KR20140090158A - 크라운 및 포일 점화 보조물을 갖는 고휘도 방전 램프 - Google Patents

크라운 및 포일 점화 보조물을 갖는 고휘도 방전 램프 Download PDF

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KR20140090158A
KR20140090158A KR1020147010332A KR20147010332A KR20140090158A KR 20140090158 A KR20140090158 A KR 20140090158A KR 1020147010332 A KR1020147010332 A KR 1020147010332A KR 20147010332 A KR20147010332 A KR 20147010332A KR 20140090158 A KR20140090158 A KR 20140090158A
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자노스 칼레이
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

고휘도 방전 램프는, 내부 방전 영역을 갖는 중앙부와, 중앙부의 단부로부터 각각 연장되는 2개의 레그부를 포함하는 전기 절연 아크 튜브를 포함한다. 중앙부는 레그부보다 큰 사이즈이다. 전기 도체는 레그부 각각을 통해 연장되고, 방전 영역 내에서 서로 이격된다. 투광성 엔벌로프가 아크 튜브를 밀폐한다. 프레임 부재는 도체중 하나에 전기적으로 부착된다. 점화 보조물은, 레그부중 하나의 주위에 배치되어 프레임 부재와 전기적으로 접촉하는 전기 전도성 포일을 포함한다. 포일과 전기 접촉하여 배치된 전기 전도성 크라운이 중앙부 상에 또는 중앙부 근처에 위치된다.

Description

크라운 및 포일 점화 보조물을 갖는 고휘도 방전 램프{HIGH INTENSITY DISCHARGE LAMP WITH CROWN AND FOIL IGNITION AID}
본 개시는 고휘도 방전 램프에 관한 것이고, 특히 이러한 램프에 사용된 점화 보조물(ignition aid)에 관한 것이다.
자속(self-sustained) 방전을 개시하는데 필요한 전자의 수와 절연파괴(breakdown) 속도에 차이가 존재하지만, 근본적인 절연파괴 기구는 저압 방전(예를 들면, 형광 램프) 또는 고압 방전(아크 방전 램프)에 대해 동일하다. 방전은 반대의 전위를 갖는 2개의 도체 사이에서 개시된다. 도체 사이의 공간은 일반적으로 가스를 포함하고, 또 기밀 용기 내에 개시 가스를 밀폐시킴으로써 가스의 품질/순도를 유지하는데 노력을 기울인다. 방전의 본질적인 최종 결과물은 2개의 도체 사이에서의 플라즈마의 생성이다. 플라즈마는 동일한 비율의 전자와 이온을 포함하는 전도성 매체로 정의되고, 이는 다른 절연체 재료, 즉 초기 상태에서의 가스를 통해 전류의 전도를 허용한다.
초기에, 아크 튜브 내에 수납된 가스는 비전도성이다. 도체에 전위가 인가되면, 이는 가스의 원자로부터 외부 궤도 전자를 떼어내서 자유 전자를 생성하기에 유리한 환경을 형성하며, 이렇게 형성된 자유 전자는 도체들 사이에 발생된 전기장에 의해 가스를 통해 가속되며, 가스 원자와의 충돌에 의해 보다 많은 전자를 생성하고 가스 원자가 이온화된다. 전기장이 충분히 강하면, 생성된 각 전자는 가스 원자 및 이온과의 비탄성 충돌에 의해 추가적인 전자를 생성하고, 또 전자 사태(electron avalanche)를 촉발한다. 이러한 사태가 방전을 생성한다. 그러나, 전기장에 의한 가스 원자의 단순한 절연 파괴에 의해 이러한 전자를 생성하는데는 수 킬로볼트의 전위를 필요로 한다. 전위가 높아지면 높아질수록 보다 고가의 외부 전기 회로가 필요하게 되어, 상업적으로 적절하지 않을 수 있다. 외부 재킷과 캡-베이스(cap-base) 영역에서 원하지 않는 절연파괴가 일어날 수도 있다.
상업적인 적용을 위한 방전은 추가적인 자유 전자 소스를 채용하여, 방전을 개시하기 위하여 높은 전압을 발생시킬 필요성을 제거한다. 이러한 외부 소스는 가열된 필라멘트, 항상 존재하는 우주선(cosmic ray)의 사용, 또는 방사성 붕괴에 의한 전자 소스를 제공하는 것일 수 있다. 가열된 필라멘트는 고휘도 방전(HID) 램프에서는 실용적이지 않으며, 우주선 배경 방사(background radiation)는, 절연파괴 전압을 낮추기 위해 다른 방법이 사용되지 않는 한, 점화를 개시하는데 필요한 매우 높은 전기장에 대한 필요성을 극적으로 감소시키기에 불충분하다.
방사성 붕괴에 의해 전자 소스를 제공하기 위하여, 일반적으로 종래에 HID 아크 튜브(arc tube) 내에 사용되었던 것은 대부분의 붕괴 생성물이 베타 입자(즉, 전자)인 Kr85와 같은 방사성 가스이다. Kr85는 반감기가 10.8년이고, 붕괴 생성물의 99.6%가 687kev의 최대 운동 에너지를 갖는 베타 입자(즉, 전자)이다. 이러한 전자들은 매우 높은 에너지를 갖고, 또 여러 관점에서 자유 전자를 위한 이상적인 소스이며, 따라서 이러한 적용예에 널리 사용된다. 그러나, 방사성 붕괴에 의해 이러한 높은 에너지의 전자를 충분히 공급하기 위하여, 상당량의 이러한 가스가 HID 램프 내에 사용되어 왔다.
이러한 램프 내의 Kr85의 존재는 도체에 매우 높은 전위를 제공할 필요를 감소시키고, 이는 외부 전기 회로[안정기(ballast)]와 시스템 설계를 보다 간단하고 보다 비용 효율적이게 한다. 일반적인 적용은 매우 짧은 시간 동안, 일반적으로 밀리초(마이크로초) 내에, 앞서 언급된 전자 사태를 생성하기에 매우 효과적인 높은 전기 펄스를 제공하는 안정기와 함께 이러한 방사선 가스를 사용한다. 그러나, 최근의 유엔 UN2911 정부 규제는 램프에 사용된 방사성 Kr85의 양을 제한한다. 이러한 규제는, 앞선 단락에서 기재된 바와 같이, HID 램프 제조자들이 이전에 사용된 다량의 Kr85 가스를 사용하는 것을 금지한다.
고휘도 방전 램프의 점화를 개선하기 위하여 많은 점화 보조물들이 설계되었다. 미국특허 출원 공개 제 2002/0185973 호는 점화 보조물 및 봉입을 위한 것으로써 아크 튜브의 양쪽 레그와 중앙 바디 주위에 와이어가 감기지만, 전극에는 연결되지 않은 램프를 개시한다. 다른 참조 문헌 미국 특허 제 5,541,480 호는 전극 사이의 일정한 직경의 아크 튜브의 외부 표면에 코팅된 도체가 전극과 접촉하는 전도성 프레임 와이어에 연결된 점화 보조물을 개시한다. 미국 특허 제 6,222,320 호는 중앙 바디부와 이 중앙 바디부로부터 연장되는 보다 작은 직경의 레그를 갖는 아크 튜브를 포함하는 램프용 점화 보조물을 개시하며, 전극들 중의 하나와 접촉하는 전도성 프레임 와이어와 접촉하고 있는 도체는 아크 튜브의 중앙 바디부에만 접촉한다.
HID 램프에서 Kr85의 함유량을 감소시킬 필요가 있지만, 이러한 감소는 방전 개시에 중대한 영향을 주고, 결과적으로 허용할 수 없는 성능을 부여하게 할 수 있다. 본 발명은 Kr85 가스의 함유량을 낮추는데 있어서의 이러한 결점을 제거하기 위한 수단을 기재한다.
상부, 하부, 정상부, 바닥부, 우측, 좌측 등과 같은 용어들은 램프의 방위에 따라 변하는 상대적인 용어들로 인식되어야 한다. 이러한 용어들은 본 개시에서 이해를 향상시키기 위하여 사용되는 것으로서, 특허청구범위에 규정되는 발명을 제한하기 위하여 사용되어서는 안된다.
일반적으로, 이 개시는 내부 방전 영역을 갖는 중앙부와, 이 중앙부의 단부로부터 각각 연장되는 2개의 레그부를 구비하는 전기 절연 아크 튜브를 포함하는 고휘도 방전 램프를 특징으로 한다. 이 중앙부는 레그부보다 큰 사이즈(예를 들면, 직경)이다. 전기 도체는 레그부의 각각을 통해 연장되고, 방전 영역 내에서 서로 이격된다. 투광성 엔벌로프(envelope)는 아크 튜브를 밀폐시킨다. 프레임 부재는 도체중 하나에 전기적으로 부착된다. 점화 보조물은 전기 전도성 포일 및 크라운을 포함한다. 포일은 레그부중 하나의 주위에 배치되고, 프레임 부재와 전기적으로 접촉한다. 포일과 전기적으로 접촉하는 전기 전도성 크라운이 중앙부 상에 또는 중앙부 근처에 위치된다.
구체적인 특징을 참조하면, 레그부 각각은 기다란 부분, 및 중앙부의 단부에서 개구부에 수용되는 큰 사이즈의 플러그부를 구비할 수 있다. 일 관점에서 크라운은 포일의 일체형 부분일 수 있다. 포일의 일체형 부분인 크라운은 플러그부로부터 이격될 수 있다. 다른 관점에서, 크라운은 중앙부의 단부 상의 크라운 코팅을 포함한다. 크라운 코팅은 포일보다 얇을 수도 있다. 크라운 코팅은 플러그부 상에 배치되어 크라운을 형성할 수 있고; 코팅은 또한 크라운 코팅으로부터 레그부중 하나 위로 포일과 전기 접촉 상태로(예를 들면, 포일 아래로) 연장될 수 있다. 크라운 또는 크라운 코팅은 포일의 대체로 외측으로 연장되는 복수의 리브(rib)를 포함할 수 있다. 리브는 삼각형, 원형, 직사각형 또는 사다리꼴을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 형상일 수 있다. 포일은, 포일의 일단부에서만 예를 들면, 용접에 의해 프레임 부재에 전기적으로 부착되고, 포일의 타단부는 부착되지 않을 수 있다. 대안적으로, 포일은, 예를 들면 용접에 의해 일단부에서 프레임 부재에 전기적으로 부착되고, 단부 사이의 포일의 중앙 부분이 레그부 주위에 감겨진 후에 (예를 들면 용접에 의해) 타단부에서 그 자체에 전기적으로 부착될 수 있다. 용접 대신에, 포일이 크림핑(crimping), 또는 브레이징(brazing)과 같은 당해 분야에 알려진 다른 방식에 의해 프레임 부재에 및 그 자체에 부착될 수도 있다.
방전 영역 내에 밀봉된 불활성 가스의 혼합물과, 소정량의 수은 및 금속 할로겐화물이 있을 수 있다. 방전 영역에 존재하는 아르곤 및/또는 크세논 가스와 Kr85 가스를 포함하는 불활성 가스의 혼합물이 0.16MBq/ℓ보다 크지 않은 방사능 농도를 가질 수 있다. 포일 및 크라운은 Nb, Mo, Ta, Pt, Re, W, Ni, Fe 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 비금속과, 상기 비금속중 임의의 것 또는 이 비금속중 하나 이상으로 구성된 클래딩의 조합으로 구성될 수 있다. 전기 도체는 전압이 인가되는 제 1 도체, 및 (예를 들면, 접지를 유지할 수도 있는) 제 2 도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 도체는 양 전위에 있을 수 있지만, 제 2 도체는 음 전위에 있을 수 있다. 프레임 부재는 제 2 도체에 전기적으로 접속되고, 포일은 레그부중 하나의 주위에 배치되지만 제 1 도체로부터는 전기 절연된다. 포일의 두께는 0.05㎜ 내지 0.2㎜, 특히 0.05㎜ 내지 0.15㎜의 범위를 가질 수 있다. 크라운 코팅의 두께가 0.03㎜보다 크지 않을 수 있다. 크라운 코팅에 의해 덮여지는 중앙부의 단면의 영역의 비율이 15% 내지 100%, 특히 40% 내지 100%, 특히 15% 내지 80%, 특히 40% 내지 80%의 범위를 가질 수 있다. 이 표면 영역은 아크 튜브 레그부의 편평한 테이퍼부에 있는 단부와 만곡부를 갖는 부분을 구비하는 플러그부의 덮여진 영역을 포함한다. 인접한 리브 사이의 각도(α)가 0° 내지 15°의 범위를 갖는다. 리브의 수(n)가 1개 내지 20개의 범위를 갖는다. 각 리브의 길이(Lrib)가 아크 튜브의 중앙부의 외경의 10% 내지 70%의 범위를 갖는다. 종축(아크 튜브 레그부가 이 종축을 따라서 연장됨)에 평행한 평면과 각 리브 사이의 각도(β)가 10° 내지 80°의 범위를 갖는다. 포일은 만곡되지 않은 레그부 표면과 접촉해야 한다. 포일은 레그부 표면에 접촉하여 정렬되어야 하지만, 플러그부의 만곡부에 도달하지는 않아야 한다. 크라운 부분은 만곡부와 그 너머의 부분을 비접촉식으로 덮는다. 포일 부분은 이론상으로는 레그부에 완전히 접촉한 상태로 레그부 표면을 둘러싼다. 그러나, 실제로는, 포일이 레그부를 감쌀 때 레그부에 접촉하지 않는 포일 부분이 있다.
본 발명의 많은 추가적인 특징, 장점 및 보다 완전한 이해는 첨부 도면 및 후술하는 「발명을 실시하기 위한 구체적인 내용」으로부터 이루어질 것이다. 전술한 「발명의 내용」은 본 발명을 광의의 용어로 설명하는 반면, 후술하는 「발명을 실시하기 위한 구체적인 내용」은 본 발명을 보다 좁게 기술하고, 특정 실시예를 나타낸다. 그러나 이 실시예가 특허청구범위에 규정된 바와 같은 넓은 범위의 발명을 제한하는 것으로 해석되지는 않아야 한다.
도 1은 본 발명의 포일 및 크라운 점화 보조물을 갖는 단일 단부형 고휘도 방전 램프의 측면도,
도 2a는 도 1의 램프의 종단면도,
도 2b는 도 2a의 아크 튜브의 확대 단면도,
도 3은 본 발명의 포일 및 크라운 점화 보조물을 갖는 양 단부형 고휘도 방전 램프의 측면도,
도 4는 포일 및 일체형 크라운을 갖는 아크 튜브의 사시도,
도 5는 도 4의 아크 튜브의 단부도,
도 6 내지 도 8은 상이한 리브 형상(rib shape)을 갖는 포일 및 일체형 크라운을 도시하는 아크 튜브의 단부도,
도 9는 코팅된 크라운 및 포일을 갖는 아크 튜브의 사시도,
도 10은 코팅된 크라운 및 포일을 갖는 아크 튜브의 단부도,
도 11a는 신규한 형상의 리브를 갖는 코팅된 크라운 및 포일을 구비한 아크 튜브의 사시도를 도시하고, 도 11b는 도 11a와 동일한 코팅된 크라운 및 포일을 이용하는 사시도를 도시하지만, 도 11a에서 포일이 프레임 부재에 대해 접선으로 연장되는 것과 대조적으로, 도 11b에서는 포일이 레그부의 중심으로부터 프레임 부재를 향해 연장됨,
도 12는 도 11a 및 도 11b의 크라운 및 포일의 측단면도,
도 13은 예로 기술된 Emax의 시뮬레이션에 사용된 규모로 그려진 구성요소를 갖는 아크 튜브의 도면,
도 14는, 예로 기술된, 리브 사이의 각도(α)와 리브의 수(n)의 함수로서 나타낸 Emax의 그래프,
도 15는, 예로 기술된, 리브가 아크 튜브 레그부의 중심축에 평행한 평면으로부터 연장되는 각도(β)와 리브 길이(Lrib)의 함수로서 나타낸 Emax의 그래프,
도 16a는 코팅된 크라운에 의해 덮여지는 아크 튜브의 외경의 h(%)의 함수로서 나타낸 Emax의 그래프이고, 도 16b는 아크 튜브의 중앙부의 단부 상에서의 상이한 크라운 코팅 h(%)의 단부도,
도 17은 점화 보조물이 없는 참조 아크 튜브, 크라운 및 포일을 구비한 아크 튜브, 및 도면에 도시된 설계를 갖는 코팅된 크라운 및 포일을 구비한 아크 튜브에 대한 절연파괴 전압의 예를 도시하는 그래프.
도 1을 참조하면, 세라믹 금속 할로겐화물(ceramic metal halide) 고휘도 방전 램프(10)가 아크 튜브(14)를 밀폐하는 외부 슈라우드 또는 벌브(12)를 포함한다. 이것은 전기 접점이 램프의 하나의 단부에만 위치된다는 점에서 단일 단부형(single ended) 램프이다. 전기 전도성 프레임 부재 또는 와이어(16, 18)가 외부 벌브(12)의 일 단부에서 유리 핀치부(glass pinch portion)(20)에 매립된다. 외부 벌브(12)의 외부에 있는 접촉 핀(24)으로부터 연장되는 리드선(22)이, 핀치부(20) 내에 위치된 전기 전도성 포일(26)에 의해 프레임 와이어(16, 18)에 전기적으로 접속된다. 각 포일(26)은 리드선(22)중의 하나와, 프레임 와이어(16, 18)중의 하나에 용접된다. 전기 전도성 피드스루(feedthrough)(28, 30)가 아크 튜브의 각 단부 내로 연장된다. 하부 피드스루(28)는 짧은 프레임 부재(16)에 용접되는 반면, 상부 피드스루(30)는 긴 프레임 부재(18)에 용접된다. 상부 피드스루(30)는 긴 프레임 부재(18)와의 접속부를 지나 위쪽으로 연장되고, 제조 동안에 피드스루(30) 주위에 부분적으로 용융되었던 외부 벌브의 유리의 부분(32)과 접촉함으로써 제 위치에 유지된다. 긴 프레임 부재(18)는 아크 튜브의 길이를 따라 연장되지만, 외부 벌브(12)의 측벽(36)에 근접한 아크 튜브(14)의 측면(34)으로부터 이격된다. 프레임 부재(16, 18)는 강성 와이어로 형성되고, 외부 벌브(12) 내부에서 아크 튜브(14)를 지지하여 그 이동을 방지한다.
도 2b를 참조하면, 아크 튜브(14)는 일정한 직경의 관상 중앙 배럴형상부(38)와, 이 배럴부의 양단부에 개구부(40)를 구비한다. 중앙 배럴부(38)로부터 2개의 레그부 또는 모세관(42)이 연장된다. 아크 튜브 바디부와 레그부는 다결정 알루미나와 같은 투광성 세라믹 재료로 형성될 수 있다. 레그부(42) 각각은 플랜지(44)와, 플랜지로부터 중앙부의 개구부(40) 내로 배럴부(38)의 내부 방전 영역(48) 안으로 연장되는 보스(46)를 포함할 수 있다. 레그부로부터 플랜지의 외주까지의 만곡된 부분은 플러그 부분(47)이라 한다. 플러그 부분(47)의 커버리지 영역(coverage area)이라 함은, 포일과 아크 튜브의 중앙부의 외경 사이의 플러그 부분의 외표면의 일부를 의미한다. 레그부는 각각 내부 플랜지 표면(50) 및 외부 플랜지 표면(52)을 구비하고, 내부 플랜지 표면(50)은 원통형 배럴부(38)의 측부 표면(54)과 접한다. 본 명세서에 설명된 발명은 중앙부, 레그부 및 플러그부를 포함하는 아크 튜브의 다양한 설계에 적용됨을 인식해야만 한다. 레그부(42)는 그 길이를 따라 통로(56)를 구비한다. 전도성 피드스루(28, 30)가 통로(56) 내로 연장되고, 또한 방전 영역에서 서로 이격된 전극들(58)에 전기적으로 접속된다. 피드스루(28, 30)는 전기적으로 전도성이다. 일 실시예에서, 레그부의 외부로부터, 중앙부(38)로부터 떨어진 레그부의 말단부(62) 내로 연장되는 니오븀(niobium) 피드스루(60)가 존재한다. 니오븀 피드스루(60)는, 재료로 코일처럼 감긴 중앙 와이어를 구비할 수 있는 몰리브덴(molybdenum) 피드스루부(64)에 전기적으로 접속된다. 중앙부(38) 근처에서 몰리브덴 피드스루부에 연결된 근접 레그부(66)에는, 전도성 재료로 코일처럼 감겨있고 팁(70)을 갖는 전극(58)의 텅스텐부(68)가 있다. 피드스루부(64) 주위와 텅스텐부(68) 주위의 코일은 그들이 둘러싸고 있는 와이어와 동일한 재료이다. 당업자는 본 개시를 읽고서 피드스루와 전극 설계 및 조성에서의 다양한 차별화가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 이온화 가능한 재료가 아크 튜브 내에 충전된 후 아크 튜브를 기밀 밀봉하기 위하여, 니오븀 및 몰리브덴 피드스루부 주위의 레그부(42)의 통로(56) 내에 유리 프릿(glass frit: 72)이 사용된다.
포일(73)(또는 포일 부분)이 예를 들면, 몰리브덴 피드스루부(64)의 위치에서 아크 튜브 레그부(42) 주위에 배치된다. 크라운(75)이 포일(73)로부터 아크 튜브의 중앙부(38)에 근접하게, 즉, 플러그부(47)를 따르지만 플러그부(47)로부터 이격되어 연장된다. 이 실시예에 있어서, 크라운(75) 및 포일(73)은 일체형으로 형성된다. 포일 및 크라운은 Nb, Mo, Ta, Pt, Re, W, Ni, 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 비금속이나, 이들 중 임의의 비금속과 이 비금속중 하나 이상으로 구성된 클래딩의 조합으로 구성된다. 클래딩은 포일의 용접성을 향상시킬 수 있다.
도 3을 참조하면, 제 2 실시예의 세라믹 금속 할로겐화물 고휘도 방전 램프(80)가 아크 튜브(84)를 밀폐하는 외부 슈라우드 또는 벌브(82)를 포함한다. 이것은 접점이 램프의 양쪽 단부에 위치된다는 점에서 이중 단부형(double ended) 램프이다. 전기 전도성 단부 프레임 부재(86, 88)가 외부 벌브(82)의 대향 핀치부(90) 각각에서 유리에 매립된다. 외부 벌브의 외부에 있는 접점(92)이, 핀치부(90)에 위치된 전기 전도성 포일(94)에 전기적으로 접속된다. 각 포일(94)은 접점(92)중의 하나에 끼워맞춰진 커넥터에, 그리고 단부 프레임 부재(86, 88)중의 하나에 용접된다. 포일과 접점 사이의 전기 접속부는 도시되지 않는다. 전기 전도성 피드스루(96, 98)가 아크 튜브(84)의 각 레그부(95) 내로 연장된다. 하부 피드스루(96)는, 아크 튜브의 길이를 따라 연장되지만 외부 벌브의 측벽(102)에 근접한 아크 튜브(100)의 측면으로부터 이격된 중앙 프레임 부재(89)에 용접된다. 프레임 부재(86, 88, 89)는 강성 와이어로 만들어지고, 또 외부 벌브(82) 내부에서 아크 튜브(84)를 지지하여 아크 튜브의 이동을 방지한다. 중앙 프레임 부재(89)는, 아크 튜브(84) 내로 연장되는 하나의 도체[피드스루(96)]에 전기적으로 접속되고, 아크 튜브의 다른 레그부 상의 다른 도체[피드스루(98)]를 둘러싸고 있는 포일(104)을 상기 하나의 도체와 전기 절연 상태로 지지한다. 크라운(105)이 포일과 일체로 형성된다. 제 1 실시예의 램프의 아크 튜브(14) 및 그 피드스루(28, 30)는, 아크 튜브(84) 및 그 피드스루(96, 98)와 동일한 특징부를 갖는다. 포일(104)은 크라운(105)과 일체로 형성되고, 아크 튜브의 중앙부(38)로부터 이격된다. 즉 플러그부(47)를 따라 연장되지만 이격된다. 본 개시를 읽고서 제 1 및 제 2 실시예의 램프(도 1 내지 도 3)가, 도면에 도시된 일체형 크라운 및 포일 대신에, 후술되는 코팅된 크라운 및 포일을 포함할 수 있음을 인식해야 한다.
방전 영역(48) 내부(도 2b)에는, 불활성 가스 혼합물(예를 들면, 아르곤 또는 크세논 또는 이들의 혼합물을 포함함), 금속 할로겐화물 및 수은을 포함하는 이온화 가능한 재료가 충전된다. 크립톤 85(Kr85) 가스는 정부 규제에 부합하도록 감소한 양으로 방전 영역에 사용될 수 있는데, 예를 들어, 방전 영역에 존재하는 불활성 가스 혼합물(예를 들면, 아르곤 가스 및/또는 크세논 가스를 포함함)과 Kr85 가스의 혼합물은 0.16MBq/ℓ보다 크지 않은 방사능 농도를 가질 수 있다. 실온에서 아크 튜브의 가스의 조성은 아르곤 및/또는 크세논과 크립톤 및 약간의 수은일 수도 있다. 예를 들면, 램프에서 함량은 5.7mg의 Hg와 다음(중량%)의 금속 할로겐화물을 포함할 수 있다: 51.2% NaI, 6.8% TlI, 16.6% LaI3, 및 25.4% CaI2 . 이들 금속 할로겐화물의 전체 함량의 중량은 예를 들면, 12mg일 수 있다.
접점에 공급된 전류는 프레임 부재와 피드스루를 통해 전극에 도달하고, 또 전극들 사이에서 아크를 발생시킨다. 하나의 전극[예를 들면, 도 2a의 피드스루(28)에 연결된 전극]에는 안정기에 의해 AC 작동 전압이 제공되고, 다른 전극은 반대 전위에 있다. 도 2a의 피드스루(30)에 연결된 전극은 접지될 수 있다. 점화 전압 펄스와 rms 작동 전압은 안정기를 거쳐서 램프에 제공된다. 상기에서 언급된 하나의 전극은 도 2a 및 도 3의 각각에 대해 도시되고 기재된 것과 반대일 수 있음이 인식되어야 한다. 예를 들어, 피드스루(30)에 연결된 전극은 안정기로부터의 인가된 전체 전압을 수용할 수 있는 반면에, 피드스루(28)에 연결된 전극은 접지된다. 대안적으로, 램프에 인가된 전압은 부동 전압(floating voltage)일 수 있고, 즉 각 전극은 AC 사이클로 인가된 전압(동일하지만 반대임)을 가질 수 있다.
램프의 점화를 개선하기 위해 포일 및 크라운 점화 보조물이 사용된다. 점화 보조물은, 프레임 부재(18, 89)에 고정되고 아크 튜브의 레그부(42, 95) 내로 연장되는 피드스루 주위에서 그 레그부를 둘러싸는 전기 전도성 포일(또는 포일 부분)(73, 104)을 포함한다. 포일은 아크 튜브 레그부의 전기 절연 세라믹 재료에 의해 둘러싸는 피드스루로부터 이격되고 전기적으로 절연된다. 이론에 의해 한정되는 것을 원하지는 않지만, 아크 튜브 레그부 내의 비전도성 가스와 함께 아크 튜브 레그부 내의 포일(73, 104) 및 크라운(75, 105)과, 피드스루(및/또는 아크 튜브 중앙부 내의 전극)는 축전기(capacitor)로서의 역할을 하는 것으로 여겨진다. 전형적으로, 도면에 도시된 점화 보조물에 대항하여, 또는 아크 튜브의 중앙부에서 아크 튜브 레그부를 둘러싸는 전기 도체는 없다. 예를 들어, 도 1을 다시 참조하면, 이 예에서 상부 레그부(42) 상에, 또는 배럴부(38) 상에 전기 도체는 없다. 그러나, 포일은 다른 레그부 주위로 연장될 수 있고, 크라운과 접촉 또는 일체형으로 형성되지만, 이러한 램프는 램프의 다른측 상에, 포일이 연결되는 다른 프레임 부재를 채용할 것이다. 포일 및 크라운이 전형적으로 하부 전극에 근접하게 배치되지만(도 1), 대신에 도 3에 도시된 것과 같이, 상부 전극에 근접하게 배치될 수도 있다. 크라운과 아크 튜브의 중앙부의 접점이 아크 튜브의 과열 및 균열을 야기할 때, 크라운은 전형적으로 중앙부로부터 이격된다.
일 관점(도 1 내지 도 8)에 있어서, 크라운(75, 105)은 상술된 바와 같이 포일(73, 104)의 일체형 부분이 되도록 설계된다. 도 4를 참조하면, 포일 부분은 레그부를 둘러싸는 직사각형 스트립(79)의 형태를 가질 것이며, 크라운은 포일 부분으로부터 절단되어 각도(β)(도 2b)로 절곡될 것이다. 직사각형 스트립(79)은 프레임 부재(18)에 전기적으로 부착된 제 1 단부(81), 및 단부 사이의 포일의 중앙부(85)에 전기적으로 부착되거나 부착되지 않는 제 2 단부(83)를 포함한다. 크라운은, 포일의 직사각형 스트립(79)으로부터 반경 방향 외측으로 서로의 사이에 공간을 두고 연장되는 박판(lamelles) 또는 리브(77)를 포함한 다양한 형상을 가질 수 있다. 리브(77)는 크라운이 별 형상이 되도록 직사각형(도 6) 또는 사다리꼴(도 5), 원형(도 7), 또는 삼각형(도 8)일 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 리브(77)는 아크 튜브 및 레그부가 연장되는 축에 평행한 라인(L)으로부터 각도(β)로 반경 방향 외측으로 연장된다. 리브는 Lrib의 길이를 갖는다. 도 5에서 보이는 바와 같이, α는 리브 사이의 각도이다. 특히, 반경 방향 기준선(r)은 아크 튜브의 측면도에서, 아크 튜브 레그부의 중심점으로부터 인접한 리브의 중심선을 따라 반경 방향 외측으로 연장된다. 이러한 반경 방향 기준선 사이의 각도는 α이다.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 다른 관점에 있어서, 크라운은 아크 튜브의 단부 상에, 예를 들면, 아크 튜브의 레그부(42)의 플러그부(47) 상에 얇은 "크라운 코팅"(110)으로 형성될 수 있다. 아크 튜브는 단부가 레그부보다 중앙 배럴부의 일부분이도록 상이하게 설계될 수도 있다는 것을 인식해야 한다. 크라운 코팅(110)은 환상일 수도 있고, 아크 튜브의 중앙부의 단부의 표면, 예를 들면 레그부의 플러그부(47)의 표면의 일부분 또는 실질적으로 전체를 덮을 수 있다. 크라운 코팅(110)은 편평한 테이퍼형 레그부 주위로 플러그부(47)의 일부를 덮으므로, 크라운 코팅은 환상이 된다. 크라운 코팅(110)은 상이한 두께(h)(도 9 및 도 10)의 링일 수 있다. 크라운 코팅(110)은 플러그부로부터 아크 튜브 레그부 위로 연장되는 부분을 포함하고, 포일(114)이 레그부 주위에 감겨질 때, 포일(114)의 직사각형 부분(112)은 크라운 코팅 위에 배치되어 이 크라운 코팅과 접촉하고, 그에 따라 포일이 크라운 코팅과 전기적으로 접촉한다(도 12). 크라운 코팅(110)은 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같은 별 형상을 형성하는 스포크(spoke), 리브 또는 팁(116), 예를 들면, 뾰족한(일반적으로 삼각형) 팁을 포함할 수 있다. 또한, 크라운 코팅은 도 17(코팅된 크라운 및 포일)에 도시된 바와 같이 외측으로 연장되는 팁을 갖는 환상 바디부를 포함할 수 있다. Emax는 크라운 코팅으로 덮인 표면 영역이 증가함에 따라 증가한다. Emax를 증가시키기 위해서, 스포크, 리브 또는 팁(116)의 전체 영역 또는 길이를 증가시킬 수 있다. 덮인 영역은 Emax와 비례한다. 플랜지에 접촉하려는 영역을 증가시키는 방식으로 스포크의 수를 증가시킴으로써, 또는 중실형 환상 커버(리브 없음)의 거리(h)(도 9 및 도 10)를 증가시킴으로써, Emax가 증가될 수 있다.
포일이 아크 튜브 레그부로부터 프레임 부재(18, 89)까지 다른 방식으로 연장될 수 있음을 볼 수 있다. 도 11a에 도시된 바와 같이, 포일은 아크 튜브 레그부로부터의 접선으로부터 연장된다. 이와 대조적으로, 도 11b에서 포일은 아크 튜브 레그부의 중앙 근처로부터 연장된다. 양자의 경우에, 포일의 일단부는 용접에 의해서와 같이 프레임 부재(18, 89)에 전기적으로 부착될 수 있고, 포일의 중앙부는 레그부 주위에 감겨질 수 있으며, 포일의 타단부는 용접에 의해서와 같이 그 자체에 전기적으로 부착될 수 있다. 이 2개의 설계에 있어서, 포일은 아크 튜브 레그부를 실질적으로 완전히 둘러싼다. 이 단락에 설명된 이러한 특징은 포일이 크라운과 일체형으로 형성되는 설계(도 1 내지 도 8)에 동일하게 적용된다.
유리하게, 포일의 직사각형 스트립의 폭(w)(도 12)은 적어도 1.0㎜, 적어도 1.5㎜, 또는, 더욱 특별하게는 1.0㎜ 내지 4.0㎜, 1.0㎜ 내지 3.0㎜ 또는 1.0㎜ 내지 2.0㎜의 범위를 갖는다. 포일 폭의 상한값은, 실링 프릿(sealing frit)이 실링 부분을 과열시켜 실링에서 또는 레그부에서 균열을 야기할 수 있기 때문에, 실링 프릿이 위치되는 아크 튜브 레그부의 부분을 덮을 정도로 포일이 너무 넓지는 않아야 한다는 것이다. 또한, 포일은 플러그부와 접촉하여 아크 튜브를 과도하게 냉각할 정도로 너무 넓지는 않아야 한다.
포일 및 크라운이 램프 개시 현상을 추가로 향상시키는 이유가 후술된다. 설명의 목적을 위하여, 통상적인 방전 램프는 개시 보조물을 갖지 않지만, Kr85 가스와 아르곤 가스를 수납한다. 아크 튜브의 기밀 밀봉된 방전 영역에 수납된 전극들 사이에 고전압 과도 펄스(transient pulse)를 인가하기 위하여 안정기가 사용된다. 이러한 램프의 정격 수명에 걸쳐 방전이 신뢰성 있게 개시되도록 하기 위하여, 현재의 정부 규제(예컨대, 3MBq/ℓ 내지 10MBq/ℓ)를 초과하는 비교적 고농도의 Kr85 가스가 통상적인 방전 램프에 사용된다. 통상적인 방전 램프에서 생성된 전기장은 전극들 사이의 인가 전압/간극으로 규정된다. 전극들 사이의 간극이 클수록, 전기장은 약해진다. Kr85 가스와, 안정기에 의해 제공되는 고전압 전기 펄스가 존재한다고 하더라도, 전기장이 약할수록, 방전을 신뢰성 있게 개시하기가 어려워진다. 도시된 바와 같은 본 발명의 포일 및 크라운 개시 보조물을 포함하는 도 2a 및 도 13을 참조하면, 이제 예를 들어, 포일/크라운과 인접한 전극 사이에 간극이 존재한다는 점으로 인해, 램프 내의 전기장은 훨씬 더 강해진다. 이러한 간극은 전극들 사이의 간극보다 훨씬 더 짧고, 따라서 전기장이 훨씬 더 강해지고, 또 전자 사태의 생성이 훨씬 더 용이해진다. 본질적으로, 포일 및 크라운이 상부 전극에 전기적으로 접속되기 때문에, 상부 전극이 포일 및 크라운으로 교체되었다.
본 개시의 램프가 이제 더욱 구체적인 정보를 제시하는 이하의 예를 참조하여 기재될 것이다. 그러나 이하의 예는 특허청구범위에 의해 규정된 바와 같은 발명을 한정하기 위하여 사용되어서는 안된다.
예
이하의 예에서는 Emax 시뮬레이션이 하기와 같이 수행되었다. 유한요소 해석을 사용한 정전기적 계산을 위하여 부다페스트 대학과 함께 개발된 콤솔 멀티피직스(Comsol Multiphysics) 2010에 의한 소프트웨어를 이용하여 세라믹 금속 할로겐화물 방전 램프에 대한 데이터가 생성되었다. 소프트웨어로의 입력은 도 13에 도시된 39W 램프의 아크 튜브의 기하 구조, 재료 물성 및 1kV의 인가 전압을 기술하는 매개변수들이었다. 도 13에 도시된 아크 튜브와 도체들은 방전 영역에서 전극들 사이의 거리가 4.30㎜인 스케일로 작도되었다. 전극 위에 코일을 사용하지 않는 것과 같이, 이들 계산을 위하여 기하 구조가 단순화되었다. 레그부의 피드스루부 도체와 방전 영역의 전극은 동일한 재료로 만들어서 처리되었다. 이러한 입력에 기초하여 전기장을 계산하기 위하여 유한요소 해석이 사용되었다.
유한요소 해석에 의해 방전 기하 구조 영역에서 풀린 맥스웰(Maxwell) 방정식은 다음과 같다:
가우스 법칙: ∇ D = ρ,
전위: E= - ∇ V;
구성 관계식: D= ε0 εrE,
상기 식은 V에 대하여 풀리는 하기의 미분 방정식을 생성한다.
∇(ε0εr ∇ V)= 0,
여기서, V는 전위, ε0 는 진공의 유전율, εr 는 주어진 모델링 공간에서 재료의 유전율, ∇는 직교 좌표계(Cartesian coordinate system) (∂/∂x)/(∂/∂y)/(∂/∂z)의 3방향 미분계수(directional derivative in the 3 directions)이고, 또 ρ는 자유 전하의 체적 밀도이다.
소프트웨어가 다양한 수치해법을 사용하여 어댑티브 메싱(adaptive meshing)과 함께 유한요소 해석을 수행하였다. AC/DC 모듈이 2차원 및 3차원에서 전자기 문제의 시뮬레이션을 위한 환경을 제공한다. 소프트웨어는 이동하는 전하들이 없이 정적인 모델링을 사용하였다. 전력이 공급된 전극의 팁에서 정규화된 스칼라값을 사용하여 전기장이 측정되었다. Emax는 전력이 공급된 전극의 팁에서 V/m으로 측정된 전기장이다. 포일에 근접한 전극은 전력이 공급된 전극으로 취급되었지만, 다른 전극은 제로(0) 전위였다. 그러한 동력이 공급되지 않은 전극, 포일 및 프레임 부재는 접지된 부재들로 취급되었다. 가스에는 1의 εr 값이 주어졌고, 세라믹에는 10의 εr 값이 주어졌으며, 그리고 진공 공간에는 1의 εr 값이 주어졌다.
예 1
도 14는 상술된 시뮬레이션을 사용하여 만들어진 Emax 계산의 그래프를 도시하는데, 이 그래프에서는 리브 사이의 각도(α)와 리브의 수(n)의 결합 효과가 도시된다. 이 시뮬레이션에 사용된 점화 보조물은 일체형 크라운 및 포일이었다. 모든 다른 매개 변수가 일정하게 유지되고, α가 증가되면, Emax의 감소가 관찰될 수 있다. 크라운의 전체 표면 영역은 높은 레벨의 Emax를 발생시키는 영향 인자이다. 각도(α)가 일정하고, n이 감소된다면, 리브 폭은 증가될 것이고, 표면 영역도 역시 증가되어 Emax를 증가시킬 것이다. N=0은 리브없는 중실형 코팅을 나타낸다.
도 14로부터 볼 수 있는 바와 같이, 소망하는 작동 매개 변수는 α의 범위가 0° 내지 15°, 특히 1° 내지 7°이고, n의 범위가 1 내지 20개, 특히 5 내지 15개인 것이다.
예 2
도 15를 참조하면, Emax는 리브의 길이와 리브의 각도(β)의 함수로 계산된다. 또한, Emax는 크라운의 표면 영역에 비례한다. 이 시뮬레이션에서, 점화 보조물은 포일 부분과 일체형으로 형성된 크라운 부분을 포함하였다. 각도(β)는 중앙부의 단부에서의 세라믹 플러그부의 표면과 크라운의 리브 사이의 간극을 규정한다. 또한, 이것은 전력이 공급된 전극과 크라운 사이의 거리와도 관련된다. 도 15의 그래프는, 전력이 공급된 전극에 크라운이 근접해지면 (작은 값의 β에서) Emax가 증가되는 것을 보여준다. 이러한 계산으로부터, 논리적인 결론이 내려질 수 있다. Emax를 증가시키기 위해서는, 크라운 부분의 표면 영역이 증가되고 전력이 공급된 전극의 팁에 근접하게 배향되어야 한다. 이 사고방식에 덧붙여, 세라믹 아크 튜브의 플러그부의 단부는 크라운 포일의 크라운 부분에 유사하게 제공되는 전도성 코팅에 의해 직접 덮여야만 된다. 이 해결책이 코팅된 크라운 포일 설계이다.
도 15로부터 볼 수 있는 바와 같이, β가 40° 내지 90°이고 Lrib가 0.5㎜ 내지 3.0㎜인 경우에, 작은 각도의 β 및 긴 길이의 Lrib에서 Emax가 증가된다. Emax가 높을수록 램프의 점화 성능이 좋다. 소망의 작동 조건은, Lrib이 포일 외측의 아크 튜브의 단부(예를 들면, 플러그부)의 외경의 10% 내지 70%, 특히, 30% 내지 70%이고, β가 10° 내지 80°, 특히 30° 내지 60°인 것이다.
예 3
도 16a 및 도 16b를 참조하면, 코팅의 표면 영역의 함수로 Emax 값을 계산함으로써 코팅된 크라운 포일 설계가 시뮬레이션된다. 코팅의 표면 영역은 도 9, 도 10 및 도 16b에 도시된 바와 같이, 포일의 외경에 대한 코팅의 외경을 규정하는 'h'(%) 매개변수에 의해 설명된다. 도 16는 표면 영역에 관련된 매개변수(h)의 함수로 Emax의 기울기만을 도시한다. 이 함수는 코팅된 표면의 형상에 따라 달라질 수도 있다. 이 코팅 기술을 사용하면, 측단부분을 완전히 덮는 것(도 16a 및 도 16b에서 h=100%)에 의해 훨씬 더 높은 Emax가 달성되었다. 완전히 덮는 것을 이용한 이러한 개시 보조물 설계에 따르면 코팅 영역이 증가함에 따라 가장 높은 Emax 및 램프의 최상의 점화 성능이 제공되지만, 이것은 아크 튜브의 유해한 열적 효과를 야기할 수 있고, 아크 튜브로부터의 광을 감소시킬 수 있다.
예 4
도 1 및 이하의 표 1은 계산된 Emax 값과 표준의 낮은 전력의 금속 할로겐화물 램프의 측정된 절연파괴 전압 사이의 관계를 나타낸다. 시뮬레이션 모델에 의해 Emax 값이 계산되고, 실제 램프에서 절연파괴 전압이 측정된다. 크라운 포일 보조물 설계를 위해, 15개의 리브가 Lrib=1mm, α=10° 및 β=40°로 사용되었다. 포일의 폭은 4㎜였고, 램프 전력량은 39W였다. 코팅된 크라운 포일 보조물 설계를 위해, 코팅은 플러그부의 영역의 ∼80%의 코팅 비율로 만들어졌고, 코팅은 레그부 아래로 포일 부분 밑까지 연장되었다. 이 알루미늄 포일은 도시된 형상으로 절단되었고, "코팅된 크라운 및 포일"로 불리는 크라운 코팅을 시뮬레이션하는데 사용되었다.
하기의 표 1을 참조하면, 크라운 점화 보조물 구성은 높은 Emax을 갖는 정전기장을 생성하여, 참조보다 낮은 절연파괴 전압을 발생시켰다. 코팅된 크라운 및 포일은 크라운 및 포일 설계보다 높은 Emax 및 낮은 절연파괴 전압을 가졌다. 크라운 점화 보조물 구성을 사용함으로써, 램프는 동일한 개회로 점화기 펄스를 사용하여 보다 신뢰성있게 개시될 수도 있다.

 참조 크라운 및 포일 코팅된 크라운 및 포일
절연파괴 전압(㎸) 1.74 1.14 1.07
Emax (×105V/m) 6.92 9.94 12.01
본 발명의 많은 변경 및 수정이 상기 개시내용을 고려하여 당업자에게 명백해질 것이다. 그러므로, 특정하게 도시하고 및 설명하는 것과 달리, 첨부된 특허청구범위의 범위 내에서 본 발명을 실시할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

Claims (25)

  1. 고휘도 방전 램프에 있어서,
    내부 방전 영역을 갖는 중앙부와, 상기 중앙부의 단부로부터 각각 연장되는 2개의 레그부를 포함하고, 상기 중앙부가 상기 레그부보다 큰 사이즈인, 전기 절연 아크 튜브와,
    상기 레그부의 각각을 통해 연장되고, 상기 방전 영역에서 서로 이격되는 전기 도체와,
    상기 아크 튜브를 밀폐하는 투광성 엔벌로프와,
    상기 도체중 하나에 전기적으로 부착되는 프레임 부재와,
    상기 레그부중 하나의 주위에 배치되어 상기 프레임 부재와 전기적으로 접촉하는 전기 전도성 포일, 및 상기 중앙부 상에 또는 상기 중앙부 근처에 위치되어 상기 포일과 전기적으로 접촉하는 전기 전도성 크라운을 구비하는 점화 보조물을 포함하는
    고휘도 방전 램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 크라운은 상기 포일의 일체형 부분인
    고휘도 방전 램프.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 레그부 각각은 기다란 부분, 및 상기 중앙부의 단부에서 개구부에 수용되는 큰 사이즈의 플러그부를 포함하는
    고휘도 방전 램프.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 크라운은 상기 포일의 일체형 부분이고, 상기 플러그부로부터 이격되는
    고휘도 방전 램프.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 크라운을 형성하는 상기 플러그부 상의 전기 전도성 코팅을 포함하고, 상기 코팅은 상기 레그부중 하나 상에서 상기 포일과 전기 접촉 상태로 연장되는
    고휘도 방전 램프.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 크라운은 상기 포일의 대체로 외측으로 연장되는 복수의 리브를 포함하는
    고휘도 방전 램프.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 리브는 삼각형인
    고휘도 방전 램프.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 리브는 원형인
    고휘도 방전 램프.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 리브는 대체로 직사각형 또는 사다리꼴인
    고휘도 방전 램프.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 포일은 상기 프레임 부재에 전기적으로 부착되는
    고휘도 방전 램프.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전 영역 내에 밀봉된 불활성 가스의 혼합물, 및 소정량의 수은 및 금속 할로겐화물을 포함하는
    고휘도 방전 램프.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 방전 영역에 존재하는 아르곤 가스 및 크세논 가스중 적어도 하나와 Kr85 가스를 포함하는 불활성 가스의 상기 혼합물이 0.16MBq/ℓ보다 크지 않은 방사능 농도를 갖는
    고휘도 방전 램프.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 도체는 전압이 인가되는 상기 레그부중 제 1 레그부에서의 제 1 도체, 및 상기 레그부중 제 2 레그부에서의 제 2 도체를 포함하고, 상기 프레임 부재는 상기 제 2 도체에 전기적으로 접속되며, 상기 포일은 상기 제 1 레그부 주위에 배치되지만 상기 제 1 도체로부터 전기 절연되는
    고휘도 방전 램프.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 포일 및 크라운은 Nb, Mo, Ta, Pt, Re, W, Ni, Fe 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 비금속이나, 상기 비금속중 임의의 것과 상기 비금속중 하나 이상으로 구성된 클래딩의 조합으로 구성되는
    고휘도 방전 램프.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 포일의 두께는 0.05㎜ 내지 0.2㎜의 범위를 갖는
    고휘도 방전 램프.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 크라운은 상기 중앙부의 단부에 코팅을 포함하는
    고휘도 방전 램프.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 코팅의 두께가 0.03㎜보다 크지 않는
    고휘도 방전 램프.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 코팅에 의해 덮여지는 상기 중앙부의 단부의 영역의 비율이 15% 내지 100%의 범위를 갖는
    고휘도 방전 램프.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 코팅에 의해 덮여지는 상기 중앙부의 단부의 영역의 비율이 40% 내지 100%의 범위를 갖는
    고휘도 방전 램프.
  20. 제 6 항에 있어서,
    인접한 리브 사이의 각도(α)가 0° 내지 15°의 범위를 갖는
    고휘도 방전 램프.
  21. 제 6 항에 있어서,
    리브의 수(n)가 1개 내지 20개의 범위를 갖는
    고휘도 방전 램프.
  22. 제 6 항에 있어서,
    각 리브의 길이(Lrib)가 상기 아크 튜브의 중앙부의 외경의 10% 내지 70%의 범위를 갖는
    고휘도 방전 램프.
  23. 제 6 항에 있어서,
    상기 레그부는 종축을 따라 연장되고, 상기 종축에 평행한 평면과 각 상기 리브 사이의 각도(β)는 10° 내지 80°의 범위를 갖는
    고휘도 방전 램프.
  24. 제 16 항에 있어서,
    상기 코팅은 환상을 갖는
    고휘도 방전 램프.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 리브가 상기 환상의 외측으로 연장되는
    고휘도 방전 램프.
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