JPH03147247A

JPH03147247A - 封じ込めのため遮蔽体およびセラミックファイバメッシュを用いたランプ組立体

Info

Publication number: JPH03147247A
Application number: JP27047989A
Authority: JP
Inventors: J Currocchi Robert; ロバート・ジェイ・カーロツキ; Thomas J Sentementes; トマス・ジェイ・センテメンテス; A Johnson Roger; ロジャー・エイ・ジョンソン
Original assignee: GTE Products Corp
Current assignee: Osram Sylvania Inc
Priority date: 1989-10-19
Filing date: 1989-10-19
Publication date: 1991-06-24

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Ｊ本発明は電気ランプに関し、特定すると、万一光源カプ
セルの破裂が起こることがあってさえランプを保護具内
に包囲する必要なしに安全に動作し得る二重包囲ランプ
に関する。

［従来技術、発明の課題］二重包囲ランプとして周知の電気ランプは、発光管のよ
うな光源カプセルおよびこの光源カプセルを取り囲む外
部外囲器を含む。この種の二重包囲ランプにおいては１
．光源カプセルが破裂する確率は小さいが存在する。こ
のようなことが起こると、熱いガラス断片や破片や、破
裂したカプセルから出るその他のカプセル部品が、外部
外囲器に向かって強制的に発射される。外部外囲器も破
砕すると、隣接する周囲の人間や財物に対して危害を及
ぼす潜在性がある。外部外囲器の破損は、封じ込め破損
として知られている。

封じ込め破損の危害を避ける一つの方法は、このような
破損を内包し得る保護具内でランプを作動させることで
ある。しかしながら、保護具は、普通、特に既存の保護
具が変更ないし置換されねばならぬ場合、余計な費用が
掛かる。さらに、保護レンズがランプの光出力を減する
し、また保護具内のランプを置換するのが難しくかっそ
れに費用が掛かる場合がある。

封じ込め破損の問題を解決する好まし解決法は、自己封
じ込め可能なランプである。一つの周知の技術は、外部
外囲器が破砕された光源カプセルを包含するように、外
部外囲器をより強く作ることである。薄い内壁をもつ一
光源カプセルとの組合せで厚い外壁を有する外部外囲器
は、１９８６年７月　１日付でＧａｇｎｏｎに発行され
た米国特許筒４．５９８．２２５号に開示されている。

他の従来技術は、破裂した光源カプセルの影響から外部
外囲器を遮蔽することである。１９８６年８月　８日付
でＦｏｈｌ等に発行された米国特許筒４．５８０．９８
９号においては、外部外囲器内に配置された透光性の包
囲体が、光源カプセルを取り囲み、外部外囲器を遮蔽し
ている。

さらに、１９８１年７月２８日付でＢｅｃｈａｒｄ等に
発行された米国特許筒４．２８１．２７４号も参照され
たい。封じ込めに対するさらに他の技術は、外部外囲器
または遮蔽体を補強することである。１９８８年１月２
６日付でＷｈｉｔｅ等に発行された米国特許第４．７２
１８７６号においては、透光性遮蔽体がワイヤメツシュ
で補強されている。光源カプセルのワイヤメツシュによ
る補強は、１９８６年１１月２５日付にてｇａｇｎｏｎ
に発行された米国特許第４．６２６．１４０号に記載さ
れている。封じ込め技術はまた、１９８７年８月２８日
付で出願され、本件の出願人に譲渡された米国特許出願
箱０９０．９８３号に開示されている。

上述した封じ込め技術は、ある種のランプ形式および寸
法には非常に有効であるが、他のランプ形式および寸法
に適用されるとき不都合である場合がある。例えば、厚
壁外部外囲器の使用は、比較的小型のランプには有効で
ある。しかしながら、厚壁外部外囲器を有する４００ワ
ツトより大きいランプは、重く、そのためランプがラン
プ取付は具から落ちる可能性がある。さらに、大形の機
械的寸法の厚壁外部外囲器は、製造が難しい、透光性遮
蔽体のワイヤメツシュ補強は、一般に封じ込めを達成す
るのに有効であるが、ワイヤメツシュは、光源カプセル
からの光出力の相当の部分を吸収する。さらに、光源カ
プセルがナトリウムを含むと、導電性ワイヤメツシュの
近接は、カプセルからのナトリウムの移動として知られ
る影響を引き起こし、ランプの動作寿命を減する。

［発明の目的１本発明の一般的目的は、改良された二重包囲ランプを提
供することである。

本発明の特定の目的は、保護具なしに安全に動作し得る
二重包囲ランプを提供することである。

本発明の他の特定の目的は、４００ワツトより大きい動
作ワット数を有し、標準厚さの外部外囲器が光源カプセ
ルの破裂破片を内包する二重外囲器ランプを提供するこ
とである。

本発明のさらに他の特定の目的は、高光出力を有する自
己包含性の二重包囲ランプを提供することである。

本発明のさらに他の特定の目的は、ナトリウム移動が最
小化された二重包囲ランプを提供することである。

本発明のさらに他の特定の目的は、非伝導性ファイバメ
ツシュで補強された透光性遮蔽体を有する二重包囲ラン
プを提供することである。

本発明のさらに他の特定の目的は、上記特徴の組合せを
有する二重包囲ランプを提供することである。

［課題を解決するための手段］本発明に従えば、これらおよびその他の目的および利点
は、稀にしか破裂せしめられない光源カプセルと、この
光源カプセルを実質的に取り囲み、光源カプセルが破裂
するときエネルギの一部を吸収し散逸させる透光性遮蔽
体と、この遮蔽体を補強するための、実質的に非伝導性
のファイバより成るメツシュと、透光性の外部外囲器と
を含む二重包囲ランプ組立体で達成される。光源カプセ
ルと、透光性遮蔽体と、メツシュは外部外囲器内に取り
付けられる。光源カプセルは、普通アーク放電管または
タングステン−ハロゲン白熱カプセルである。

非伝導性ファイバのメツシュは、光源カプセルからの光
出力を実質的に減することなく透光性遮蔽体を補強する
。メツシュは非伝導性であるから、ナトリウム移動は最
小化される。好ましい実施例において、遮蔽体は円筒状
外面を有し、そしてメツシュは、この円筒状表面の回り
に反対方向に巻かれて、二重螺旋または二重渦巻きを形
成する非伝導性のファイバより成る。メツシュはまた、
相互に接続されたファイバネット、または交叉する織ら
れたファイバネットの形式を有してよい。好ましくは、
メツシュは、遮蔽体の外表面上に配置され、両端にて遮
蔽体に係留されるのがよい。メツシュの隣接するファイ
バ間の間隔は、好ましくは、二重螺旋の場合約１２ｍｍ
〜１８ｍｍの範囲、ネットの場合約４ｍｍ　＝１２ｍｍ
の範囲である。

メツシュは、光源カプセルの動作温度に抗し得、かつ有
効な封じ込めを提供するに十分の強さを有するセラミッ
クファイバから製造できる。セラミックファイバは、好
ましくは光源カプセルからの光出力の吸収を最小にする
ように選択されるのがよい、高反射性の、白色またはほ
ぼ白色のファイバが適当である。また、透光性または半
透明ファイバも利用できる。

［実施例］以下、図面を参照して本発明を好ましい実施例について
説明する。

本発明に従う二重包囲ランプ組立体が、第１図に示され
ている。ランプ組立体１０は、外部外囲器１２と、フレ
ーム１６により外部外囲器１２内に取り付けられた光源
カプセル１４を備える。電気的エネルギは、ベース１８
、ステム２０および電気的リード２２を介して光源カプ
セル１４に結合される。外部外囲器１２は、普通ブロー
成形硬質ガラスから成形される。光源カプセル１４は、
アーク放電ランプの発光管、タングステン−ハロゲン白
熱カプセル、または外部外囲器内の動作圧力と異なる内
部動作圧力を有する他の任意の光放射カプセルとし得る
。この種の光源カプセルが外部外囲器１２内で動作する
とき、ランプ封じ込めの破損の可能性が存在する。

本発明に従うと、ランプ組立体１０は、外部外囲器内に
配置されかつ光源カプセルを実質的に取り巻く封じ込め
手段３０を備える。封じ込め手段３０は、透光性の遮蔽
体３２と、実質的に非伝導性のセラミックファイバのメ
ツシュ３４とを包含する。遮蔽体３２は、普通、メタル
ストラップ３６によりフレーム１６に取り付けられた直
円形シリンダである。遮蔽体３２は、好ましくは石英か
ら製造されるのがよい。メツシュ３４に関する詳細は、
追って説明する。

本発明の１実施例においては、ランプ組立体１０は、密
封外部外囲器１２を有するメタルハライドアーク放電管
である。外部外囲器１２は長手方向軸線を有しており、
光源カプセル１４は、この長手方向軸線の回りに実質的
に円筒状の本体を有するメタルハライド発光管である。

発光管本体は、内部にガス状充填物およびメタルハライ
ド添加物を包含している０代表的には４００トルの窒素
の充填ガスが、外部外囲器１２内に包含されている。発
光管本体は、外径ｒを有する。遮蔽体３２は、外部包囲
器１２内に取り付けられ発光管１４を取り巻く実質的に
円筒状の透光性包囲体である。遮蔽体は、内径Ｒを有す
る。比ｒ／Ｒは、約０゜５４より大、約０，６８より小
とすべきであり、そして好ましくは約０．６０ないし約
０．６３の範囲である。この必須要件にしたがって構成
されたランプ組立体は、広い規格ワット数範囲に亙り熱
保存および放射熱酸分布間平衡状態が最適となりランプ
特性が相当に改善されると思われる。

第１図に図示し上に説明したランプ組立体においては、
外部外囲器１２が０．４６ｍｍの標準最小壁厚を有する
とき封じ込めが達成される。遮蔽体３２は、好ましくは
ｌ−２ｍｍの範囲にあるのが好ましい。好ましくは、遮
蔽体３２は、電気的に浮いている、すなわち電源または
接地に接続されないのがよい。

メツシュ３４は、従来技術の不利点を避けながら透光性
遮蔽体を補強する。光源カプセル１４の破裂が起こると
き、遮蔽体３２の破片および光源カプセル１４の破片は
、外部外囲器１４と衝突して外部外囲器１４を破砕する
のを実質的に阻止される。メツシュ３４は、実質的に非
導電性で、ランプ組立体１０の動作温度に抗し得るセラ
ミックファイバより形成される。メツシュ３４は電気的
に非導電性であるから、メツシュの存在により弓き起こ
される程度のナトリウムの移動の問題は排除される。セ
ラミックファイバメツシュは、ランプ組立体ＩＯからの
光出力にごく小さな影響しか有さないことが分かった。

メツシュ３４は、光源カプセル１４を実質的に取り囲み
光源カプセル１４を補強する都合のよい形態を有し得る
。メツシュ３４と関連して使用される「取り囲む」なる
表現は、全体としてメツシュを指すものであり、メツシ
ュを構成するファイバ間に孔が存在する。メツシュは、
ネット状構造体を形成するように交叉するｌまたは複数
のファイバ要素より形成される。第１図に図示される１
つの好ましい実施例において、メツシュ３４は、遮蔽体
３２の回りに一方向に螺旋状に巻かれた第１のセラミッ
クファイバ３４．　ａと、遮蔽体３２上に反対方向に螺
旋状に巻かれた第２のセラミックファイバ３４ｂとを含
む二重螺旋または二重渦巻き形態より成る。ファイバ３
４ａおよび３４ｂは、ストラップ３６により遮蔽体３２
の端部に係留される。ファイバ３４ａ、３４ｂは反対方
向に巻かれるから、多重位置４０で交叉し、遮蔽体３２
の外面上にネット状のメツシュ構造体を形成する。ファ
イバ３４ａおよび３４ｂは、別個のファイバでもよいし
、単一の連続ファイバでもよい。

第１図に示される二重螺旋構造において、巻き線間の間
隔は、好ましくは約１２ｍｒｎないし１８ｍｍ間の範囲
である０巻き線間の間隔が小さいと、光出力の相当の部
分が阻止される。逆に、巻き線間の間隔が大きいと、補
強機能が減する。

他の適当なメツシュ構造体が、第２図および第３図に例
示されている。セラミックファイバより成る織られたメ
ツシュ５ｏが、第２図に例示されている。第３図のメツ
シュ構造体５２においては、ファイバは、より堅固な構
造体を形成するため各交差点において相互接続されてい
る。第２図および第３図の実施例において、メツシュの
隣接するファイバ間の間隔は、好ましくは約４ｍｍない
し５ｍｍ間の範囲にあるのがよい。

１つの好ましい実施例において、メツシュのセラミック
ファイバに利用される物質は、高反射性、例えば白色ま
たはほぼ白色であり、最小の光吸収しかもたらさない、
他の実施例において、セラミックファイバは透光性また
は半透明である。

いずれの場合にも、その目的は、メツシュ３４の存在に
起因する光出力の減少を最小にしつつ遮蔽体３２を補強
することである。このため、セラミック繊維の直径は、
透光性遮蔽体３２を補強するに十分の強さを維持しなが
ら可能な程度に最小にされるべきである。

セラミックファイバに対する好ましい物質は、石英ファ
イバおよびバイコールファイバのような金属酸化物ファ
イバを含む。１つの好ましいファイバは、Ｎｅｘｔｅｌ
なる登録商標の名で３Ｍにより販売されているアルミナ
−ボリア（酸化硼素）−シリカセラミックファイバであ
る。ファイバは、普通９００デニールないし１８００デ
ニ一ル間の範囲にある。

好ましい実施例において、１０００ワツトメタルハライ
ドアーク放電ランプは長さ約１３８ｍｍの円筒状石英遮
蔽体を含む。メツシュは、１８００デニエルのＮｅｘｔ
ｅ　ｌファイバより構成される。Ｎｅｘｔｅｌファイバ
の２巻線は、ファイバを遮蔽体に固定するため両端部に
おいて平衡に巻かれかつ接触している。全部で１８巻線
と成るように、７巻線が遮蔽体の回りに反対方向に螺旋
状に巻かれている。各螺旋の巻き線間の間隔は、約１４
ミリメートルである。好ましい実施例として、約２００
のアーク放電ランプがすべての場合において封じ込み状
態で爆発せしめられた。

［例１］ガス状外部外囲器を用いて１０００ワツトメタルハライ
ドランプ、ＭＰ１００Ｏ型、において発光管の回りに遮
蔽体を使用することの性能上の利点を試験し、４３闘の
外径および４０ｍｍの内径を有する石英遮蔽体を備えセ
ラミックファイバメツシュを備えないランプは、３５３
０”Ｋにて平均で１１１ルーメン／ワツトの発光効率生
じた。遮蔽体をもたない対照のランプは、１００時間３
６６０”Ｋにて平均で１０４ルーメン／ワツトの発光効
率を生じた。

［例２］７００デニールＮｅｘｔｅｌ糸で２方向に螺旋状に巻か
れた石英の４０　Ｘ４３　（４０ｍｍ内径および４３ｍ
ｍ外径）の遮蔽体で他の試験をした９巻き線間の間隔は
１５ｍｍであった０組立体は、球内で点灯し、Ｎｅｘｔ
ｅ　ｌ内の潤滑剤を遊離した。これは部分的に成功であ
り、Ｎｅｘｔｅｌファイバはなお若干変色され、光吸収
性であった。変色およびそれに伴う光吸収に拘らず、＋
１０ルーメン／ワツトおよび３３００６にの色温度を得
た。この形式の５このランプを爆発させ、４つが完全に
封じ込められた。５つ目のランプは小孔を有した。７０
０デニールＮｅｘｔｅｌフアイバは、弱すぎかつ遮蔽体
の回りに緩く巻かれすぎたと認められる。

［例３］１群のランプを、標準厚さの外部外囲器を用いて作った
。Ｎｅｘｔｅｌファイバを、約１４０ｍｍの長さで１０
回４０Ｘ４３の石英遮蔽体上に螺旋状に巻き、ついで反
対方向に１０回逆螺旋状に巻いた。遮蔽体およびＮｅｘ
ｔｅｌファイバを両端で固定し、７００℃で１０分間空
気焼成を施し、糊汚染物を除去した。ついで、遮蔽体を
、爆発可能性のある発光管をもつランプに入れた。発光
管を目的通りに爆発させ、８個のランプ中８個が封じ込
められた。

［例４］６００デニールのＮｅｘｔｅｌのファイバを両方向に１
０回巻き７００℃で１０分間空気焼成を施して成るラン
プは、１０５ルーメン／ワツトの発光効率および３５０
０″にの色温度を生じた。

［例５］例３において記述されたものに類似の１群のランプを作
った。ただし、６００デニールＮｅｘｔｅｌフアイバを
使用した。４個のランプを爆発させ、４個すべてが封じ
込められた。

［例６］要素間の間隔が単位インチ当り６目ないしインチ当り２
目の範囲の織られたＮｅｘｔｅｌメツシュをもつ１群の
ランプを製造した。爆発させたすべてのランプは封じ込
められた。

［例７］１８００デニールのｎｅｘｔｅｌファイバの単位インチ
当り６目のメツシュを４０Ｘ４３の石英遮蔽体上に配し
てランプを製造した。これらのランプは、約３３００玉
にて８フルーメン／ワツトしか生じなかった。比較的低
ルーメン／ワットの効率は、メツシュの歪を生じ、メツ
シュを特定されたものより詰んだメツシュにしたことの
よるものと思われる。メツシュは、本質的にｎｅｘｔｅ
ｌ織物シートとなり、過度の光閉塞を生じさせた。

［例８］２種のＮｅｘｔｅｌファイバ直径、９００デニールおよ
び１８００デニールを用いてランプを製造した。各場合
とも、ランプは１０００ワツトメタルハライドランプで
あった。ファイバ１２．１６および３２回巻きのランプ
を試験した。下記のデータは、各群の５つのランプに対
するものである６３２　　　　２６２　　　　　１０２．６　　　　　　
　　３２７２１６　　　　２６０　　　　　１０６．３
　　　　　　　　　３３９１１２　　　　２６０　　　
　　　１０５　　　　　　　　　　３６６０３２　　　
　２６１　　　　　　１０１．３　　　　　　　　３３
１２１６　　　　２６３　　　　　　１０５．０　　　
　　　　　　３５３９１２　　　　２６０　　　　　　
１０６．６　　　　　　　　　３３７０破裂試験結果お
よび製造要件は、１８００デニールフアイバが推奨され
ることを示している。第１表および第２表に示されるよ
うに、光出力は、１８００デニール、１６回巻き形態の
場合は低下されない。

９００デニールのファイバは、壊れやすいため製造をし
難くし、封じ込めの効率を減する。１８巻き以上のメツ
シュは、ランプからの光出力を減する。

セラミックファイバのメツシュ３４は、主として円筒状
遮蔽体３２との関連においてここに説明した。遮蔽体の
形状は、本発明の実施に重要でない。例えば、遮蔽体は
、上述の米国特許第４．７２１゜８７６号の第２図に開
示されるように、一端部にてドーム形状としてもよいし
、円筒状からの他の変形としてもよい。

以上本発明を好ましい実施例について説明したが、技術
に精通したものであれば、本発明の技術思想から逸脱す
ることなく、種々の変化、変更が可能である。

４・　　　　の　　　を言　日第１図は本発明に従って製造されたアーク放電ランプの
立面図、第２図はメツシュの他の実施例の拡大部分図、
第３図はメツシュの他の実施例の拡大部分図である。

１０：　ランプ組立体１２：　外部外囲器１４：　光源カプセル１６１８コ２０：２２　：３０　：３２　：３４　：６フレームベースステム電気リード封じ込め手段透光性遮蔽体メツシュ金属ストラップ第１頁の続き＠発明者ロジャー・エイ・ジョンソン米国ニューハンプシャー州グラフトン、ウェイ（番地な
し）キンスマン・ハイ手糸売ネ甫正書（方式）補正の対象図面１通平成２年３月１５日特許庁長官　吉田文毅殿補正の内容　　別紙の通り図面の浄書（内容に変更なし）事件の表示平成１年特許瀬２７０４７９号発明の名称封じ込めのため遮蔽体およびセラミックファイバメツシ
ュを用いたランプ組立体補正をする者事件との関係　　　　特許出願人名　称　　ジー・ティー・イー・プロダクツ・コーポレ
イション代理人住所〒１０３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）稀に破裂せしめられることがある光源カプセルと
、該光源カプセルをほぼ取り囲み、該光源カプセルが破
裂するときエネルギの一部を吸収し、消散させる透光性
遮蔽体と、実質的に非伝導性のファイバより成り、該遮
蔽体を補強するためのメッシュと、前記光源カプセル、
前記透光性遮蔽体および前記メッシュを内部に取り付け
る透光性外部外囲器と、電気的エネルギを前記光源カプ
セルに結合するための手段とを備える二重包囲ランプ組
立体。
（２）前記メッシュが相互結合されたファイバネットよ
り成る特許請求の範囲第１項記載のランプ組立体。
（３）前記メッシュが交叉する織られたファイバネット
より成る特許請求の範囲第１項記載のランプ組立体。
（４）前記遮蔽体が円筒状の外表面を有し、前記メッシ
ュが該円筒状外表面の回りに反対方向に巻かれた二重螺
旋よりなる特許請求の範囲第１項記載のランプ組立体。
（５）前記メッシュが、前記遮蔽体の外表面上に配置さ
れた特許請求の範囲第１〜４項記載のいずれかに記載の
ランプ組立体。
（６）前記メッシュがセラミックファイバより製造され
る特許請求の範囲第１項記載のランプ組立体。
（７）前記メッシュが、白色またはほぼ白色の非伝導性
ファイバより製造される特許請求の範囲第１項記載のラ
ンプ組立体。
（８）前記メッシュが、透光性または半透明非伝導性フ
ァイバより製造される特許請求の範囲第１項記載のラン
プ組立体。
（９）前記メッシュが、高反射性の非伝導性ファイバよ
り製造される特許請求の範囲第１項記載のランプ組立体
。
（１０）前記メッシュが、約９００デニールと約１８０
０デニール間の範囲の非伝導性ファイバより製造される
特許請求の範囲第１項記載のランプ組立体。
（１１）前記メッシュが、非伝導性ファイバより製造さ
れ、隣接するファイバ間に４ｍｍ〜１８ｍｍの間隔を有
する特許請求の範囲第１項記載のランプ組立体。
（１２）各螺旋が単位インチ当り１．４〜２．１巻きで
ある特許請求の範囲第４項記載のランプ組立体。
（１３）前記メッシュが金属酸化物ファイバより成る特
許請求の範囲第１項記載のランプ組立体。
（１４）前記メッシュがアルミナ−ボリア−シリカファ
イバより成る特許請求の範囲第１項記載のランプ組立体
。
（１５）前記メッシュが、アルミナおよび石英より成る
群から選択された物質より製造される特許請求の範囲第
１項記載のランプ組立体。
（１６）前記メッシュが、その両端にて前記遮蔽体に固
定される特許請求の範囲第１項記載のランプ組立体。
（１７）前記光源カプセルが、４００ワットを越える動
作ワット数規格を有する特許請求の範囲第１項記載のラ
ンプ組立体。
（１８）長い動作時間に亙り前記光源カプセルの動作温
度に抗し得る非伝導性ファイバより製造される特許請求
の範囲第１項記載のランプ組立体。
（１９）前記光源カプセルがナトリウムを含み、前記メ
ッシュが、該メッシュの存在により惹起されるナトリウ
ム移動を実質的に除去するに十分低い伝導性を有するフ
ァイバより製造される特許請求の範囲第１項記載のラン
プ組立体。
（２０）前記光源カプセルが、アーク放電ランプより成
る特許請求の範囲第１項記載のランプ組立体。
（２１）前記光源が、タングステン−ハロゲン白熱カプ
セルより成る特許請求の範囲第１項記載のランプ組立体
。