JPH02148561A - 高圧水銀蒸気放電ランプ - Google Patents

高圧水銀蒸気放電ランプ

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JPH02148561A
JPH02148561A JP1098984A JP9898489A JPH02148561A JP H02148561 A JPH02148561 A JP H02148561A JP 1098984 A JP1098984 A JP 1098984A JP 9898489 A JP9898489 A JP 9898489A JP H02148561 A JPH02148561 A JP H02148561A
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    • H01J61/02Details
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/82Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr

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】 (産業上の利用分野) 本発明は、タングステン電極と、実質的に水銀、希ガス
および動作状態における遊離ハロゲンより成る封入物と
を有する、高温に耐えることのできる材料より成る容器
を有する高圧水銀蒸気放電ランプに関するものである。
(従来の技術) ドイツ国特許公告公報第1489417号より知られた
超高圧水銀蒸気放電ランプは、55mm″の容積を有す
る細長い石英ガラス容器を有している。この容器には希
ガスと6.5■の水銀が封入され、これは0.12■/
 mn+ ’の水銀量に相当する。水銀蒸気圧は約12
0バールになることができる。このランプは約14.5
w/mm”のパワー密度を有する。寿命を長くするため
に、容器壁が例えば水流によって冷却されるだけでなく
更にM3当たり5・10− ’から5 ・10−”g−
atomsのハロゲンの少なくとも1つが容器に入れら
れる。
このようなランプは約120バールの水銀蒸気圧で高い
輝度を生じるが、典型的な水銀スペクトルを生じ、この
スペクトルは、連続スペクトルに重畳され且つ小さな赤
部分を有する。
英国特許明細書第1109135号には、0.15■/
 mm 3までの水銀(これは約150バールの水銀蒸
気圧に相当する)が封入された石英ガラスの細い円筒状
容器を有する超高圧水銀蒸気放電ランプが開示されてい
る。このランプは、演色性を改良するために更に少なく
とも】つの金属沃化物が封入されている。このランプの
高い電極負荷のためにタングステンの電極が蒸発し、容
器壁に付着する。このため容器の黒化をきたし、この結
果該容器が強く熱せられ、特に高い水銀蒸気圧で容器の
破裂を生じることがある。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、高い輝度と十分な光出力だけでなく更に改良
された演色性と長い寿命も有する冒頭記載の種類の高圧
水銀蒸気放電ランプを供することをその目的とするもの
である。
(課題を解決するための手段) 本発明は、冒頭に記載した種類の高圧水銀蒸気放電ラン
プにおいて、水銀の量は0.2 mg/+mn” ヨり
多く、水銀蒸気圧は200バールよりも高く、管壁負荷
は1w/mm”よりも大きく、またハロゲンCI+ B
rまたはIの少なくとも1つが10−6と10−’um
ol /M3の間で存するようにすることにより111
■記の目的を達成したものである。
略々150バールの水銀蒸気圧迄は高圧水銀ランプの光
出力と演色特性は実質上一定である、というのは、本質
的に、電子と水銀原子の再結合に基因する水銀の線放射
(line radiation)と連続放射部分とが
放出されるからである。驚くべきことは、より高い水銀
蒸気圧では光出力と演色評価数が著しく増加することが
わかったが、これは連続部分の猛烈な増加によるもので
ある。200バールよりも大きな高い圧力では、単分子
状態(guasimolecular 5tate )
よりの連続放射のほかに、実際の束縛分子状態(bou
nd molecule 5tate)の帯放射も寄与
するものと考えられる。約300バールの動作圧力では
、可視放射の連続部分は明らかに50%の上にある。そ
の結果、放射された光スペクトルの赤部分も増される。
この高い水銀蒸気圧を達成するために、容器は高い壁温
(約1000°C)を有せねばならない。その上、ラン
プ容器は、できるだけこの高温に耐えるようにできるだ
け小さく選ばれる。高い温度と小さな容器は、少なくと
も1w/mm2の高い管壁負荷によって反映される。容
器は石英ガラスかまたは酸化アルミニウムより成るのが
有効である。
水銀蒸気圧の上限は容器の材料の強度に左右されるが、
実際上は約400バールである。水銀の量は0.2と0
.35■/mm3の間にあり、4水恨蒸気圧は200と
350バールの間にある。
電極の非常に小さな寸法は、電極から蒸発したタングス
テンによる容器壁の黒化の増加をきたすおそれがある。
けれども、このような容器の黒化は絶対に避けねばなら
ない、というのは、さもなければ壁温が熱放射の吸収の
増加のために寿命中に高くなり、ランプ容器の破裂をき
たすからである。タングステンの輸送によるこのような
容器壁の黒化を避ける手段として、本発明の高圧水銀蒸
気放電ランプは、ハロゲンCI、 [lrまたはIの少
なくとも1つの少量を有する。これ等のハロゲンはタン
グステン輸送サイクルを生じ、これにより、蒸発したタ
ングステンは電極に戻される。
本発明の高圧水銀蒸気放電ランプでは、使用されるハロ
ゲンは臭素(Br)であるのが有効で、この臭素は、約
0.1 ミリバールの封入圧力で(JlzBrzの形で
ランプに入れられる。この化合物は、ランプが点灯する
と同時に分解される。
本発明の高圧水銀蒸気放電ランプは金属ハロゲン化物を
含まない。その理由は、放射の連続部分の増加には非常
に大きな金属ハロゲン化物′6−度を必要とするので、
大きなタングステン輸送速度のために電極の極めて速い
腐食が生じることになるからである。例えば英国特許明
細書第1109135号に記載されたような高負荷メタ
ルハライドランプはしたがって数100時間の寿命しか
得られないのが典型であるが、本発明のランプでは、実
質上−定の出力(Δζ〈2%)と実質上不変の色座標(
5000時間の間ΔX、Δy<0.05)を有する50
00時間以上の寿命を得ることができる。この場合ζは
効率、Xおよびyは色座標である。
本発明のランプは8000 kよりも大きな色温度を有
する。色温度と演色性は、本発明の放電ランプにおいて
、ランプを、青放射を阻止するフィルタで取囲むことに
より更に改良することができる。
このことに関して、ハロゲン化物を有する高圧水銀蒸気
放電ランプにおいて、フィルタの使用により青放射部分
を減らすこと、したがって放出された放射の色の改良を
得ることは、英国特許明細書第1539429号より知
られていることを指摘すべきであろう。約150バール
迄の水銀蒸気圧にある水銀蒸気放電ランプでは、放出さ
れた光は事実上赤部分を含まないので、このようなフィ
ルタは実際上効果がないのであろう。けれども、本発明
のランプのスペクトルは連続した赤放射の大きな部分を
有するので、青放射に対するフィルタによって、僅か1
5%の光損失で約5500 kの色温度と約70の演色
評価数を有する白色光の放射を得ることができる。
(実施例) 以下に図面を参照して本発明を実施例で説明する。
第1図に示した高圧水銀蒸気放電ランプ1は石英ガラス
の長円形のランプ容器2を有する。この容器両端には円
筒状石英部分3および4が続き、これ等の部分内にはモ
リブデン箔5および6が真空気密にシールされている。
モリブデン箔5と6の内端はタングステンの電極ピン7
と8に連結され、これ等の電極ピンはタングステンの電
極9と10を支持している。モリブデン箔5と6の外端
は、外部に延在するモリブデンの電流供給ワイヤ11と
12に連結されている。
第2図に示した高圧水銀蒸気放電ランプは第1図に示し
たランプと同様に構成されている。もっとも、ランプ容
器14は円筒状である。ランプ13は石英ガラスの外部
容器15で取囲まれ、この外部容器はその内側を干渉フ
ィルタ16で被覆されている。
二の干渉フィルタ16は、ランプ13で放出された青い
放射を減らす役をする。
幾つかの実際的な具体例のデータを示すと次の通りであ
る。
例−」− 1,8mmの壁厚を有する第1図の長円形ランプ容器に
おいて、内部寸法および動作データは、長さ     
  7鰺 直径      2.5鴫 容器容積   23−3 電極ギャップ  1.2mm 封入水銀    Hg 6鵬(0,261mg/lll
11’)ハロゲン    C1hBr、  5 ・10
−6.czmol(Br/mm”  io −’μmo
l)約200 bar 50匈 6V 581m/w 1.30W/ll1m” 動作圧力 電力 動作電圧 光出力 管壁負荷 1.7 mmの壁厚を有する第1図の長方形ランプ容器
において、内部寸法および動作データは、長さ    
   5M 直径      2.5M 容器容積   16.5 n+m:I 電極ギャップ  1.0印 封入水銀    41g4■ (0,243mg/mm
’)ハロゲン    cH,Brz  5 ・10−”
 μmol/mm”動作圧力    約220 bar 電力      40讐 動作電圧   80V 光出力    561m/w 管壁負荷    1.30W/mm” 貫−主 外部容器なしの、1.3鰺の壁厚を有する第2図の円筒
状ランプ容器。内部寸法および動作データは、 長さ       4II!ffl 直径      1.5mm 容器容積    71m113 電極ギャップ  1・Omm 封入水vAHg 2.5+ng (0,357mg/m
m’)ハロゲン    CHtBr 5 ・10−’μ
mol/mm’動作圧力   300 bar 電力      30W 動作電圧   92V 光出力    601n+/w 管壁負荷    1.36W/ma+”以上述べたラン
プは8000 kよりも高い色温度を有する。けれども
、演色性は、低い動作圧力を存するランプにくらべて著
しく改良される。例えば、演色評価数Raは、前述の3
つのランプに対しては51.5.55.2および61.
6であるが、これに対し100バールの動作圧力の同様
のランプでは32.7の演色評価数しか得られなかった
第3図には、例2のランプで放出された光スペクトルが
波長に対する強さIとしてプロットされている。この図
より、可視放射の連続部分(continuum pa
rt)は約50%にあることがわかる。
第2図に示したランプでは、干渉フィルタ16は例えば
ZrO□で変成された二酸化チタンと非晶質二酸化珪素
の層の交互の連続より成る。実際の具体例では、使用さ
れたフィルタは第4図に波長λの関数として示された透
過度T1を有した。この場合次のような光学技術データ
が見出された。
フィルタ無し: 色温度: 8580に演色評価数:5
5.2 先出カニ 561m/w フィルタ有り: 色温度: 5500に演色評価数: 
69.7 先出カニ 481m/御 このことから、干渉フィルタによって、色温度が著しく
低減されるだけでなく更に演色評価数も著しく改良され
たことがわかる。
匹敵し得る高負荷メタルハライドランプに対し、本発明
のランプは光学技術データの極めて高い不変性すなわち
動作時の間の殆ど変わらない光出力と非常に長い寿命を
有する。高負荷メタルハライドランプでは数100時間
の寿命が得られるが、本発明のランプは5000時間以
上の動作時間の後でも実質上回等の変化も示さない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の高圧水銀蒸気放電ランプの一実施例を
示す路線図、 第2図は別の実施例を示す路線図、 第3図は200バールよりも大きな水銀蒸気圧にある高
圧水銀蒸気放電ランプの放射光スペクトル、第4図は第
2図に示したランプに使用されたフィルタの透過スペク
トルを示す。 2.14・・・ランプ容器 3.4・・・円筒状石英部分 5.6・・・モリブデン箔 7.8・・・電極ピン 9.10・・・電極 15・・・外部容器 16・・・干渉フィルタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、タングステン電極と、実質的に水銀、希ガスおよび
    動作状態における遊離ハロゲンより成る封入物とを有す
    る、高温に耐えることのできる材料より成る容器を有す
    る高圧水銀蒸気放電ランプにおいて、水銀の量は0.2
    mg/mm^3より多く、水銀蒸気圧は200バールよ
    りも高く、管壁負荷は1w/mm^2よりも大きく、ま
    たハロゲンCl、BrまたはIの少なくとも1つが10
    ^−^6と10^−^4μmol/mm^3の間で存す
    ることを特徴とする高圧水銀蒸気放電ランプ。 2、水銀の量は0.2と0.35mg/mm^3の間に
    あり、動作時の水銀蒸気圧は200と350バールの間
    にある請求項1記載の高圧水銀蒸気放電ランプ。 3、ランプは青放射線を阻止するフィルタで取囲まれた
    請求項1または2記載の高圧水銀蒸気放電ランプ。
JP1098984A 1988-04-21 1989-04-20 高圧水銀蒸気放電ランプ Expired - Lifetime JP2829339B2 (ja)

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