JPS6362067B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は高圧メタルハライドアーク放電ラン
プ、特に低電力形のメタルハライドアーク放電ラ
ンプ構造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a high pressure metal halide arc discharge lamp, and more particularly to a low power metal halide arc discharge lamp structure.
高圧メタルハライドアーク放電ランプは通常水
銀、金属ハロゲン化物及び始動用ガスを封入した
石英管により構成される。この種の高圧メタルハ
ライドアーク放電ランプについては米国特許第
3761758号明細書に開示され、そこには両端に電
極を有するダブルエンドタイプの発光管が記載さ
れる。この発明は特に低電力形メタルハライドラ
ンプに関するものであり、米国特許第4161672号
明細書のダブルエンドタイプの発光管を用いた場
合の記述と関連している。 High pressure metal halide arc discharge lamps typically consist of a quartz tube filled with mercury, metal halide, and starting gas. This type of high-pressure metal halide arc discharge lamp is described in U.S. Patent No.
No. 3,761,758, which describes a double-ended arc tube having electrodes at both ends. This invention particularly relates to low power metal halide lamps and is related to the description of the use of a double-ended arc tube in US Pat. No. 4,161,672.
本発明は２個の主電極が発光管の一方側で封着
されるシングルエンドタイプ（一端封止形）の発
光管から成る低電力形メタルハライドアーク放電
ランプの提供を目的とする。この発光管は米国特
許第4161672号明細書で開示されたものに比べて
高速設備での製造に好適し且つ破損しにくい構造
である。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a low-power metal halide arc discharge lamp comprising a single-ended arc tube in which two main electrodes are sealed on one side of the arc tube. This arc tube is more suitable for manufacture in high-speed equipment and has a structure that is less susceptible to breakage than that disclosed in US Pat. No. 4,161,672.
本発明者等は、数千時間という一般照明用に適
する長寿命のシングルエンドメタルハライドラン
プを作るために、電極の内側チツプ（先端）間距
離、すなわちギヤツプに対する電極チツプと発光
管内壁との最短距離の比を制御することが必要で
あることを見い出した。この比はランプ寿命を通
じてルーメン維持が許容でき且つ長寿命を保証す
るためには0.4以上でなければならない。実際に
は400W及び1000Wの高電力形シングルエンドメ
タルハライドプロジエクタランプが投光照明用と
して実用化されているが、本発明に係るシングル
エンドランプはこれらプロジエクタランプと種々
の点で異なるほか使用電力にも違いがある。プロ
ジエクタランプではその定格寿命がせいぜい1000
時間であつて極めて高い負荷、すなわち発光管壁
の単位面積当り約50W／cm2を要求する。更にプロ
ジエクタランプにおける上述の比率は明らかに
0.4以下で選定されている。 In order to create a long-life single-end metal halide lamp suitable for general lighting for several thousand hours, the inventors determined the distance between the inner tips of the electrodes, that is, the shortest distance between the electrode tips and the inner wall of the arc tube with respect to the gap. We have found that it is necessary to control the ratio of This ratio must be greater than 0.4 to ensure acceptable lumen maintenance and long life throughout the lamp life. In reality, 400W and 1000W high-power single-end metal halide projector lamps have been put into practical use for floodlighting, but the single-end lamp according to the present invention differs from these projector lamps in various ways and also uses less power. There is also a difference. Projector lamps have a rated life of at most 1000
It requires a very high load for a time, ie about 50 W/cm 2 per unit area of the arc tube wall. Furthermore, the above ratio in projector lamps is clearly
Selected as 0.4 or less.
従つて、本発明の目的は新規且つ改良された低
電圧形シングルエンドメタルハライドアーク放電
ランプを提供することにある。すなわち、一端側
に２個の主電極が封着された発光管から成り、こ
の発光管のアーク長に対する電極チツプ（先端
部）が発光管壁の最短距離の比率0.4以上に設定
される低電力形メタルアーク放電ランプが提供さ
れる。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a new and improved low voltage single-ended metal halide arc discharge lamp. In other words, it consists of an arc tube with two main electrodes sealed on one end, and the electrode tip (tip) is set to a ratio of 0.4 or more to the shortest distance of the arc tube wall to the arc length of the arc tube. A shaped metal arc discharge lamp is provided.
以下本発明に係る実施例について図面を参照し
つつ詳述する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
高圧メタルハライドアーク放電ランプの一般サ
イズは石英発光管の端部に封着される一対の電極
用プレスリボンシール構造も含められる。この種
ランプのエネルギーバランスの検討において各電
極の平均電力損失は次式により求められる。 The general size of high-pressure metal halide arc discharge lamps also includes a pressed ribbon seal structure for a pair of electrodes sealed to the ends of the quartz arc tube. In studying the energy balance of this type of lamp, the average power loss of each electrode is determined by the following equation.
PE＝Irns×VA＋Ｋ／２
ここでPEは各電極に対する平均電力損、Irnsは
ランプ電流の実効値（rms）、及びVA+Kは50−60
Hz動作における陽極プラス陰極降下の平均値であ
り、VA+Kの代表的な値は第１表に示す通りであ
る。 P E = I rns × V A +K/2 where P E is the average power loss for each electrode, I rns is the effective value (rms) of the lamp current, and V A+K is 50−60
Typical values of V A+K , which is the average value of the anode plus cathode drop in Hz operation, are shown in Table 1.
第 １ 表
ランプタイプ VA+K（Ｖ）
高圧水銀ランプ 9.52
高圧ナトリウムランプ 5.39
スカンジウム−ナトリウムよう化物ランプ
11.50
インジウム、タリウム−ナトリウムよう化物ラ
ンプ 10.59
ジスプロシウムよう化物ランプ 11.25
錫よう化物ランプ 10.36
これより3.3Arns動作の通常の400Wスカンジウ
ム−ナトリウムよう化物ランプに対する２個の電
極のそれぞれの電力損失は前述の式により19Wと
なり、入力電力の約10％（38W）が一対の電極で
損失となる。そして、このエネルギーのほとんど
が発光管プレスシール部（圧着封止領域）に伝達
され、ここから大部分が熱放射として消費され、
残り一部分が支柱線に導かれて放射することが見
い出された。発光管を短かくするほど低電力形設
計になるが、これらの損失は一般には入力電力に
比例して減少しない。この理由は前述の式の吟味
によつて説明されよう。すなわち、VA+Kはラン
プタイプ（品種）で固定されるのでPEのみがラ
ンプ電流Irnsの減少に対応して小さくなる。30〜
60Wランプでは所要のランプ電流減少に約10倍の
水銀蒸気圧の増加が必要となる。我々はこれによ
つて一般にルーメン（光束）維持を悪化させ、プ
ラズマに不安定性を生じさせ且つ不純物問題を招
き易いことを見い出した。Table 1 Lamp type V A+K (V) High pressure mercury lamp 9.52 High pressure sodium lamp 5.39 Scandium-sodium iodide lamp
11.50 Indium, thallium-sodium iodide lamps 10.59 Dysprosium iodide lamps 11.25 Tin iodide lamps 10.36 From this, the power dissipation in each of the two electrodes for a typical 400W scandium-sodium iodide lamp operating at 3.3A rns is given by the equation above. The result is 19W, and approximately 10% (38W) of the input power is lost in the pair of electrodes. Most of this energy is transmitted to the arc tube press seal area (crimped sealing area), from which the majority is consumed as heat radiation.
It was discovered that the remaining part was guided by the strut lines and radiated. Shorter arc tubes result in lower power designs, but these losses generally do not decrease linearly with input power. The reason for this will be explained by an examination of the above formula. That is, since V A+K is fixed depending on the lamp type (product type), only P E decreases in response to a decrease in lamp current I rns . 30〜
For a 60W lamp, the required lamp current reduction requires an increase in mercury vapor pressure of approximately 10 times. We have found that this generally worsens lumen maintenance, causes instability in the plasma, and is susceptible to impurity problems.
本発明に係るシングルエンド発光管の使用は前
述の欠点を受けることなしに電力損失を低減す
る。第１図及び第２図に示されるように、本発明
のメタルハライドアーク放電ランプはプレスシー
ル部２を一端側に有する発光管１により構成され
る。プレスシール部２に埋設されたモリブデンリ
ボン４には電極３が接続され、この電極が発光管
１に伸びる。モリブデン箔のリボン４は外部導出
リード５に接続される。また、プレスシール部２
の反対側の発光管１に排気管封止部６がある。 The use of a single-ended arc tube according to the invention reduces power losses without suffering the aforementioned disadvantages. As shown in FIGS. 1 and 2, the metal halide arc discharge lamp of the present invention is comprised of an arc tube 1 having a press seal portion 2 at one end. An electrode 3 is connected to the molybdenum ribbon 4 embedded in the press seal portion 2, and this electrode extends to the arc tube 1. The molybdenum foil ribbon 4 is connected to an external lead 5. In addition, the press seal part 2
There is an exhaust pipe sealing part 6 on the arc tube 1 on the opposite side.
図でＤとして示された電極３の内側チツプ間の
距離は図でＷとして示された電極３のチツプと発
光管１の内壁との最短距離に関連する。本発明の
目的達成手段としてＷ／Ｄの比率は0.4以上に選
定される。この比率が0.4にならない場合には管
壁がランプの短寿命とルーメン維持に悪影響を及
ぼすことが判明した。 The distance between the inner tips of the electrodes 3, indicated as D in the figure, is related to the shortest distance between the tips of the electrodes 3, indicated as W in the figure, and the inner wall of the arc tube 1. As a means for achieving the object of the present invention, the W/D ratio is selected to be 0.4 or more. It has been found that if this ratio is not 0.4, the tube wall will have a negative effect on the lamp life and lumen maintenance.
本発明に係る具体的な40Wランプでは、発光管
１はT3タイプ溶融石英管（外径約9.4mm内径約7.4
mm）の20mm長のものから作られ、その上方端部に
直径４mmの排気管が溶着された。電極組立体は約
0.5mm（20ミル）径のトリウムタングステン電極
３、約2.3mm（89ミル）巾のモリブデンリボン４、
及び0.8mm（30ミル）径のモリブデン導出リード
５から構成され、石英管に挿入される。この石英
管は２個の成型治具間でプレスシール部２を形成
するように軟化状態にされ電極組立体と共に圧着
される。成型治具は、第１図に示されるように、
発光管１をほぼ卵形形状となるような曲面であ
る。ここで圧着工程中は発光管１を第１図及び第
２図に示す形状にするべく排気管を通してガス圧
力が導入される。すなわち、プレスシール部２に
平行な断面が第１図に示すほぼ卵形に且つ、プレ
スシール部２に直交する断面が第２図に示すほぼ
球形に形成される。ここで電極３間のクラツク防
止にプレスシール部２に肉盛り部を設ける。封入
物として9.1mgの水銀、0.65mgのよう化水銀、1.0
mgのスカンジウム金属及び200トールのアルゴン
が排気管を通して添加され、次いで封止された。
この場合アーク長である距離Ｄは3.1mmであり電
極３のチツプ（先端部）と内壁の最短距離Ｗは
1.4mmであつた。従つてＷ／Ｄの比率は0.45であ
る。このランプに関する負荷は発光管壁面積の単
位平方センチメートル当り約11Wであつた。 In the specific 40W lamp according to the present invention, the arc tube 1 is a T3 type fused silica tube (about 9.4 mm in outer diameter and about 7.4 mm in inner diameter).
A 4mm diameter exhaust pipe was welded to its upper end. The electrode assembly is approx.
0.5 mm (20 mil) diameter thorium tungsten electrode 3; approximately 2.3 mm (89 mil) wide molybdenum ribbon 4;
and a molybdenum lead-out lead 5 with a diameter of 0.8 mm (30 mil), which is inserted into a quartz tube. This quartz tube is softened and pressed together with the electrode assembly to form a press seal 2 between two molding jigs. The molding jig, as shown in Figure 1,
The curved surface makes the arc tube 1 approximately oval in shape. During the crimping process, gas pressure is introduced through the exhaust pipe in order to shape the arc tube 1 into the shape shown in FIGS. 1 and 2. That is, the cross section parallel to the press seal part 2 is formed into a substantially oval shape as shown in FIG. 1, and the cross section perpendicular to the press seal part 2 is formed into a substantially spherical shape as shown in FIG. Here, a built-up portion is provided on the press seal portion 2 to prevent cracks between the electrodes 3. 9.1 mg mercury, 0.65 mg mercury iodide, 1.0 as inclusions
mg of scandium metal and 200 torr of argon were added through the exhaust tube and then sealed.
In this case, the distance D, which is the arc length, is 3.1 mm, and the shortest distance W between the tip (tip) of the electrode 3 and the inner wall is
It was 1.4mm. Therefore, the W/D ratio is 0.45. The load on this lamp was about 11 W per square centimeter of arc tube wall area.
ランプは初期（０時間）で3010ルーメンの光束
を呈しその動作条件が電圧35V電流0.873Aであつ
た。100時間後には64V，0.766Aで2440ルーメン
であつた。本発明に係るランプは数千時間の寿命
試験を経ており、5800時間後でのランプの光束維
持率は100時間値に対して80％であつた。 The lamp exhibited a luminous flux of 3010 lumens at the initial stage (0 hours), and its operating conditions were a voltage of 35V and a current of 0.873A. After 100 hours, it was 2440 lumens at 64V and 0.766A. The lamp according to the present invention has undergone a life test of several thousand hours, and the luminous flux maintenance rate of the lamp after 5800 hours was 80% of the 100 hour value.
第１図は本発明に係るシングルエンドメタルハ
ライドアーク放電ランプのプレスシール部に平行
な断面図及び第２図は同じくプレスシール部に直
交する断面図である。
１……発光管、２……プレスシール部、３……
電極、４……モリブデンリボン、５……外部導出
リード。
FIG. 1 is a sectional view parallel to a press seal portion of a single-ended metal halide arc discharge lamp according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view perpendicular to the press seal portion. 1... Arc tube, 2... Press seal part, 3...
Electrode, 4... Molybdenum ribbon, 5... External lead-out lead.
Claims (1)
化物及び始動用ガスを封入した発光管、及び前記
プレスシール部に埋設した前記発光管に伸びた二
つの主電極を具備し、前記電極の内側チツプ間の
距離を所定寸法Ｄとし、前記電極チツプと前記発
光管の内壁との最短距離を寸法Ｗとするとき、前
記チツプ間距離に対する前記チツプと内壁間距離
の比Ｗ／Ｄを0.4以上に選定したことを特徴とす
るシングルエンドメタルハライドアーク放電ラン
プ。 ２ 前記プレスシール部の対向側の発光管端部に
排気用封止部を設けた特許請求の範囲第１項に記
載のメタルハライドアーク放電ランプ。 ３ 前記発光管は前記プレスシール部に対する平
行断面がほぼ卵形であり、直交断面がほぼ球形で
ある特許請求の範囲第１項に記載のメタルハライ
ドアーク放電ランプ。[Claims] 1. An arc tube having a press seal at one end and filled with mercury, a halide, and a starting gas, and two main electrodes embedded in the press seal and extending to the arc tube. , when the distance between the inner tips of the electrodes is a predetermined dimension D, and the shortest distance between the electrode tips and the inner wall of the arc tube is the dimension W, the ratio of the distance between the tips and the inner wall to the distance between the tips is W/ A single-end metal halide arc discharge lamp characterized in that D is selected to be 0.4 or more. 2. The metal halide arc discharge lamp according to claim 1, wherein an exhaust sealing part is provided at the end of the arc tube opposite to the press seal part. 3. The metal halide arc discharge lamp according to claim 1, wherein the arc tube has a substantially oval cross section parallel to the press seal portion and a substantially spherical cross section perpendicular to the press seal portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56043075A JPS57163956A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Metal halide arc discharge lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56043075A JPS57163956A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Metal halide arc discharge lamp |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57163956A JPS57163956A (en) | 1982-10-08 |
| JPS6362067B2 true JPS6362067B2 (en) | 1988-12-01 |
Family
ID=12653721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56043075A Granted JPS57163956A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Metal halide arc discharge lamp |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57163956A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4636687A (en) * | 1984-03-27 | 1987-01-13 | Gte Products Corporation | Electrode alignment and capsule design for single-ended low wattage metal halide lamps |
-
1981
- 1981-03-24 JP JP56043075A patent/JPS57163956A/en active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| TECHNICAL PAPERS FACTORS IN THE DESIGN OF SCANDIUM-SODIUM IODIDE ARC DISCHARGE LAMPS=1980 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57163956A (en) | 1982-10-08 |
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