JPS63274052A

JPS63274052A - 水素放電灯乃びその製造方法

Info

Publication number: JPS63274052A
Application number: JP62306075A
Authority: JP
Inventors: ユルゲン・ヴィット; ホルスト・クレムリング; ヴェルナー・シュヴァルツ
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1987-04-24
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1988-11-11
Also published as: DE3788870D1; EP0287706B1; DE3713704C2; EP0287706A3; EP0287706A2; DE3713704A1

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】ｌ瞥Δ１１本発明は、ランプ・エンベロープと、該エンベロープ内
に配設された電極とを有し、ランプ・エンベロープは少
なくとも光放射領域に、酸化ホウ素を含む紫外線透過領
域を備えている水素放電灯並びに該水素放電灯の製造方
法に関する。

本発明と関連して用いる術語「水素放電灯」とは水素ま
たは重水素或いはそれらの混合物が充填されているガス
放電灯を表すものと理解され度い。

水素放電灯においては、その動作時間の経過に伴い、初
期の輝度と比較して輝度損失が生ずるが、この輝度損失
は、本質的に、エンベロープ（バルブ）の透過率の減少
に起因するものである。特に、この透過率減少は、陰極
から生ずる発光材料、例えばバリウム、ストロンチウム
、カルシウムがエンベロープ内壁に沈着することにより
惹起される。

これら物質は石英ガラス内に拡散して石英ガラスと反応
する。それにより純石英ガラスの高い紫外線透過率は、
特に２５０ｍｍ以下の波長領域において著しく減少する
。

水素放電灯の使用寿命としては、一般に、所与の波長に
おける輝度が、初期輝度と比較して少なくとも５０％減
少するまで使用することができる期間と定義される。従
来の陰極構造を有する放電灯の波長２３０ｎｍにおける
使用寿命は、約７５０時間である。

米国特許第３，９５６，６５５号明細書から、バルブも
しくはエンベロープ材料としてホウケイ酸ガラスを使用
し、問題とする波長領域において約２倍の使用寿命が達
成される水素または重水素を充填した放電灯が知られて
いる。この使用ガ命の増加は石英ガラスの場合より、ア
ルカリ土類に対する化学抵抗性がホウケイ酸ガラスの方
が高いことに起因する０石英ガラスと比較して低いホウ
ケイ酸ガラスの紫外線透過率は、この場合、薄肉の壁に
より補償しなければならない、これは、ガラス・エンベ
ロープをリング状に延伸成形するか或いは管状に吹成成
形することにより達成される。

しかしながらそれには付加的な機械的費用が必要とされ
る６更に、壁厚が約０．３ｍｍにまでも減少されるため
に、破壊の危険性が高くなる。

光１と１贋一本発明の課題は、石英ガラス製のランプ・エンベロープ
を有する水素放電灯の使用寿命を改善することにある。

その場合、３００ｍｍより短い波長領域におけるエンベ
ロープの透過率の減少を１０％以下に留とめることを口
論むものである。

上の課題は、本発明によれば、ランプ・エンベロープと
該エンベロープ内に配設された電極とを有し、少なくと
も光放射領域に酸化ホウ素を含む紫外線透過領域を備え
ている水素放電灯において、電極が、発光物質として、
バリウム、カルシウム、ストロンチウムの混合酸化物を
有し、ランプのエンベロープ（２）が石英ガラスから形
成され、そして該エンベロープの放電に面する内面に少
なくともホウケイ酸ガラスからなる領域を備えることに
より解決される。

本発明の好適な実施態様においては、放電に面するエン
ベロープの内面上の少なくとも１つの領域にホウケイ酸
層が被着される。

本発明の別の好適な実施態様においては、放電に面する
ランプ・エンベロープの内面は、少なくとも１つの領域
において１０１ｍの厚さまで拡散された酸化ホウ素を含
有する。

本発明による水素放電灯の好適な製造方法においては、
ランプのエンベロープ（バルブ）の内面上の１つの領域
に、少なくとも酸化ホウ素を含有する懸濁物からなる層
が被着され、この層は乾燥過程後焼成されて放電に面す
る表面はホウケイ酸ガラスを形成してガラス質化される
。この場合、焼成温度は焼成過程中ホウケイ酸ガラスが
形成されるように高くするのが有利である。

本発明の更に他の有利な実施態様は特許請求の範囲第２
項以下に記述しである。

利点として、同じ壁厚の公知の放電灯と比較して、２５
０ｒ＋ｎ＋以下の波長領域で高い透過率が得られること
が判明した１本発明はまた、合成石英ガラスからなるエ
ンベロープを有する放電灯にも適用可能であり、ランプ
の使用範囲を２００ｒｖ＋以下の波長に拡大できる。

更に、本発明による放電灯は、例えば、排ガス系、試験
装置或いは煙道において要求されるような高温度の環境
、特に高温度設置場所において使用できるという利点を
有することが判明した。

好ＪＬＩＩ丸旌１μλ披朋− 以下、本発明による水素放電灯の実施例に関し第１八図
、第１Ｂ図、第１Ｃ図及び第２図を参照し詳細に説明す
る。

第１八図を参照するに、円筒状のランプ・エンベロープ
２の軸線１の領域において陽極及び陰極からなる電極ア
センブリがハウジング３内に配置されており、可能な限
り高い放射密度を達成するために、コイルの形態にある
電極間には、高融点の金属、例えばモリブデンからなる
スリットが配設されている。放射ビームの開き角は、例
えば３０〜４０”の領域にある。

石英ガラスからなるランプ・エンベロープ（バルブ）２
の内面には、本発明による、層４が設けられる。この層
の厚さは、５０　ｎ　ｍと１０１１１１１との間の範囲
内にある。尚、図示を明瞭にするために、この掻く薄い
層４は図には破線で表しである。第１Ｂ図及び第１Ｃ図
には、それぞれ、破線円５の領域内のエンベロープ壁の
縦断面が示しである。

第１Ｂ図は、電極アセンブリの高さ位置における本発明
によるランプのエンベロープ壁の縦断面を示す図である
。この図において、層４は、図示を明瞭にするためにハ
ツチングを付けて示しである。

例えばホウ酸のような溶液に浸漬することにより、ラン
プのエンベロー１２の内面に被層することも可能である
が、しかしながらまた、酸化ホウ素を、陰極スパッタリ
ング或いは熱蒸着にょ′リランプのエンベロープの内面
に被着することもできる。

浸漬、スパッタリング、塗装、或いは蒸着により酸化ホ
ウ素懸濁物を被着したならば、乾燥後に、焼入れ工程を
実施し、それにより石英ガラス層の表面をホウケイ酸ガ
ラスを形成してガラス質化する。

ランプ・エンベロープ２の内面にマスクを形成するか或
いは懸濁物の部分的スプレー、塗装または蒸着により、
ランプ・エンベロープの内面の光ビーム束が通過するた
めに予定した部分だけに本発明による層を設けることが
可能である。この場合、ビーム出射方向を可能な限り正
確に調整することが必要であることは言う迄もない。

第１Ｃ図には、ホウケイ酸面４゛を内面に有しているラ
ンプ・エンベロープ２の縦断面図が示しである。しかし
ながら、このホウケイ酸面４′は、第１Ｂ図とは異なり
独立の層を表すものではない。寧ろ、エンベロープの石
英ガラスとホウケイ酸ガラスとが連続構造を形成してい
て、内表面にホウケイ酸ガラスを有している。尚、第１
Ｃ図においてホウケイ酸面４゛は図示を明瞭にするため
に点で象徴的に示しである。

製造に当たり、石英ガラス・エンベロープの内面に、酸
化ホウ素懸濁物の薄層を設けて、この１層を短時間乾燥
後、例えば火炎で焼成する。これによりホウケイ酸ガラ
ス表面が形成されるが、このホウケイ酸ガラス表面は厚
さが薄いために石英ガラスの透過性に悪影響を与えるこ
とは無い。このホウケイ酸ガラス表面により、エンベロ
ープの内面には、ランプの動作中に付着するアルカリ土
類に対し化学的抵抗が付与される。その結果として、透
過率の減少は小さく、それと共に放電灯の使用寿命は長
くなる。

第２図は、２００〜３００ｎｍの波長の紫外線領域にお
ける種々なエンベロープ材料についてのスペクトル透過
率（％）を示すグラフである。図中、曲線Ａは、１−餉
厚さのホウケイ酸ガラスのスペクトル透過率を表す。こ
の曲線から明らかなように、透過率は２００ｎｍの波長
で急激に５０％以下に落ちる。他”方、波長が大きくな
るに伴い、透過率は増加し。

２５０ｎ−の領域で約８５％の透過率に達する。曲線Ｂ
は、厚さ０．３１のホウケイ酸ガラスの透過率を示す、
厚さが薄いので透過率は著しく改善され、２００ｎｍに
おいて既に７５％の透過率に達し、この場合波長が増加
しても、曲線Ａの場合と比較して透過率の上昇率は小さ
く留とまる。従って、２５０ｎｍの波長における透過率
は約８８％の値である。

曲線Ｃは、１＋１１１１厚さの石英ガラスの場合の透過
率曲線の推移を示す。この曲線から明らかなように、既
に２００ｎｍの波長において約８２％の透過率に達し、
２５０ｎｍの波長領域においては透過率は約９０％台に
ある。

一点鎖線りは、第１Ｃ図に示したように内面に拡散され
た酸化ホウ素を含有している１１１１ＩＩ厚さのエンベ
ロープ材料の場合のスペクトル透過率を示す曲線である
。この曲線りから明らかなように、吸光度は、石英ガラ
スと比較して非常に小さい０曲線りで示される透過率値
は、２００〜２６０ｎ＋＋の波長領域において曲線Ａで
示す同じ厚さのホウケイ酸ガラスの場合の値を遥かに凌
駕している１曲線りの透過率値は、大きくても２％の偏
差で近似的に曲線Ｃで示す透過率値に対応する。

２７０〜３００ｎｍの波長領域においては、図から明ち
かなように、波長の増加に伴う吸光度の変化は無視する
ことができ、透過率値は実質的に、界面における反射損
による影響しか受けない。

【図面の簡単な説明】

第１八図は、水素放電灯を部分的に縦断面で示す側面図
、第１ｂ区は、電極を配置した高さにおけるエンベロー
プ壁の層ＩＩ造を示す縦断面図、第１Ｃ図は、拡散した
ホウケイ酸ガラス層を有するエンベロープ壁の部分縦断
面図を示す図、第２図は種々なエンベロープに関するス
ベクＩ・ル透過率をグラフで示す線図である。２・・・エンベロープ、３・・・ハウジング、４・・・
層、４′・・・ホウケイ酸部、Ａ・・・１　ｒａｍＮの
ホウケイ酸ガラスのスペクトル透過率、Ｂ・・・０．３
ｍｍ厚のホウケイ酸ガラスのスペクトル透過率、Ｃ・・
・ｌＩｎｌ１１厚の石英ガラスのスペクトル透過率。ＦＩＧ、ＩＣ ′＆長（ｎｍｌ　　　　　　　　　− ＦＩＧ、２

Claims

【特許請求の範囲】１、ランプ・エンベロープと該エンベロープ内に配設さ
れた電極とを有し、少なくとも光放射領域に酸化ホウ素
を含む紫外線透過領域を備えている水素放電灯において
、電極が、発光物質として、バリウム、カルシウム、ス
トロンチウムの混合酸化物を有し、ランプのエンベロー
プ（２）が石英ガラスから形成され、そして該エンベロ
ープの放電に面する内面に少なくともホウケイ酸ガラス
からなる領域を備えていることを特徴とする水素放電灯
。２、少なくとも紫外線透過領域においてランプ・エンベ
ロープ（２）の内面にホウケイ酸ガラス層（４）が被着
されている特許請求の範囲第１項記載の水素放電灯。３、少なくとも紫外線透過領域において、ガラス・エン
ベロープ（２）の内面が、１０μｍの厚さまで拡散され
た酸化ホウ素を含んでいる特許請求の範囲第１項記載の
水素放電灯。４、酸化ホウ素含有量が２５％より少ない特許請求の範
囲第３項記載の水素放電灯。５、ランプ・エンベロープ（２）の内面全体に酸化ホウ
素を含んでいる特許請求の範囲第１項から第４項までの
いずれか１項記載の水素放電灯。６、ランプ・エンベロープと該エンベロープ内に配設さ
れた電極とを有し、少なくとも光放射領域に、酸化ホウ
素を含む紫外線透過領域を備えている水素放電灯であっ
て、電極が発光物質として、バリウム、カルシウム、ス
トロンチウムの混合酸化物を有し、ランプのエンベロー
プが石英ガラスから形成され、そして該エンベロープの
放電に面する内面に少なくともホウケイ酸ガラスからな
る領域を備えている水素放電灯を製造する方法において
、ランプ・エンベロープ（２）の内面の少なくとも紫外
線透過領域に、少なくとも酸化ホウ素を含有している懸
濁物からなる層を被着し、該層を乾燥過程後焼成して放
電に面する表面をガラス化してホウケイ酸ガラスの形成
させることを特徴とする水素放電灯の製造方法。７、焼成温度を、焼成過程中にホウケイ酸ガラスが形成
されるように高く選択する特許請求の範囲第６項記載の
水素放電灯の製造方法。