JPH05109386A

JPH05109386A - 高圧放電ランプ

Info

Publication number: JPH05109386A
Application number: JP4092824A
Authority: JP
Inventors: Max L P Renardus; レオピーターレナルダスマツクス; Theodorus P P Kandelaars; ペトロネラプリナカンデラールステオドラス; Samuel A Carleton; アランカルレトンサミユエル; Cornelis Adrianus Johan Jacobs; アドリアヌスヨアネスヤコブスコルネリス
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1991-04-16
Filing date: 1992-04-13
Publication date: 1993-04-30
Also published as: EP0509584B1; EP0509584A1; US5252886A; DE69204517T2; DE69204517D1

Abstract

(57)【要約】【目的】製造するのが容易で、周囲に対する熱の良く
ない輸送が防止され、不合格品が限定される、真空漏れ
しない方法で密封され、セラミック材料の壁２を有し、
且つイオン化され得る充填物と、放電容器の両端部５，
６に配設されその放電容器の壁２を通って外部へ現れる
それぞれの電流供給導体７，８へ各々接続されている第
１電極３及び第２電極４とを設けられた長い放電容器１
を具えている高圧放電ランプを提供する。【構成】高圧放電ランプはセラミック材料の長い放電
容器１を有する。その放電容器１の壁２の外側表面積が
浮き出し12より強力に増大される。放電容器から周囲へ
の一層高い熱流が可能であるから、このランプは高負荷
に対抗できる。この方法で光束、色演出指数と色温度と
のいずれかの組み合わせ又はいずれか一つが改善でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空漏れしない方法で
密封され、セラミック材料の壁を有し、且つイオン化で
きる充填物と、放電容器の両端部に配設されその放電容
器の壁を通って外部へ現れるそれぞれの電流供給導体へ
各々接続されている第１電極及び第２電極とを設けられ
た長い放電容器を具えている高圧放電ランプであって、
前記放電容器は冷却手段を設けられている高圧放電ラン
プに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】そのような高圧放電ランプは、欧州特許
第0 315 261号から既知である。単結晶酸化金属、例え
ばサファイア、多結晶酸化金属、例えば半透明な、ガス
漏れしない焼結酸化アルミニウム又は酸化イットリウ
ム、又は窒化アルミニウムのような非酸化性材料のよう
な耐火材料がセラミック材料に向いている。この放電容
器の充填物は水銀又はナトリウムの様な金属、又はNa
（ナトリウム），Tl（タリウム），In（インジウム），
Sc（スカンジウム）と希土金属とのいずれかの組み合わ
せ又はいずれか一つを具えていてもよい。

【０００３】この既知のランプは、放電容器と機械的に
接触している個別の放射方向に延在するモールドされた
小片から成っている冷却手段を有している。この冷却手
段は一層高い負荷、及び従って一層高い電力消費の可能
性に貢献する。光束、色演出と色温度とのいずれかの組
み合わせ又はいずれか一つのようなランプ特性が、前記
冷却手段の無い類似のランプと比較してそれにより改良
され得る。

【０００４】既知のランプの欠点は、個別のモールドさ
れた小片が製造されねばならず、それがランプの構造を
一層複雑にしていることである。それに加えて、狭い公
差が順守されねばならない。一方において、モールドさ
れた小片がその放電容器に対して大きすぎると言う事実
により、放電容器から周囲への熱輸送が制限される危険
が存在する。他方においては、放電容器と一緒に組み立
てられるためにはモールドされた小片が小さすぎ、又は
モールドされた小片がランプの動作中に許容できない機
械的歪みを誘発し得るので、不合格品が発生するかも知
れない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特
に、製造するのが容易で、周囲に対する熱の良くない輸
送の危険が防止され、一方不合格品が限定される、冒頭
部分に記載した種類の高圧放電ランプを提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によると、この目
的は、冷却手段が放電容器の壁内の実質的に規則的な外
部浮き出しを形成する窪みにより形成されること、及び
この浮き出しが少なくとも電極の間に置かれた放電容器
壁の部分に設置され、且つ放電容器の全周にわたって延
在していること、によって達成される。

【０００７】壁の表面積が壁内の窪みにより増大される
ので、この放電容器は放射により一層多くのの熱を発散
できる。本発明によるランプに対しては個別のモールド
された小片が不必要なのみではなく、組み立て動作が少
ししか必要なく、放電容器の寸法に対する公差も広げて
もよい。それに加えて、冷却手段が放電容器と一体化さ
れており且つ個別のモールドされた小片から構成されて
いないので、周囲に対して信頼できる熱輸送が存在す
る。

【０００８】壁厚さ及び従って壁の外部表面積を増大す
ることにより放電容器の冷却容量を増加することは既知
であることは注目される。しかしながら、より大きい壁
厚さの欠点は、放容器の断面の表面積が大きくなるの
で、ランプ動作中の縦方向の熱輸送が相当増大すること
である。その結果として、電極間の壁が同じ温度の場合
に、放電容器の端部の近くの温度が一層高くなる。これ
が、電流供給導体と放電容器との間に許容できない機械
的歪みを生じることがある。このようなランプの価格
は、その放電容器により多くのセラミック材料が必要で
あるからより高価である。

【０００９】壁の断面の表面積を増加することなく、本
発明に従ってランプの放電容器の壁に浮き出しを準備す
ることにより、壁の表面積は大幅に増大される。その結
果として、本発明によるランプは、浮き出しのない高圧
放電ランプよりも、電極間の放電容器の同じ縦方向温度
分布において一層大きい出力を消散できる。適当な形状
と寸法との浮き出しを放電容器に与えることによって、
それらのランプの全部がほぼ同じ長さの放電容器を有す
る比較的低い出力を消散するのに適したランプと、比較
的高い出力を消散するのに適したランプとの両方を具え
ているランプの種類を実現することが可能である。

【００１０】英国特許第1 401 293 号が光学的理由で丸
くない放電容器を有するランプを開示していることは注
目される。この特許には、この放電容器から周囲への熱
輸送を改善することはなんら示唆されていない。断面が
図示されたランプは比較的に高い負荷に対して適しても
いない。この特許が外側に二つの浮き出しを設けられた
放電容器を示していることは事実であるが、これらの浮
き出しは放射された放射線のビーム集中と約 180°より
大きくない放電容器の周りの角度を同時に納めるために
向いている。従ってこの放電容器の周囲の大部分は浮き
出しを有していない。それ故に、この放電容器から周囲
への熱輸送は非常に不均一に分布されるので、放電容器
の断面における放電容器の周りの温度はどこでも同じで
はない。これは、放電容器における機械的歪みの危険を
伴い、一方ランプ特性は不利に影響され得る。対照的
に、本発明によるランプにおける浮き出しは、少なくと
も電極間に置かれた放電容器の部分において、放電容器
の完全な周囲にわたって存在しているので、温度のばら
つきは限定され、熱的負荷による許容できない歪みは回
避される。

【００１１】本発明によるランプにおいては、熱的負荷
がそこで最高であるから、少なくとも電極間に置かれた
放電容器壁の部分にわたって浮き出しが存在する。浮き
出しが設けられていない部分における壁厚さは、例えば
窪みにおける放電容器の壁厚さに一致してもよく、又は
その代わりに、例えば窪みの間の壁厚さに一致してもよ
い。しかしながら、この浮き出しに対しては、例えば量
電極を越えて、あるいは放電容器の外側全部にわたって
さえも更に延在することが有利である。実際には、全放
電容器にわたる非常に一様な温度分布をこの時得ること
ができる。それ故に浮き出しが電極を越えて延在するこ
とを特徴とする本発明によるランプに対して選択が与え
られる。

【００１２】本発明によるランプには規則的な浮き出し
が用いられ、すなわち、窪みは放電容器壁の外部全体に
わたって規則的に分布されている。それにより一様な冷
却を得ることができる。

【００１３】例えば、放電容器全体にわたって必要な非
常に小さい温度勾配が得られなければならない場合に
は、例えばその放電容器の全長にわたってその放電容器
の中央から両端まで窪みのピッチが規則的に増大又は減
少することにより、規則的に進歩する浮き出しを使用す
ることが望ましくなり得る。

【００１４】この浮き出しは任意の方向に走る溝を有し
てもよい。好適な一実施例においては、窪みが連続な横
断溝を具えている。放電容器における縦方向歪みがこれ
らの横断溝により回避される。これが一層高い熱負荷に
対抗することのできる放電容器に寄与する。横断溝を有
する放電容器は、その放電容器が回転され、ダイヤモン
ド鋸の回転する組がそれに押圧されることにより容易に
製造され得る。

【００１５】別の魅力的な実施例においては、窪みが縦
方向溝を具えている。放電容器が押し出しにより製造さ
れる場合に、そのような溝を容易に得ることができる。
好適な実施例において、放電容器が縦方向溝と横断溝と
の両方を有している。この放電容器はそれで非常に大き
い外部表面積を有することができる。

【００１６】もう一つの有利な実施例においては、窪み
が深さと最大直径とを有する井戸であり、その深さは少
なくとも最大直径の３倍以上である。そのような井戸は
黒体としてほぼ動作するので、放射による高度の熱輸送
が達成され得る。

【００１７】非常に有利な実施例においては、放電容器
がガスにより、例えば窒素ガスにより満たされた外側バ
ルブ内に包含されている。この時この放電容器は放射に
よるのみでなく、対流によっても周囲へ熱を発散でき
る。

【００１８】

【実施例】本発明による高圧放電ランプのこの態様及び
その他の態様を図面を参照して以下に説明する。

【００１９】図１に示した高圧放電ランプは、真空漏れ
しない方法で密封されて半透明でガス漏れしない焼結多
結晶アルミナ(PCA) の壁２を有する長い放電容器１を有
している。この放電容器１はイオン化できる充填物と、
この放電容器１の端部５，６に配設された電極３，４と
を設けられている。それら電極３，４はこの放電容器１
の壁２を通って外部へ出る電流供給導体７，８へ接続さ
れている。この放電容器１は冷却手段10を設けられてい
る。図示の実施例では、放電容器１は例えば多結晶アル
ミナの管1a, 1bによって端部５，６で密封されており、
それらの管は真空漏れしない方法で封入され、且つその
放電容器から突出している。その代わりに、管1a, 1bは
その放電容器１内に完全に封入された短い栓として構成
されてもよい。封入による代わりに、管1a, 1bとこの放
電容器１との間の接続は一緒に焼結することにより得ら
れてもよい。

【００２０】冷却手段10はこの放電容器１の壁２の外側
において浮き出し12を形成する窪み11により形成されて
おり、その浮き出しは図示の実施例においては電極３，
４間に置かれた壁２の部分全体にわたって延在し、且つ
その放電容器１の全周にわたって延在している。この放
電容器１は窒素で満たされた外側バルブ20内に包含さ
れ、且つそのランプはエジソン電灯キャップ30を有して
いる。

【００２１】図２では図１内の部分に相当する部分は、
100 大きい参照符号を有している。図示の実施例におい
ては、窪み111 は連続する横断溝113 であり、且つそれ
により形成された浮き出し112 は電極103, 104を越えて
延在している。この放電容器101 は一層明確にするため
に部分的に破断した状態で示してある。

【００２２】図３では図１内の部分に相当する部分は、
200 大きい参照符号を有している。この実施例において
は、窪み211 は縦方向溝214 である。浮き出し212 は放
電容器201 の壁202 の外部全体にわたって延在してい
る。

【００２３】図４では図１内の部分に相当する部分は、
300 大きい参照符号を有している。この実施例において
は、窪み311 は縦方向溝314 と連続する横断溝313 との
両方から成っている。溝313, 314のこの組み合わせによ
って、放電容器301 の壁302の外部はとげ状の浮き出し3
15 を有している。

【００２４】図５では図１内の部分に相当する部分は、
400 大きい参照符号を有している。ここではぼみ411 は
深さと最大直径とを有する井戸416 であり、その深さは
少なくとも最大直径の３倍以上である。

【００２５】真空外側バルブと窒素充填外側バルブとの
両方について、図３に示したような放電容器を有する高
圧ナトリウムランプのランプ特性が測定され、慣例的な
放電容器を有するランプのランプ特性と比較された。そ
のイオン化できる充填物は、8.3/40の重量比でのナトリ
ウム−水銀アマルガムの22.5mgと、室温において1400mb
arの圧力を有するキセノンとから成っていた。このラン
プは視感度効率がそのランプの最大になるように調節さ
れていた。この放電容器の端面の表面積は全部の場合に
19.8mm²であった。これらのランプの関連する寸法の概
要は表１に与えられている。

【００２６】

【表１】

【００２７】ランプ特性と最大視感度効率が実現された
設定とは表２に与えられている。この表において、Ｐ_la
はＷで示したランプにより消費される電力であり、Ｖ_la
はＶで示したこのランプを横切る実効電圧であり、Ｉ_la
はＡで示したこのランプを通る実効電流であり、φはlm
で示した全体光束であり、η_laはlm／Ｗで示したランプ
の視感度効率であって、且つＴ_wはＫで示した放電容器
壁の最高温点の温度である。この温度は分光学により決
定することができる。それに加えてこの表は、壁の内側
における最高温度がその電力に対して1550Ｋとなるラン
プによって消費される電力Ｐ_la（最大）を示しており、
この温度は壁材料として使用されているガス漏れしない
焼結された酸化アルミニウムに対する臨界であるとみな
されている温度である。表２から、ランプにより消費さ
れる電力の増大ができること、及び放電容器壁における
浮き出しの使用によって視感度効率が増大されることが
わかる。これの結果は一層高い光束も実現され得ること
になる。外側バルブがガスにより満たされた場合には、
視感度効率での更に一層大きい改良が可能である。

【００２８】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】部分的には側面図で、部分的には断面図で、高
圧放電ランプの一実施例を示している。

【図２】部分的には側面図で、部分的には断面図で、高
圧放電ランプの第２実施例の放電容器を示している。

【図３】斜視図で高圧放電ランプの放電容器の第３実施
例を示している。

【図４】斜視図で高圧放電ランプの放電容器の第４実施
例を示している。

【図５】これも斜視図で高圧放電ランプの放電容器の第
５実施例を示している。

【符号の説明】

１，101, 201, 301, 401 放電容器 1a, 101a, 201a, 301a, 401b, 1b, 101b, 201b, 301b,
401b 管２, 102, 202, 302, 402 壁３，103, ４，104 電極５，105, 205, 305, 405, ６, 106, 206, 306, 406 端
部７，107, 207, 307, 407, ８, 108, 208, 308, 408 電
流供給導体 10, 110, 210, 310, 410 冷却手段 11, 111, 211, 311, 411 窪み 12, 112, 212, 312, 412 浮き出し 113, 313 連続する横断溝 214, 314 縦方向溝 315 とげ状の浮き出し 416 井戸 20 外側バルブ 30 エジソン電灯キャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者テオドラスペトロネラプリナカンデラールスオランダ国 5621 ベーアーアインドーフエンフルーネバウツウエツハ１ (72)発明者サミユエルアランカルレトンベルギー国トウルンホウトステーンベークオプギールレ 417 (72)発明者コルネリスアドリアヌスヨアネスヤコブスベルギー国トウルンホウトステーンベークオプギールレ 417

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空漏れしない方法で密封され、セラミッ
ク材料の壁(2) を有し、且つイオン化できる充填物と、
放電容器(1) の両端部(5,6)に配設されその放電容器(1)
の壁(2) を通って外部へ現れるそれぞれの電流供給導
体(7, 8)へ各々接続されている第１電極(3) 及び第２電
極(4) とを設けられた長い放電容器(1) を具えている高
圧放電ランプであって、前記放電容器(1) は冷却手段(1
0)を設けられている高圧放電ランプにおいて、前記冷却手段(10)が前記放電容器(1) の壁(2) 内の実質
的に規則的な外部浮き出し(12)を形成する窪み(11)によ
り形成されること、及びこの浮き出し(12)が少なくとも電極(3, 4)の間に置
かれた放電容器壁(2)の部分に設置され、且つ放電容器
(1) の全周にわたって延在していること、を特徴とする
高圧放電ランプ。
【請求項２】浮き出し(112) が両電極を越えて延在する
ことを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】窪み(111) が連続する横断溝(113) を具え
ていることを特徴とする請求項１又は２記載の高圧放電
ランプ。
【請求項４】窪み(211) が縦方向溝(214) を具えること
を特徴とする請求項１、２又は３記載の高圧放電ラン
プ。
【請求項５】窪み(411) が深さと最大直径とを有する壁
(416)を有し、その深さは少なくとも最大直径の３倍以
上であることを特徴とする請求項１又は２記載の高圧放
電ランプ。
【請求項６】前記放電容器(1) がガスにより、例えば窒
素ガスにより満たされている外側バルブ(20)内に包含さ
れていることを特徴とする前記請求項のうちいずれか１
項記載の高圧放電ランプ。