JPS6191846A - 高光度放電ランプ用高効率アーク管 - Google Patents

高光度放電ランプ用高効率アーク管

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JPS6191846A
JPS6191846A JP60219295A JP21929585A JPS6191846A JP S6191846 A JPS6191846 A JP S6191846A JP 60219295 A JP60219295 A JP 60219295A JP 21929585 A JP21929585 A JP 21929585A JP S6191846 A JPS6191846 A JP S6191846A
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JP
Japan
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arc tube
arc
reflector
discharge lamp
stems
Prior art date
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Pending
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JP60219295A
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ロバート・ドナルド・ダウニング
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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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
    • H01J61/827Metal halide arc lamps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/12Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
    • H01J61/18Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having a metallic vapour as the principal constituent

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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Discharge Lamp (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

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】 発明の背景 本発明は、ある種の写真投映装置に使用されるようなシ
ョートアーク形高光度放電ランプに関する。更に詳しく
は、本発明は、ワット当りのルーメン数または出力効率
を増大し、アーク管の予想寿命を延長する添加剤を含ん
だショートアーク形高光度放電ランプ用アーク管に関す
る。
典型的なショートアーク形高光度放電ランプは厚壁のバ
ルブ状アーク室を有する石英エンベロープと、このエン
ベロープのステム内に封止され、反対側の端部がエンベ
ロープから共通軸に沿って伸びている一対の細長い電極
とを有するアーク管を含む。300ワツトのショートア
ーク形^光度放電ランプの場合には、電極の内端部間の
アーク室は約2乃至3IIIIl(ミリメートル)であ
り、バルブの全体の直径は約8乃至10111111で
あり、全体の長さくステムを含む)は約5c+a(セン
ナメートル)である。
米国特許第4138621月には反射器内に取り付けら
れたこのようなショートアーク形放電ランプが開示され
ている。米国特許第3780342号にはショートアー
ク形ランプ用の安定器回路が開示されており、この回路
は比較的高い起動電圧パルスをランプの電極に印加し、
続いて比較的低い動作電圧を印加している。
米国特許第4138621号のショートアーク形放電ラ
ンプは所望の目的を達成しているが、放電ランプの効率
、予想寿命および金光鏝の全てを更に増大することが望
まれている。効率および予想寿命はショートアーク形放
電ランプのアーク管によって主に決定される。
従って、本発明の目的は効率を増大し、予想寿命を増大
したショートアーク形高光度放電ランプ用のアーク管を
提供することにある。
1」Δ」」 本発明は、使用効率を増大し、予想寿命を増大したショ
ートアーク形^光度放電ランプ用のアーク管を対象とす
る。更に、本発明はアーク管の容積を増大し、その全光
出力を増大することに関する。
アーク管は、バルブ部分と、このバルブ部分からそれぞ
れ伸び出ている第1および第2の細長いステムとを有す
るエンベロープを備えている。更に、アーク管は第1お
よび第2の細長い電極を有しており、この電極はエンベ
ロープの中へ伸びて、アーク放電路を限定するようにバ
ルブ部分において互いに対して離隔している。第1およ
び第2の電極はそれぞれバルブ部分から隔たったその領
域が第1および第2のステム内に封止されている。
バルブ部分はその内部に不活性ガスと、水銀(+」0)
、ジスプロシウム(Dy )およびヨウ素(I)から成
る封入物質を含んでいる。また、バルブ部分は不活性ガ
スと、水銀(Hg)、ジスプロシウム(Dy)、ヨウ素
(1)およびインジウム(In)から成る封入物質を含
んでもよい。
好適実施例の説明 第1図は投映装置用のランプ・ユニット10を示し、こ
のユニット10は、好ましくはガラスで作られて、円形
の凹面形状に成形された反射器部分12と、アーク管1
4の形の光源とを有する。
ガラスの反射器を使用することにより、反射器12の寸
法上の安定性が保証される。反射器12の楕円形状は光
を遠い焦点位置に集光し、この焦点は都合よくランプ・
ユニット10のリム取付は平面の前方でリムの直径にほ
ぼ等しい距離の所に位置付けることができる。
反射器12はリム16を有し、これによりランプGi曲
型的には写真投映の分野で使用するために取り付けられ
て受持される。反射1a12は可視光線に対しては高い
反射率を有しているが熱すなわち赤外放射線は透過する
周知の多層干渉フィルムから成るコーティング18をそ
の内表面に塗付してもよい。また、反射器12として、
鏡面仕上げをした金属反射器を使用してもよい。
反射器12は冷却用部分20を有するのが好ましく、こ
の冷却用部分は特に第1図においては一部破線で示され
ているように、反射器12の後部にアーク管14の後側
に設けられる。冷却用部分20は、アーク管14を冷却
するために、ランプ・ユニット10が取り付けられる投
映装置によって発生することのできる冷部空気が反射器
12に入るようにするための付加的な手段を提供する。
更に、冷却用部分20はアーク管14によって発生した
周囲の熱の一部を冷却用部分20を介して排出すること
によってアーク管14の全体から熱を取り去るための手
段を構成する。冷却用部分20による冷却はアーク管1
4の動作寿命を延長するように貢献する。
アーク管14は第1および第2の細長い電極22および
24を有しており、これらの電極はアーク管14内に伸
びて、アーク放雷路を限定するためにアーク管14のバ
ルブ部分26内において互いに対し離隔している。電極
22および24はタングステン・ワイヤで形成されるこ
とが好ましい。
図示のランプ・ユニツI〜10は直流(DC)動作用の
ものである。陽極を構成する電極22は電極24よりも
大きな直径を有するタングステン・ワイヤで形成される
。直流動作においては電極22はアーク管14の陽極と
して作用し、電極24はアーク管14の陰極として作用
する。交流(AC)動作の場合には2つの電極22およ
び24は実質的に同じ大きさである。ランプ・ユニット
10は電極22および24がタングステンの融解点近く
で動作し、実質的にその先端部が融解して動作中の電極
の先端部が丸く球形状になることがある。
肩部28および30間におけるアーク管14の取り付け
と共に電極22および24の電気的接続が第2図に詳細
に示されている。
反射器12は開口部32および34を有し、これらの開
口部の中心は反射器12の近焦点36を通り、かつラン
プ・ユニット10の光学軸を横切る線上にある。
アーク管14は反射器の光学軸上に横方向に取り付けら
れ、そのステム38は開口部32の中まで伸びている。
ステム38は開口部32の容積を充填しているガラス状
のセメント40内に設置されている。絶縁されたワイヤ
42が導入I!44に溶接され、肩部28の後部の小さ
な側部開口部を介して肩部28内に入っている。アーク
管14の他方のステム46は開口部34の中まで伸びて
、開口部34の容積を充填するガラス状のセメント40
内に設置されている。絶縁されたワイヤ48がアーク管
14の導入線50に溶接され、肩部30の後部の小さな
開口部を介して肩部30内に入っている。
ランプ・ユニット10の組立てにおいては、セメント4
0が硬化する前に、アーク管14をユニット10のリム
16に対して光学的に整列させる。
好適には、熱で急速に硬化し、典型的には石英材から成
るアーク管14およびガラス反射器12の両者に固着す
るセメントが使用される。1つの適切なセメントは、ペ
ーストを形成するためにリン酸と混合された、主に微細
なアルミナおよび煽焼カオリンを有すると共に、少量の
添加物としてリン酸二ナトリウムおよびリン酸三アルミ
ニウム(trialuiinui phosphate
 )を有するものである。
アーク管14が反射器12に堅固に固定されるようにア
ーク管14のステム38および46をセメント40内に
設置することによって、ランプ・ユニット10はアーク
管が光学基準系内に正確に位置決めされるようになる。
それから、ユニット10が適当なソケット内に挿入され
、リム16がユニット10を取り付ける写真投映装置に
よって適当に収容されると、ユニット10は更に調節を
行う必要もなく所望の光を発生する。
アーク管14は起動補助装置を有していてもよく、この
装置は前述した米国特許第4138621号に記載され
ている形式のものであってよく、起動補助装置に関連す
る更に詳細な記載についてはこの特許を参照されたい。
動作においては、アーク管14をその初期アーク放電状
態に開始させるために、安定器回路によって発生された
約8000ボルト乃至約10000ボルトの比較的高い
起動電圧がアーク管14の11iwAおよび陰極間に供
給される。この初期アーク状態の後、電流制限安定器回
路により発生される約40−120ボルトの範囲の電圧
がアーク管を動作状態に維持する。
本発明によれば、アーク管14は、第3図に少し拡大し
て示されているが、ランプ・ユニット10用の光源とし
て作用する。アーク管14は石英エンベロープを有し、
このエンベロープはほぼ楕円形の中央部すなわちバルブ
26を有すると共に、このバルブ26からの外側に伸び
るほぼ円筒形のステムすなわち延長部38および46を
有し、このステム38および46の外径はバルブ26の
外径よりもかなり小さい。第1および第2の電極22お
よび24はそれぞれモリブデンの薄片52および54に
溶接され、この薄片52および54は一]]− またそれぞれ導入@44および50に溶接されている。
薄片52および54はそれぞれステム38および46の
石英材に密着して、アーク管14に対するハーメチック
・シールを形成する。
アーク管14の典型的な全体の長さ56は約4゜20−
であり、バルブ26の中央区域における外径58は典型
的には約12−である。バルブ26の中央区域における
内径60は約6−である。電極22および24の内端部
間のアークの長さは約4−一である。
アーク管14は、投映用ショートアーク形^光度放電ラ
ンプ用の従来のアーク管に比較して効率が増大し、予想
寿命が増大している。アーク管14は典型的な封入圧力
が約300トルのアルゴンのような不活性ガスを含んで
いる。アーク管14の改良点は主に水銀(Ha)、ジス
プロシウム(Dv )およびヨウ素(1)から成る封入
物質を含むことによって達成される。また、封入物質は
水銀(Ha)、ジスプロシウム(Dl、ヨウ素(1)お
よびインジウム(1n)を有していてもよい。
アーク管14に含まれる封入物質は第1の実施例におい
ては次のもの、すなわち、27.12フィクロモル(8
9,4モル%)のH(1,0,44マイクロモル(1,
4モル%)のDy、2.78マイクロモル(9,2モル
%)の12、およびO乃至約0.73マイクロモルの範
囲のInの添加物から成るものである。
第2の実施例の封入物質は第1の実施例に示す成分を次
の範囲にしたものである。すなわち、約7マイクロモル
乃至約243マイクロモルのHg、約0.1マイクロモ
ル乃至約2.0マイクロモルのDv1約0.2マイクロ
モル乃至約6.5マイクロモルのIn、および約0.7
マイクロモル乃至約25.0マイクロモルのHgである
所与の範囲を有する第2の実施例に対してアーる り管14の容積は約0.1立状センチメートル乃ろ 至約0.5立菖センチメートルの範囲にある。このよう
な容積に対して、第1および第2の電極間の開隔は約2
mm乃至約6mlの範囲にある。
上述したように開示したアーク管を有するショートアー
ク形高光度放電ランプ(10)の動作により430乃至
70ナノメートルの波長の圧力拡大されたスペクトルが
形成される。アーク管14は本発明の利点を有していな
い従来のアーク管に比較して効率において約40%増大
している。
本発明のアーク管14は、試験の結束、故障を起こさず
に250時間以上動作し、従来のアーク管に比較して効
率の初期増加が40%であった。
本発明のショートアーク形高光痩放電ランプは従来のも
のと比較して効率が増大し、予想寿命が増大しているこ
とを理解されたい。
更に、上述したように、冷却用部分20がアーク管14
を更に冷加するために設けられているが、アーク管室の
容積の増大によってアーク管の壁温度を更に低下させる
ことができることを理解されたい。このU温度の低下は
アーク管の予想寿命を改良するものである。
また、ショートアーク形高光度放電ランプが楕円形の反
射器12を有するものとして説明したが、本発明の実施
においては放物面または球面のような種々の凹面形状を
有する反射器を用いてもよいことを理解されたい。この
ような反射器を用いる場合、ショートアーク形高光度放
電ランプの光学的な条件を考慮してアーク管14を反射
器内に配置することが重要なことである。
更にアーク管14をショートアーク形高光度放電ランプ
用として説明したが、本発明は同様に規定される高光度
放電アーク管が利用される他の用途、例えばステージ、
スタジオおよび光学繊維装置用に適応しうるちのである
ことを理解されたい。
また更に、アーク管14は明るい効率のよい光を必要と
する他の証明用途にも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による、反射器を含むランプ
・ユニットの正面図であり、 第2図は第1図の線2−2に沿った断面図であり、 第3図は本発明のアーク管を示す図である。 図中、10はランプ・ユニット、12は反射器、14は
アーク管、16はリム、20は冷却用部分、22.24
は電極、26はバルブ、28.30は肩部、32.34
は開口部、34.46はステム、40はガラス状セメン
ト、44.50は導入線を表わす。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、バルブ部分ならびに該バルブ部分からそれぞれ伸び
    ている第1および第2の細長いステムを有するエンベロ
    ープと、 前記エンベロープの中に伸びて、前記バルブ部分内にお
    いて互いに対し離隔してアーク放電路を限定する第1お
    よび第2の細長い電極であつて、前記バルブ部分から隔
    たったその領域が前記第1および第2のステム内にそれ
    ぞれ封止されている第1および第2の細長い電極と、 不活性ガスと水銀(Hg)、ジスプロシウム(Dv)お
    よびヨウ素(I)からなる封入物質を含む充填物と、 を有することを特徴とする高光度放電ランプ用アーク管
    。 2、バルブ部分ならびに該バルブ部分からそれぞれ伸び
    ている第1および第2の細長いステムを有するエンベロ
    ープと、 前記エンベロープの中に伸びて、前記バルブ部分内にお
    いて、互いに対し離隔してアーク放電路を限定する第1
    および第2の細長い電極であつて、前記バルブ部分から
    隔たったその領域が前記第1および第2のステム内にそ
    れぞれ封止されている第1および第2の細長い電極と、 不活性ガスと水銀(Hg)、ジスプロシウム(Dv)、
    ヨウ素(I)およびインジウム(In)から成る封入物
    質を含む充填物と、 を有することを特徴とする高光度放電ランプ用アーク管
    。 3、特許請求の範囲第2項記載のアーク管において、前
    記封入物質が、27.12マイクロモル(89.4モル
    %)のHg、0.44マイクロモル(1.4モル%)の
    Dy、2.78マイクロモル(9.2モル%)のI_2
    、および0ないし約0.73マイクロモルの範囲のIn
    の添加物からなるアーク管。 4、特許請求の範囲第3項記載のアーク管において、前
    記封入物質の成分の範囲として、約7マイクロモル乃至
    243マイクロモルのHg、約0.1マイクロモル乃至
    2マイクロモルのDy、約0マイクロモル乃至6.5マ
    イクロモルのIn、および約0.7マイクロモル乃至2
    5.0マイクロモルのHgであるアーク管。 5、特許請求の範囲第4項記載のアーク管において、前
    記アーク管の容積が約0.1立方センチメートル乃至0
    .5立方センチメートルの範囲にあり、前記第1および
    第2の電極間の間隔が約2mm乃至6mmの範囲にある
    アーク管。 6、特許請求の範囲第4項記載のアーク管において、前
    記エンベロープの全体の長さが約4.2cmであり、外
    径が約12mmであり、内径が約6mmであり、第1お
    よび第2の電極間の間隔が約4mmであるアーク管。 7、特許請求の範囲第4項記載のアーク管において、前
    記アーク管が凹面形の反射器と組み合わせて用いられ、
    前記アーク管の前記ステムが共通軸上に配設され、前記
    アーク管が反射器の光学軸を横切る軸に沿って前記反射
    器内に取り付けられているアーク管。 8、特許請求の範囲第7項記載のアーク管において、前
    記反射器が更に該反射器の後部から切り取られて、前記
    取り付けられたアーク管の後側に位置する冷却用部分を
    有する高光度放電ランプ用のアーク管。 9、特許請求の範囲第7項記載のアーク管において、前
    記アーク管の周囲に起動補助装置が配置されている高光
    度放電ランプ用のアーク管。
JP60219295A 1984-10-09 1985-10-03 高光度放電ランプ用高効率アーク管 Pending JPS6191846A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US06/659,120 US4612475A (en) 1984-10-09 1984-10-09 Increased efficacy arc tube for a high intensity discharge lamp

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6191846A true JPS6191846A (ja) 1986-05-09

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ID=24644119

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JP60219295A Pending JPS6191846A (ja) 1984-10-09 1985-10-03 高光度放電ランプ用高効率アーク管

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US (1) US4612475A (ja)
JP (1) JPS6191846A (ja)
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