JPH01149359A - 高圧ナトリウム放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、長さしにわたって少なくとも実質的に一定な
内径φと実質的に一定な壁厚ｄとを有し且つ電極がそれ
等の先端を互に対向して相対距離りでその中に配設され
た細長いセラーミック放電容器をそなえ、各電極は関係
の電流供給導体に接続され、これ等電流供給導体は放電
容器の端近くで外部に導かれ、ランプは動作時少なくと
も２２５０　Ｋの色温度を有する光を放射する、最大で
５０Ｗの公称電力を有する高圧ナトリウム放電ランプに
関するものである。

このようなランプは英国特許明細古巣２．０８３，２８
１号より知られている。「セラミック放電容器」という
言葉は、単結晶金属酸化物（例えばサファイア）または
多結晶金属酸化物（例えば、緻密に焼結された酸化アル
ミニウム、緻密に焼結されたアルミニウムーイツトリウ
ム−ガーネット）より成る壁を有する放電容器を意味す
るものと理解され度い。この公知のランプは白熱ランプ
に代えて使用することができる。このランプは、動作時
に、色温度Ｔｃが２２５０　Ｋ≦Ｔｃ≦２７５０　Ｋに
相当しまた一般用カラーインデックス（ｇｅｎｅｒａｌ
　ｃｏｌｏｒ　１ｎｄｅｘ）　Ｒａが、Ｒａ≧６０に相
当する「白色光」を出す。高圧放電ランプの光が「白」
と呼ばれる色三角形の領域は、座標（ｘ、ｙ）：（０，
４６８；０．４３０）　、（０，５１０；０．４３０）
、（０，４８５；０．３９０）および（０，４４５；０
．３９０）を有する点を通る直線によって限界される。

一般用カラーインデックスＲａ≧７５の値に基づく更に
厳密な規準は、直線ｘ＝０．４６８　、ｘ＝０．４９０
　、ｙ＝０．４０８およびｙ＝０．４２５で取囲まれた
色三角形の領域に相当する。

この種のランプは、寿命が長く効率が著しく高いので白
熱ランプに取って代るのに適している。

白熱ランプに取って代ったランプが反射照明器具に用い
られる場合は、放電容器の壁を通して見た放電アークの
光学寸法が、置き代えられた白熱ランプのらせんフィラ
メントの寸法と少なくとも実質的に同じであることが必
要である。公知のランプの放電アークの寸法が更に小さ
くなると、このことは、この種のランプの効率が低減し
或はランプが過負荷になってそのため寿命が短かくなる
という欠点を有する。

本発明の目的は、効率を維持しながら、所定の色温度と
所定の電力において公知のランプの放電アークよりも小
さな寸法を有する、冒頭記載の種類のランプを得ること
にある。

本発明は、冒頭記載のランプにおいて、Ｄ／Ｌ≦０．５
、（φ＋ｄ　）　＜２．５　ｍｍとし、放電容器は実質
的に径方向に突出する成形体と機械的に接触するように
することにより前記の目的を達成したものである。

本発明のランプは一般的に２０Ｗと５０Ｗの間にある公
称電力を有する。著しく低い公称電力を有するランプは
、従来公知の手段で得ることは極めて困難である。非常
に大きな電流を避けるために、Ｄは少なくとも３耽であ
る。他方において、Ｌが非常に長いと集中性が悪影響を
受ける。したがって電極距離は一般に３ｍと１３Ｍの間
にある。比Ｄ／Ｌは一般的に０．１５と０．５の間にあ
る。比がこれより小さいと、電極における損失のために
効率が損なわれる。

放電容器の内径は一般に２．１ｍｍと１．５　ｍｍの間
にあり、壁厚ｄは０．２　ｍｍと０．４５ｍｍの間にあ
る。内径が更に減らされると、効率の損失を犠牲にしな
い限りは壁の熱負荷が許容以上に高くなるのを避けるこ
とはできない。壁厚の減少もまた壁の熱負荷に影響する
。更に、０．２　ｍｍより薄い壁厚は今日の製造手段で
得るのは極めて困難である。

本発明のランプでは、最大壁温は公称負荷で１５７０　
Ｋに制限される。好ましいのは、最大壁温は１５３０　
Ｋに制限されていることである。

成形体は、タンタルおよびタングステンのような耐熱金
属よりつくることができる。良好な機械的接触を得るた
めに、このような成形体が、放電容器を取囲むように配
設された耐熱シールドの一部を形成すると有利である。

シールドと成形体は裸金属よりつくることができる。け
れども、これ等の全体または一部を、暗い例えば黒い層
で被覆することもできる。成形体が赤外線に対して黒体
のように挙動すれば更に改良が得られる。

一般に、シールドは、端と隣接電極との間に位置する放
電容器の円周に沿って延在する。

放電アークの光学寸法に対しては電極の先端間の放電容
器部分だけが重要なので、耐熱シールドは何等の支障な
しに隣接の電極先端に延在することかできる。形成され
る光ビームとの相互影響を防ぐために、成形体の最先の
境界は径方向に放電容器の縦軸と鋭角をなすことができ
る。

放電容器に２つまたはそれ以上の径方向に延在する成形
体が設けられ、これ等成形体が放電容器の縦軸に対して
対称的に配設されると、放電容器の円周に沿っての均一
な温度制御に有利である。

予想される用途に応じて、放電容器の両端に、夫々１つ
またそれ以上の径方向に延在する成形体と連結された耐
熱シールドを設けることができる。

成形体の形はこの場合やはりつ（られるビームの形によ
って決まる。

本発明のランプでは、熱放散を促進するために、本発明
による手段と公知の手段とを組合せて放電容器を不活性
ガスの封入された外側容器内に配設することができる。

実際上外側容器の寸法は小さく選ばれる。これは、種々
のりフレフタ内で利用することができるという点で有利
である。けれども、これによって外側容器の利用可能な
容積が制限を受ける。他方において、一般に室温におけ
る不活性ガスの圧力は安全性を考慮して約１バール以下
に選ばれる。したがって、この寸法の有利な効果は実際
上は比較的小さい。

冷却液体路によるランプ容器の局部的な強制冷却により
ランプを高い周囲温度に駆動することは文献より知られ
ている。この方法は比較的高くつき、特に本発明のラン
プの使用分野に対しては実際的でない。

放電容器の壁の熱負荷は壁を厚（することによって軽減
することはできるが、この処置は欠点を有する。一方に
おいては、厚い壁の場合には、放電アークで出された光
がより強く散乱される。その結果アークの光学寸法は大
きくなり、したがって集中度が減少する。他方において
は、ただ局部的に厚くされた壁の場合には製造が複雑に
なりしたがって高くつく。

成形体は、支持手段によって放電容器の壁に押圧状態に
保たれるセラミック部分より構成することができる。例
えば、車のヘッドライト灯の減光フードが支持手段の役
をすることができる。

以下に本発明の実施態様を図面を参照して説明する。

第１図において、ランプは細長いセラミック放電容器ｌ
を有し、この放電容器は、長さしにわたって少なくとも
実質的に一定の内径φと実質的に一定な厚さｄとを有す
る。電極２，３は、それ等の先端を互に対向して相対距
離りをおいて放電容器内に配設される。各電極２，３は
電流供給導体４．５に接続され、これ等の導体は、放電
容器の端近くで外部に導かれる。放電容器１にはその両
端近くに多数の実質的に径方向に突出する翼の形の成形
体８と９が設けられる。放電容器１にはナトリウム、水
銀および稀ガスが封入される。放電容器１はランプキャ
ップ７を有する外側容器６内に配設され、前記のランプ
キャップ７には前記の電流供給導体４．５が接続される
。このランプの公称電力は最大でも５０Ｗで、動作時に
このランプで放射される光は少なくとも２２５０　Ｋの
色温度を有する。

第２図から第７図において、第１図と同一部分は同一符
号を有する。

第２図に示した放電容器１の実施態様は一定の内径φと
壁厚ｄを有する部分１１を有し、この部分内には、突出
した閉合栓１ｂ、ＩＣが両端で焼結される。電流供給導
体１４．１５が前記の各閉合栓１ｂ、ＩＣを通して導か
れ、密封セラミック１８によって気密に閉合栓に固着さ
れる。放電容器１の前記の部分１１の端近くには外部シ
ールド２８．２９が設けられ、これ等の外部シールドに
は、径方向に突出する翼の形の成形体８．９が取付けら
れる。

第３図に示した実施態様では、放電容器１は、多結晶酸
化アルミニウムより成り且つ変化する内径を有する円筒
より成る。一定の内径φを有する部分１１は長さしと壁
厚ｄを有する。放電容器の一端はシールド１８で取囲ま
れ、このシールドには、翼の形の成形体９が取付けられ
る。この翼の形の成形体は、第４図に示すように金属し
ゃ蔽フード２０と接する。

第５図の実施態様では、ランプに減光フード２０が設け
られている。セラミック成形体１９が減光フード２０と
放電容器の部分１１の間に押圧されている。

第６図は、減光フード２０、成形体１９および放電容器
１の第５図Ｖｌ−Ｖｌにおける断面図である。第７図は
セラミック成形体１９の変形を示す第５図■−■におけ
る断面図である。

第２図に示した実施態様の放電容器を有するランプでは
、内径φは１．７調、壁厚ｄは０．４５ｍｍ、電極先端
間の長さＤは４．８師で、放電容器が一定の内径φを有
する長さしは１７ｍｍであった。電極２．３は、０．５
５ｍｍの直径を有するタングステン／レニウムピン（Ｒ
ｅの重量で３％）より成るものであった。

放電容器にはＮａ／Ｈｇ＝１５／４０（重Ｉ／重量）と
３００にで１２０ＫＰａの圧力でＸｓが封入された。シ
ールド２８．２９は、翼の形の成形体と同様に、タンタ
ルより成るものであった。このランプで放射された光の
色温度は２４００　Ｋ、効率は４４１！　ｍ／Ｗであっ
た。光源の光学寸法は、 光学直径１．４　ｍｍ 光学長さ５．１順 であった。

光学直径に対しては、光源の輝度パターン（ｌｕｍｉｎ
ａｎｃｅ　ｐａｔｔｅｒｎ）の最大幅は、輝度パターン
の縦方向に直角に測って最大輝度の２０％になる値にお
いて選ばれた。光学長さに対しては、光源の輝度パター
ンの最大長は、光源の輝度パターンの縦方向に測って最
大輝度の２０％になる値において選ばれた。最大輝度は
３Ｂ、０００　Ｋ　Ｃｄ／ｎ−ｒであった。

ランプには、３００にで９５０ミリバールの圧力で窒素
が封入された。

以上述べたランプにおいて、異なる数の翼に対して生じ
る最大壁温（Ｔ−最大）が測定された。翼の全体表面積
は３８０　ｍｍ”に略々一定に保たれた。

翼の厚さは略々０．２　ｔｉｎであった。特に断らない
限りは、翼の表面は裸のままである。結果を次の表に示
す。

表 ランプ　　　　　　　翼の数　　　　Ｔ−最大（Ｋ）４
　　　　　　　　４（黒）　　　　１３５６比較のため
に、表のランプ５に対しては、ランプにタンタルシール
ド２８．２９だけが設けられた場合において測定された
最大壁温が示されている。

更に、これ等のシールドもない場合の最大壁温か示され
、表のランプ６に対して示されている。

比較のために、３５Ｗの公称電力を有する市販のランプ
（Ｐｈｉｌｉｐｓ　ＳＤＷ／Ｔ）のデータを次に示す。

効率　　　　　　　　　　　　　４０１２ｔａ／’？１
放射光の色温度Ｔｃ　　　　　　　　２５０ＯＫ電極先
端間の長さＤ　　　　　　　１３　ｍｍ一定の内径φを
有する長さＬ　　　　１９■内径φ　　　　　　　　　
　　　　２．５ｍｍ壁厚ｄ　　　　　　　　　　　　　
　００７ｍｍアマルガム封入物　　　　　　　Ｎａ／Ｈ
ｇ＝１５／１４重量／重量 ３００ＫにおけるＸｅ圧力　　　　　　　５３．３ＫＰ
ａ最大壁温’ｈ　ｍａｘ　　　　　　　　　１４５０に
同様のランプについて最大輝度は略ｈ　８６００ＫＣｄ
／ｍ”であることが確められた。

【図面の簡単な説明】

第１図は外側容器を有するランプの側面図、第２図はラ
ンプの放電容器の一実施態様の縦断面図、 第３図は別の実施態様の縦断面図、 第４図は第３図のＩＶ−ＩＶにおける断面図、第５図は
更に別の実施態様の縦断面図、第６図は第５図のＶｌ−
Ｖｌにおける断面図、第７図は第６図の変形を示す第５
図の■−■における断面図である。 ｌ・・・放電容器　　　　　１ｂ、　ｌｃ・・・閉合栓
２．３・・・電極 ４、５．１４．１５・・・電流供給導体６・・・外側容
器　　　　　８，９・・・成形体１８・・・密封セラミ
ック　　１９・・・セラミック成形体２０・・・減光フ
ード　　　　２８．２９・・・外部シールド特許出願人
　　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイランペンフ
ァブリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、長さＬにわたって少なくとも実質的に一定な内径φ
   と実質的に一定な壁厚ｄとを有し且つ電極がそれ等の先
   端を互に対向して相対距離Ｄでその中に配設された細長
   いセラミック放電容器をそなえ、各電極は関係の電流供
   給導体に接続され、これ等電流供給導体は放電容器の端
   近くで外部に導かれ、ランプは動作時少なくとも２２５
   ０Ｋの色温度を有する光を放射する、最大で５０Ｗの公
   称電力を有する高圧ナトリウム放電ランプにおいて、Ｄ
   ／Ｌ≦０．５、（φ＋ｄ）＜２．５ｍｍとし、放電容器
   は実質的に径方向に突出する成形体と機械的に接触する
   ことを特徴とする高圧ナトリウム放電ランプ。 ２、成形体は耐熱金属でつくられ、放電容器の壁を取囲
   むように配設された耐熱シールドの一部を形成する請求
   項１記載の高圧ナトリウム放電ランプ。 ３、放電容器には、縦軸に対称的に配設された２つまた
   はそれ以上の成形体が設けられた請求項１記載の高圧ナ
   トリウム放電ランプ。 ４、ランプは車ヘッドランプ灯として用いられるのに適
   し、成形体は減光フードと連結された請求項１乃至３の
   何れか１項記載の高圧放電ランプ。