものである、
メタルハライドランプ。
付記(15):
動作の間において最も少ないときで115lm/Wの効力を有するものである、付記(8)から(14)までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプ。
付記(16):
3500Kより上の相関させられた色温度CCTで動作の間において光を放出するものである、付記(8)から(15)までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
前記放電空間の充填物は、また、Mn及びInより選択された一個の又はより多いハロゲン化物を含む、
メタルハライドランプ。
付記(17):
付記(8)から(16)までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
前記ランプは、18から30W/cm までの壁の負荷を有する、
メタルハライドランプ。

Claims (16)

  1. セラミック放電ベッセルを具備するものであるメタルハライドランプにおいて、
    前記放電ベッセルは、イオン化可能な充填物を備えた放電空間を囲むものである壁を有すると共に、
    前記放電空間が、さらに、相互のものと向かい側に配置された及び前記ランプの動作の間において電極の先端の間に放電アークを定義するために配置された電極の先端を有するものである電極を囲むものであると共に、
    前記放電ベッセルが、主軸及び長さL1、最も大きいより内側の直径d1及び最も大きいより外側の直径d2を備えた回転楕円体様の形状を有するものであると共にさらに平均的な曲率半径r3を備えた曲率を備えた曲げられた端を有するものであると共に、
    前記曲率の中心は、前記放電空間内に位置させられたものであると共に、
    アスペクト比L1/d2は、1.1≦L1/d2≦2.2であると共に、
    第一の形状パラメーターr3/d2は、0.75≦r3/d2≦0.9である、
    メタルハライドランプ。
  2. 請求項1に従ったメタルハライドランプにおいて、
    前記電極の先端は、相互のものの距離L3に配置されたものであると共に、0.4≦L3/L1≦0.7である、
    メタルハライドランプ。
  3. 請求項1及び2のいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
    前記アスペクト比は、1.3≦L1/d2≦1.7である、
    メタルハライドランプ。
  4. 請求項1から3までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
    前記放電ベッセルは、0.5から2mmまでの範囲における壁の厚さ(w1)を有する、
    メタルハライドランプ。
  5. 請求項1から4までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
    定格された電力は、最も少ないもので150Wである、
    メタルハライドランプ。
  6. 請求項1から5までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
    前記放電ベッセルは、さらに、最も少ないもので前記電極の部分を取り巻くところの突出するものである末端のプラグを具備する、
    メタルハライドランプ。
  7. 請求項1から6までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
    前記イオン化可能な充填物は、NaI、TlI、CaI、及びX−ヨウ化物を具備すると共に、Xは、希土類の金属、スカンジウム、及びイットリウムを具備するものである群より選択された一個の又はより多い元素である、
    メタルハライドランプ。
  8. 請求項7に従ったメタルハライドランプにおいて、
    Xは、Sc、Y、La、Ce、Pr、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、及びNdを具備するものである群より選択された一個の又はより多い元素である、
    メタルハライドランプ。
  9. 請求項7又は8に従ったメタルハライドランプにおいて、
    Xは、Ce、Pr、及びNdを具備するものである群より選択された一個の又はより多い元素である、
    メタルハライドランプ。
  10. 請求項7から9までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
    前記イオン化可能な充填物は、さらに、Mn及びInのものからなるものである群より選択された一個の又はより多いハロゲン化物を具備する、
    メタルハライドランプ。
  11. 請求項7から10までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
    モルの百分率の比X−ヨウ化物/(NaI+TlI+CaI+X−ヨウ化物(+自由選択でMnI及び/又はInI))は、0から10%までの範囲にあるものである、
    メタルハライドランプ。
  12. 請求項7から11までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
    モルの百分率の比CaI/(NaI+TlI+CaI+X−ヨウ化物(+自由選択でMnI及び/又はInI))は、10から95%までの範囲にあるものである、
    メタルハライドランプ。
  13. 請求項7から12までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
    前記放電ベッセルにおけるNaI、TlI、CaI、及びX−ヨウ化物(+自由選択でMnI及び/又はInI)の量は、0.001から0.5g/cmまでの範囲にあるものである、
    メタルハライドランプ。
  14. 請求項7から13までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプであって、
    動作の間において最も少ないもので115lm/Wの効力を有するものである、
    メタルハライドランプ。
  15. 請求項7から14までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプであって、
    3500Kより上の相関させられた色温度CCTでの動作の間において光を放出するものであると共に、
    前記放電空間の充填物は、また、Mn及びInより選択された一個の又はより多いハロゲン化物を具備する、
    メタルハライドランプ。
  16. 請求項7から15までのいずれかの一つに従ったメタルハライドランプにおいて、
    前記ランプは、18から30W/cmまでの壁の負荷を有する、
    メタルハライドランプ。
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