KR20160006218A - 최적화된 ｈｉｄ 아크 튜브의 기하학적 형상 - Google Patents

최적화된 ｈｉｄ 아크 튜브의 기하학적 형상

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KR20160006218A
KR20160006218A KR1020157034987A KR20157034987A KR20160006218A KR 20160006218 A KR20160006218 A KR 20160006218A KR 1020157034987 A KR1020157034987 A KR 1020157034987A KR 20157034987 A KR20157034987 A KR 20157034987A KR 20160006218 A KR20160006218 A KR 20160006218A
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애고스톤 보로츠키
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제네럴 일렉트릭 컴퍼니
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Abstract

세라믹 HID(High Intensity Discharge) 아크 튜브의 기하학적 형상을 제어하여 램프 색상 제어 및 온도 분포를 개선한다. 일 실시예에 있어서, 전극(210, 212) 근처의 천이 영역에 위치하는 원추형 섹션(434A, 434B)이 포함되어 깔대기형 본체-레그 인터페이스 부분을 제공한다. 세라믹 벽 본체의 벽 두께(T), 세라믹 벽 본체의 최대 직경(D2), 원추형 부분의 원추형 반각(α), 그리고 대향하는 원추형 부분들 사이의 거리(L3)뿐만 아니라 대향하는 만곡형 본체-레그 천이 부분들 사이의 거리(L1)는 다음의 요건들, 즉 0.5 < R3/D2 < 1.1 및 T/2 < L3 < D2/2 및 1.3 < L1/D2 < 2 및 40° < α < 55° 를 충족하도록 선택되며, 이에 따라 온도 분포가 단조 감소하여 본체-레그 인터페이스에서 안정적인 국지적 저온 스팟 위치를 형성하도록 유리하게는 방출 챔버 벽의 내측 표면을 따라 온도 분포를 제어할 수 있게 본체-레그 인터페이스 부분을 성형한다. 다른 실시예에 있어서, 아크 튜브는 2부품 구성이며, 적절한 축방향 비대칭 온도 분포를 제공하기 위해 축방향으로 비대칭인 외측의 기하학적 형상 및 실질적으로 축방향으로 대칭인(즉, 단지 약간만 비대칭인) 내측 표면의 기하학적 형상을 갖는다.

Description

최적화된 ＨＩＤ 아크 튜브의 기하학적 형상{OPTIMIZED HID ARC TUBE GEOMETRY}
본 개시내용은 대체로 램프 색상 제어 및 온도 분포를 개선하기 위해 HID(High Intensity Discharge) 아크 튜브의 기하학적 형상을 최적화하는 것에 관한 것이다.
CMH(Ceramic Metal Halide) 램프는 HID(High Intensity Discharge) 램프 중 특별한 유형이며, 보다 구체적으로는 메탈 할라이드(metal halide) 아크 방전 램프와 관련된다. 이들 램프는 높은 압력 및 높은 온도에서 작동하는 것으로 알려져 있으며, 세라믹 재료로 제조되는 방전 용기(흔히 "아크 튜브"라고 함)를 구비하는 것으로 알려져 있다. CMH 램프의 아크 튜브는 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr) 또는 제논(Xe) 또는 그 혼합물과 같은 비활성 기체(noble gas); 그 증기가 버퍼 가스(buffer gas)로서의 역할을 하는 수은 또는 그 대체물 중 일부; 그리고 예컨대 NaI(요오드화 나트륨), TlI(요오드화 탈륨), CaI2(요오드화 칼슘) 및 REIn(REIn은 요오드화 희토류를 가리킴)과 같은 메탈 할라이드(metal halide)의 혼합물의 이온 가능한 충전재를 포함할 수 있다. 메탈 할라이드 염[때때로 메탈 할라이드 도즈(metal halide dose)라고 함]의 이러한 혼합물은 높은 발광 효율(luminous efficacy), 우수한 색상 품질 및 램프의 백색광에 기여한다. CMH 램프를 위한 특징적인 요오드화 희토류는 DyI3, HoI3, TmI3, LaI3, CeI3, PrI3, 및 NdI3 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
세라믹 아크 튜브를 갖춘 통상적인 HID 램프[고압 나트륨(HPS; High Pressure Sodium) 램프 및 세라믹 메탈 할라이드(CMH; Ceramic Metal Halide) 램프와 같은 램프]는 "박스형"(원통형)의 기하학적 형상인 아크 튜브 구성을 갖는다. 이러한 기하학적 제한은 본질적으로, 예컨대 중앙 본체 튜브 구성요소의 압출 및 평평한 디스크 형상의 아크 튜브 단부 부분(또한 "플러그"라고도 불림)의 프레싱과 같은 초기의 세라믹 아크 튜브 제조 기술의 한계로 인한 것이다. 원통형의 기하학적 형상의 결과로서, 통상적인 CMH 램프는 아크 튜브의 전체 중앙 본체 부분을 가로질러 거의 균일한 온도 분포로 작동하지 못한다. 특히, 통상적인 CMH 아크 튜브의 방전 챔버의 일부 영역은 심지어 고온 정상 상태 작동 조건에서도 다른 영역보다 더 저온일 수 있으며, 상대적으로 더 저온인 이러한 영역은 다수의 국지적인 "저온 스팟(cold spot)" 위치를 형성한다. 원통형으로 성형된 CMH 아크 튜브 구성으로 인해, 특히 원통형 방전 챔버 및 원통형 중앙 본체 튜브의 표면을 폐색시키는 플러그 표면의 인터페이스 부분에서, 국지적인 저온 스팟으로서 역할을 하는 저온 코너(cold corner)가 나타나게 된다. CMH 램프의 방전 챔버 내의 증기화된 메탈 할라이드 염(요오드화 나트륨 증기와 같음)은 포화 증기상(vapor phase)으로 존재할 수 있으며, 용융된 메탈 할라이드 염의 증기상 및 액상은 열적으로 평형 상태에 있고 양자 모두 동시에 존재한다. 액상에 대한 평형 증기 압력은 방전 챔버의 벽의 내측 표면 상에서의 "최저온 스팟"의 온도와 통상 통일한 상기 액상의 온도에 의해 제어되는데, 왜냐하면 이러한 물리적인 지점 및 그 주변 영역은 증기가 최초로 응축되는 위치이기 때문이다. 그러나, 일단 응축되면, 이러한 액체 응축물의 유동은 중력에 의해 제어되어 상기 유동은 하향 방향으로 유동하게 된다. 응축된 도즈(dose)가 방전 챔버의 내부 표면 상에서 국지적으로 보다 고온인 위치로 유동하면, 이 응축된 도즈는 신속하게 다시 증발하고 도즈 액적의 이러한 신속한 증발은 방전 플라즈마의 순간 증기 도즈 밀도에 있어서 스파이크(spike)를 초래한다. 증기 도즈 밀도에 있어서의 이러한 스파이크는 다음으로 램프 전기 특성에 있어서의 전압 스파이크를 유발하며, 이는 또한 광 세기의 스파이크 및 램프로부터 방출되는 광의 상관된 갑작스런 색상 변화를 초래할 수 있다. 광 세기의 이러한 스파이크 및 관련된 갑작스런 색상 변화는 바람직하지 않으며, 예컨대 소매점 위치 조명에 있어서와 같은 고품질 조명 환경에서 불안을 유발한다.
CMH 아크 튜브의 2개의 대향하는 전극이 서로로부터 더욱 멀리 이동된 구성에 있어서, 이들 전극 사이에서의 광 방출 전기 아크 방전은 라인 이미터(line emitter)가 되고, 거의 동일한 조사(irradiation)의 표면은 타원체가 되어 나타나며, 이는 역시 "회전타원체형" 방전 챔버의 기하학적 형상의 일부가 된다. 이러한 사상은 과거에 QMH 방전 챔버를 성형하기 위한 기초로서 사용되어 왔으며, 이러한 동일한 사상은 현재 최신 성형 CMH 방전 챔버를 구성하는 데 사용되고 있다.
그러나, CMH 방전 챔버의 내부 표면에 도달하는 고온 전극 선단부로부터의 열 복사가 또한 고려되어야만 한다. 전극으로부터 아크 튜브 벽에 대한 이러한 추가적인 조사는 방전 챔버의 단부 부분 상의 일부 지점의 온도를 국지적으로 상승시킬 수 있는데, 상기 단부 부분은, 아크 튜브의 중앙 본체 부분이 CMH 아크 튜브의 세장형 관상 밀봉 부분[또한 "레그(leg)"라고도 함]과 만나는 인터페이스 영역이다. 따라서, CMH 램프가 수직 배향으로 작동 중일 경우, 전극으로부터의 국지화된 열 복사는, 중력으로 인해 방전 챔버 벽의 내부 표면을 따라 하향으로 유동하는 액체 메탈 할라이드 도즈를 다시 증발시킬 수 있다. CMH 아크 튜브가 2개의 반구로 이루어진 "볼(ball) 형상" 구성이라면(그리고 또한 아크 튜브 중앙에서 원통형 섹션을 추가적으로 포함할 수 있음), 램프의 수직 작동은 특히 문제가 되는데, 왜냐하면 액체 도즈 액적의 잠재적인 국지적 과열 및 재증발이 이러한 CMH 아크 튜브의 하부 본체-레그 인터페이스 섹션("본체-레그 천이 부분")에서 용이하게 나타날 수 있기 때문이다. 이는, 볼 형상의 아크 튜브 구성의 반구형 단부 부분이 라인 이미터의 열 복사장에 완벽하게 맞춰지지 않고 전극으로부터의 추가적인 국지화된 열 유속(heat flux)을 수용할 수 없기 때문에 발생할 수 있다. 액체 도즈의 이동 및 재증발로 인한, 이러한 전기적 불안정 현상, 광 불안정 현상 및 색상 불안정 현상은 일시적인 색상 불안정 및 CMH 램프의 색상 변동 증가를 초래하는데, 이는 종종 "도즈 불안정(dose instability)"이라고 불린다.
도즈 불안정의 문제에 대해 제안된 해법은, (본체-레그 천이 부분에서) 전극 조립체를 둘러싸도록 아크 챔버의 내부 표면 상에 링형의 기계적인 배리어(barrier) 또는 "너브(nub)"를 마련함으로써 액상 메탈 할라이드 도즈가 국지적으로 보다 고온인 표면으로 하향으로 유동하지 못하도록 하는 것을 포함한다. 이러한 너브의 수직방향 치수(높이)가, 액체 도즈의 수직방향 유동이 전극 선단부에 근접한 아크 튜브의 내부 표면 상의 과열된 지점에 도달하는 것을 차단 또는 방해하기에 충분한 높이라면, 도즈 불안정은 현저하게 감소될 수도 있고 완전하게 제거될 수도 있다. 그러나, 이러한 너브는 세라믹 아크 튜브 본체 상에 뽀족점(sharp point)을 형성하며, 상기 너브는 전극 과열로 인해 세라믹 아크 튜브 본체의 전체 단부 부분 중 가장 온도가 높은 부분이 될 수 있다. 그 결과로서, 상기 너브 및 주위 영역은 최고의 기계적 응력에 노출될 수 있고, 세라믹 재료에서의 크랙(crack)을 형성할 가능성이 있을 수 있다. 이때 이러한 크랙은 보다 응력이 낮은 영역으로 전파될 수 있으며, 작동 중에 아크 튜브가 완전히 금가게 할 수도 있고 심지어 파괴되게 할 수도 있다. 추가적으로, 일부 메탈 할라이드 도즈 혼합물은, 램프의 전체 수명에 걸쳐 너브가 그 도즈 안정화 기능을 수행하지 못하게 할 정도로 신속하게 너브를 부식시키도록 작용할 수 있다.
도즈 불안정의 문제에 대해 제안된 다른 해법은, 국지적으로 과열된 본체-레그 천이 부분에서 아크 튜브 재료의 방사율을 향상시켜 이 영역에서 아크 튜브 벽의 보다 효율적인 냉각을 촉진시키는 것을 포함한다. 그러나, 이러한 해법은 벽의 재료 강도를 변경시킬 수도 있고 저하시킬 수도 있으며, 특히 열 유도 응력이 아크 튜브에 크랙을 유발시키기에 충분히 큰 가장 중요한 영역에서 그러하고, 이는 다시 램프 수명의 단축을 초래할 수 있다. 더욱이, 실제로 국지적으로 세라믹 재료의 방사율은 제어하기가 곤란하며, 이러한 CMH 아크 튜브의 본체-레그 인터페이스 부분(또한 저온 스팟 위치임)의 과도하고 제어되지 않은 냉각은 메탈 할라이드 염의 평형 증기 압력을 너무 많이 저하시킬 수 있고, 이는 램프 성능의 열화를 초래할 수 있다.
도즈 불안정에 대해 제안된 또 다른 해법은, 아크 튜브 중앙 본체 부분과 본체-레그 인터페이스 부분 사이에서 타원체 형상의 천이 구역을 이용하는 것을 포함한다. 그러나, 타원체 형상의 천이 구역을 이용하면 본체-레그 천이 구역뿐만 아니라 전체 아크 튜브 양자 모두의 형상에 관한 기하학적 융통성이 제한되며, 세라믹 아크 튜브 형성 과정의 세공에 대해 불필요한 복잡성이 추가된다.
본 발명의 과제는, HID(High Intensity Discharge) 아크 튜브의 기하학적 형상을 최적화하여 램프 색상 제어 및 온도 분포를 개선하는 것이다.
램프 색상 제어 및 온도 분포를 개선하기 위해 HID(High Intensity Discharge) 아크 튜브의 기하학적 형상을 제어하기 위한 장치 및 방법이 제시된다. 일부 실시예에 있어서, 전극 근처의 천이 영역에 위치하는 원추형 섹션이 포함되어 깔대기형 본체-레그 인터페이스 부분을 제공한다. 이러한 본체-레그 인터페이스 부분은 유리하게는 방전 챔버 벽의 내부 표면을 따라 온도 분포를 제어하도록 성형되어 이 온도 분포가 단조 감소되도록 함으로써 본체-레그 인터페이스에서 안정적인 국지적 저온 스팟 위치를 형성한다.
다른 양태에 있어서는, 축방향으로 비대칭인 외부 구성과 함께 더블 엔디드(double-ended)형의 축방향으로 약간 비대칭인 방전 챔버를 포함하는 2부품 구성을 갖춘 CMH 램프를 제공하기 위한 장치 및 방법이 제시되며, 여기서 축방향으로 약간 비대칭인 방전 챔버는 적당히 축방향으로 비대칭인 온도 분포를 제공한다. 일부 구현예에 있어서, 축방향으로 비대칭인 구성의 특정한 기하학적 형상은, 예컨대 싱글 엔디드(single-ended)형 외측 자켓, 축방향으로 비대칭인 반사기 엔클로저(reflector enclosure), 또는 수직 연소 배향(vertical burning orientation)과 같은, 방전 용기의 작동 환경의 열적 비대칭성을 보상하기 위해, 적당히 축방향으로 비대칭인 온도 분포를 제공한다.
일부 실시예의 특징 및 장점, 그리고 이들을 달성하는 방식은, 예시적인 실시예를 예시하는 첨부 도면(반드시 축척대로 도시된 것은 아님)과 함께 후속하는 상세한 설명을 참고함으로써 더욱 명확하게 될 것이다.
도 1은 통상적인 HID(High Intensity Discharge) 램프의 개략적인 도면이다.
도 2는 중력 방향이 화살표로 표시되어 있는, 본 발명의 실시예에 따른 아크 튜브의 수직 배향에 있어서의 절개도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따라 수평 배향으로 작동될 때, 도 2의 아크 튜브 구성요소 내에서 발생하는 온도의 정상 상태 분석 시뮬레이션 결과를 도시하는 개략적인 온도 다이어그램이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따라 수직 배향으로 작동될 때, 도 2의 아크 튜브 구성요소 내에서 발생하는 온도의 정상 상태 분석 시뮬레이션 결과를 도시하는 개략적인 온도 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CMH 아크 튜브의 예를 예시한 것이다.
도 5a는 소결 이전에 수평 배향으로 축방향 대칭인 방전 챔버가 매립되는, 통상적인 3부품 성형식 HID CMH 방전 용기 본체의 조립된 실시예의 개략적인 절개도이다.
도 5b는 소결 이후에 도 5a의 통상적인 3부품 성형식 HID CMH 방전 용기 본체의 개략적인 절개도이다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따라, 소결 이전에 수평 배향으로 축방향 비대칭인 방전 챔버가 매립되는, 2부품 성형식 HID CMH 방전 용기 본체의 조립된 실시예의 개략적인 절개도이다.
도 6b는 본 발명의 실시예에 따라, 소결 이후에 도 6a의 2부품 성형식 HID CMH 방전 용기 본체의 개략적인 절개도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 축방향 비대칭인 방전 챔버가 매립된 35W CMH 방전 용기의 상세한 구성의 기하학적 형상을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 양태들에 따라, 수평 연소 배향(horizontal burn orientation) 및 수직 연소 배향(vertical burn orientation)으로 축방향 비대칭인 방전 챔버가 매립된 70W 2부품 성형식 CMH 방전 용기에 대한 열 이미지 캘리브레이션된 컴퓨터 모델링 데이터를 도시한 것이다.
도 9는 수평 연소 배향 및 수직 연소 배향으로 축방향 대칭인 방전 챔버가 매립된 통상적인 70W 3부품 성형식 HID CMH 방전 용기에 대한 열 이미지 캘리브레이션된 컴퓨터 모델링 데이터를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 축방향 비대칭인 방전 챔버가 매립된 2부품 성형식 HID CMH 방전 용기의 구현예를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 축방향 비대칭인 방전 챔버가 매립된 2부품 성형식 HID CMH 방전 용기를 포함하는 G12 베이스 싱글 엔디드 구성을 갖는 "마무리된" HID CMH 램프의 예를 예시한 것이다.
도 12a는 버티컬 베이스 업("VBU"; Vertical Base Up) 배향으로 통상적인 3부품 "박스형" 방전 용기를 포함하는 MR16 실시예의 HID CMH 램프를 예시한 것이다.
도 12b는 본 발명의 실시예에 따라 버티컬 베이스 업("VBU") 배향으로 축방향 비대칭인 방전 챔버가 매립된 2부품 성형식 방전 용기를 포함하는 MR16 실시예의 HID CMH 램프를 예시한 것이다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 실시예에 따라 특정 축방향 비대칭을 방전 챔버의 기하학적 형상에 도입함으로써 적당히 축방향 비대칭인 온도 분포를 형성하기 위한 대안적인 이식 옵션(implantation option)을 예시한 것이다.
도 1은 HID(High Intensity Discharge) 램프, 보다 구체적으로는 세라믹 메탈 할라이드(CMH; Ceramic Metal Halide) 램프(100)의 알려진 실시예의 개략적인 도면이다. 일반적으로, CMH 램프는 반투명 세라믹 재료 또는 투명 세라믹 재료로 제조된 아크 튜브(101)를 포함하며, 상기 아크 튜브는 예컨대 용융 실리카 또는 경질 유리로 제조되는 광 투과성 외측 엔벨로프(envelope) 또는 외측 벌브(outer bulb)(124)에 의해 둘러싸여 있다. 외측 벌브(124)는 진공을 에워쌀 수 있거나, 또는 질소와 같은 불활성 가스로 충전될 수 있고, 이 외측 벌브에는 일 단부에 램프 캡(114)이 마련된다. 아크 튜브(101)는 방전 챔버(104)를 에워싸는 세라믹 벽(102)(내측 표면 및 외측 표면을 가짐)을 포함한다. 방전 챔버(104)는 보통, 램프의 높은 온도에서의 표준 작동 조건 하에서 작동하는 액체 도즈로 충전된다. 아크 튜브(101)는 또한, 서로에 대해 대향하게 배치되고 방전 챔버(104) 내로 연장되는 2개의 전극(110 및 112)을 포함한다. 전극(110)은 전류 리드 스루 전도체(current lead-through conductor; 116)를 통해 램프 캡(114)의 제1 전기 접점 형성 부분에 연결된다. 전극(112)은 제2 전류 리드 스루 전도체(118)를 통해, "프레임"이라 불릴 수 있는 램프 캡(114)의 제2 전기 접점 형성 부분에 연결된다. 일부 실시예에 있어서, 외측 벌브(124)는 2개의 캡을 구비할 수 있으며, 제1 캡은 제1 단부 상에 있고 제2 캡은 제2 단부 상에 있으며, 제1 전극이 제1 캡에 연결되고 제2 전극이 제2 캡에 연결된다. 도 1에 도시된 바와 같은 실시예에 있어서, CMH 램프(100)의 아크 튜브(101)는 또한 돌출형 단부 플러그(120 및 122)를 포함하며, 이들 돌출형 단부 플러그는 또한 각각 전극(110 및 112)의 적어도 일부를 에워싸도록 구성되는 "레그"라 불릴 수 있다. CMH 램프(100)의 작동 중에, 전기 아크 방전은 전극(110 및 112)의 선단부들 사이에서 연장되어 램프의 유용한 가시성 전자기 복사(광)를 제공한다.
아크 튜브(101)의 세라믹 벽(102)은 진공 기밀 및 할라이드 내성의 세라믹 재료, 예컨대 사파이어와 같은 금속 산화물 또는 치밀하게 소결된 다결정 알루미늄 산화물(Al2O3), 이트륨 알루미늄 가넷(YAG; Yttrium Aluminum Garnet), 또는 예컨대 질화 알루미늄(AlN)인 금속 질화물로 이루어질 수 있다는 것을 이해해야만 한다. 다른 할라이드 내성 세라믹 재료가 또한 이용될 수 있다. 이러한 세라믹 재료는 반투명 아크 튜브 벽 또는 투명 아크 튜브 벽을 형성하기에 적합하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 아크 튜브(200)의 수평방향 절개도이다. 화살표(201)는, 아크 튜브 램프가 수직 배향으로 작동하고 있을 때 중력의 방향을 나타낸 것이다. 아크 튜브(200)는 방전 챔버(204)를 형성하기 위해 세라믹 아크 튜브 벽(202) 구성을 나타낼 수 있다. 아크 튜브는 HID(High Intensity Discharge) 램프, 예컨대 세라믹 메탈 할라이드(CMH) 램프에 통합될 수 있다. 이에 따라, 아크 튜브(200)는 도 1의 CMH 램프(100)의 아크 튜브(101)를 대체할 수 있다.
방전 챔버(204)는 비활성 기체[네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr) 또는 제논(Xe) 또는 그 혼합물과 같은 비활성 기체]; 수은[또는 그 대체물, 이들의 증기가 버퍼 가스(buffer gas)로서의 역할을 함]; 그리고 예컨대 NaI(요오드화 나트륨), TlI(요오드화 탈륨), CaI2(요오드화 칼슘) 및 REIn(REIn은 요오드화 희토류를 가리킴)인 메탈 할라이드 염(metal halide salts)의 혼합물로 보통 충전된다. 메탈 할라이드 염[때때로 "메탈 할라이드 도즈"(metal halide dose)라고 함]의 이러한 혼합물은 높은 발광 효율, 우수한 색상 품질 및 램프의 백색광에 기여한다.
본 명세서에 개시되는 신규 실시예에 따르면, 그 본체-레그 천이 부분에 근접한 CMH 아크 튜브의 저온 스팟 위치의 국지화 및 안정화는 CMH 램프의 양호한 순간 색상 안정성 및 적은 색상 변동을 제공함에 있어 극히 중요하다는 것을 인식할 것이다. 이상적으로, CMH 아크 튜브의 저온 스팟 위치는 대략적으로 본체-레그 인터페이스 부분에 있어야만 한다. 구체적으로, 상기 저온 스팟 위치는 방전 챔버 외부에 있어야만 하지만, 도즈 불안정을 방지하기 위해 그리고 특정 CMH 아크 튜브 구성의 최상의 잠재적인 성능을 달성하기 위해 아크 튜브 레그 내부에서의 가장 고온인 지점에 있어야만 한다. 그러나, 저온 스팟 위치가 방전 챔버 외부에 위치하게 될 수 없다면, 이때 저온 스팟 위치는 방전 챔버 내부에서 국지적 온도 및 중력이 최소인 곳에 위치하여, 램프가 실질적으로 수직 배향으로 존재할 때 액체 도즈가 전술한 국지적 최소 지점 아래로 국지적으로 보다 고온인 영역으로 하향 유동할 수 없도록 해야만 한다.
따라서, 본 명세서에서 설명되는 실시예에 따르면, CMH 아크 튜브의 기하학적 형상은 추가적인 원추형 섹션[도 2에서의 원추형 섹션(234A 및 234B)으로 도시되어 있음]을 포함하도록 제조 중에 제어되어야만 하고, 이들 원추형 섹션은 각각 전극 근처의 천이 구역에 배치된다. 예를 들면, 원추형 섹션(234A)은 방전 챔버의 중앙 부분(232A)과 본체-레그 인터페이스 부분(236A) 사이에 위치하게 된다. 추가적으로, 깔대기형 본체-레그 인터페이스 구역(이하에 더욱 상세하게 언급됨)이 방전 챔버 벽의 내부 표면을 따라 온도 분포를 유리하게 제어하도록 적절히 성형되어 이 온도 분포가 단조 감소되도록 함으로써 이에 따라 본체-레그 인터페이스 부분에서 안정적인 국지적 저온 스팟 위치를 형성하는 것을 보장하기 위해 주의를 기울인다.
다시 도 2를 참고하면, 아크 튜브(200)는 점선(206)으로서 예시된 가상의 주축(major axis) 및 최대 직경(D2)을 포함한다. 세라믹 아크 튜브 벽(202)은 두께 "T"를 나타낼 수 있으며, 메탈 할라이드 도즈와 같은 이온화 가능한 충전물을 수용하는 방전 챔버(204)를 에워쌀 수 있다. 2개의 마주보는 전극(210 및 212)이 방전 챔버(204) 내에 위치하게 되며, 각각의 전극은 전극 선단부(211A 및 213A)를 갖는다. 전극 선단부(211A)는 도시된 바와 같이 전극 선단부(213A)에 대향하게 위치설정되어 아크 챔버 내에서 이들 선단부 사이에 사전에 결정된 거리를 갖고, 이러한 사전에 결정된 거리는 "아크 갭(arc gap)"이라 부를 수 있다. 2개의 전극 선단부(211A 및 213A)는 텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 제조될 수 있는 반면, 전극의 중앙 부분은 몰리브덴으로 제조될 수 있다.
도 1을 참고하면, 구현예에 있어서, 리드 스루 전도체(116 및 118)(도 2에는 도시되어 있지 않음)가 각각의 전극(210 및 212)에 연결되어 있다. 도 2에 있어서, 전극(210 및 212)은, 아크 튜브(200)의 멀리 떨어진 단부들(238A 및 238B)에 위치하게 되는 시일 부분(도시되어 있지 않음)을 통해 방전 챔버로부터 멀어진다. 상기 시일 부분은 아크 튜브를 기밀 방식으로 밀봉하며, 이때 기밀 시일을 형성하기 위해 용융 세라믹 조인트(melting ceramic joint) 또는 시일 글래스(seal glass)가 이용될 수 있다. 일부 아크 튜브 실시예에 있어서, 방전 챔버(204)의 중앙 부분의 2개의 대향하는 개구부는, 또한 시일 부분을 각각 에워싸는 단부 플러그(도시되어 있지 않음)에 의해 폐쇄될 수 있고, 아크 튜브(200)는 실질적으로 단지 중앙 본체 부분(208)으로만 이루어질 수 있다[즉, 아크 튜브는 종종 "레그"라고 불리는 2개의 세장형 단부 구조(220 및 222)를 포함하지 않음]. 따라서, 일부 실시예에 있어서, 아크 튜브(200)는 단지 대체로 구형인 중앙 본체 부분 또는 대체로 세장형인 구형 중앙 본체 부분(208)만을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 아크 튜브 구조는 도 2에 도시된 아크 튜브 실시예(200)로 한정되지 않지만, 대신 그 다양한 성형 부분의 치수 범위를 포함하는 양태로 그리고 일반적인 용어로 설명된다는 점을 이해하여야 한다.
다시 도 2를 참고하면, CMH 램프의 작동 중에, 방전 챔버(204) 내의 메탈 할라이드 도즈는 포화 증기상으로 존재하며, 이때 용융된 메탈 할라이드 염의 증기상 및 액상은 열적으로 평형 상태에 있고, 증기상 및 액상 양자 모두는 동시에 존재한다. 평형 증기 압력은 액상 온도에 의해 제어되며, 이 액상 온도는 보통 세라믹 아크 튜브 벽(202) 상에서의 "최저온 스팟"의 온도와 동일한데, 왜냐하면 최저온 스팟은 증기가 최초로 응축되는 지점이기 때문이다. 그러나, 일단 응축되면, 메탈 할라이드 혼합물(또한 "액체 도즈"라 불림)의 액체 응축물은 중력의 영향 하에서 하방을 향해 유동하게 된다. 응축된 도즈가 방전 챔버(204)의 내부 표면 상에서 국지적으로 보다 고온인 위치로 유동하면, 응축된 도즈는 신속하게 다시 증발하게 된다.
이상적으로, CMH 램프의 수직 작동에 있어서, 방전 챔버(204)의 가장 낮은 수직 지점은 전압 스파이크 그리고 광 세기 및 색상에서의 바람직하지 않은 변화를 방지하기 위해 최저온 지점("저온 스팟")이어야 한다. 최저온 스팟이 방전 챔버(204)의 최저 수직 지점에 그리고 상기 최저 수직 지점 내에 위치하지 않는다면, 저온 스팟의 차선의 위치는 국지적 수직 온도 및 중력이 최소인 지점이며, 이에 따라 액체 도즈는 이러한 국지적 중력 최저점 이하에 위치하는 국지적으로 보다 고온인 영역으로 하방으로 유동할 수 없게 된다.
다시 도 2를 참고하면, 아크 튜브(200)는 중앙 발광 부분 또는 아크 튜브 본체 부분(208), 제1 (하부) 레그(220) 및 제2 (상부) 레그(222)를 포함한다. 아크 튜브 본체(208)는 선택적인 원통형 부분(230), 제1 곡선형 부분(232A) 및 제2 곡선형 부분(232B), 제1 원추형 부분(234A) 및 제2 원추형 부분(234B), 그리고 제1 본체-레그 천이 부분(236A) 및 제2 본체-레그 천이 부분(236B)을 포함한다. 제1 곡선형 부분(232A) 및 제2 곡선형 부분(232B)은 주축(206)(스핀들 원환체의 일부)을 중심으로 회전된 볼록형 아크 섹션에 의해 구성 또는 형성된다. 제1 원추형 부분(234A) 및 제2 원추형 부분(234B)은 제1 곡선형 부분(232A) 및 제2 곡선형 부분(232B)을 제1 본체-레그 천이 부분(236A) 및 제2 본체-레그 천이 부분(236B)에 가교(bridge)하며, 제1 본체-레그 천이 부분(236A) 및 제2 본체-레그 천이 부분(236B)은 2개의 전극(210 및 212)을 에워싼다. 제1 본체-레그 천이 부분(236A) 및 제2 본체-레그 천이 부분(236B)은 가시화될 수 있거나, 또는 본체-레그 천이 부분의 "깔대기형" 형상을 제공하기 위해 주축(206)을 중심으로 회전된 원추형 아크 섹션으로서 형성된다. 제1 곡선형 부분(232A) 및 제2 곡선형 부분(232B) 그리고 제1 본체-레그 천이 부분(236A) 및 제2 본체-레그 천이 부분(236B)의 곡률 반경뿐만 아니라, 제1 원추형 부분(234A) 및 제2 원추형 부분(234B)의 원추각은, 아크 튜브 벽(202)의 온도가 아크 튜브(200)의 단부를 향해, 심지어 전극 과열을 고려하더라도, 단조 감소하게 되도록 선택 및/또는 형성된다. 따라서, 아크 튜브(200)가 수직 배향으로 존재하면, 이에 따라 중력이 화살표(201)의 방향으로 작용하고[제1 레그(220)가 바닥에 가장 근접함], 하부 전극(210)에 근접한 아크 튜브 벽(202)의 온도는 더 높이(바닥 또는 지면으로부터 더 멀리) 존재하는 벽의 임의의 지점의 온도보다 낮아지게 된다. 따라서, 국지화된 저온 스팟이 제1 본체-레그 천이 부분(236A)의 영역에 형성되거나, 또는 제1 레그(220)의 내부에 그리고 방전 챔버(204) 바로 외부에 있는 그 둘레 영역에 형성된다.
도 2에 예시된 실시예에 있어서, 아크 튜브 벽(202)의 두께 "T"는 전체 아크 튜브 조립체(200)에 걸쳐 실질적으로 균일하다. 그러나, 일부 구현예에 있어서, 추가적인 특징부 및/또는 선택적인 특징부는 제1 레그 외측 단부(238A) 및 제2 레그 외측 단부(238B)에 형성된 벽 두께보다 더 두꺼운, 제1 본체-레그 천이 지점(237A) 및 제2 본체-레그 천이 지점(237B)의 위치에서의 벽 두께를 제공하는 것을 포함할 수 있으며, 이에 따라 제1 레그(220) 및 제2 레그(222)는 테이퍼지게 된다. 구체적으로, 제1 레그(220) 및 제2 레그(222)의 외측 기하학적 형상을 원추형으로 성형하는 것은, 제1 본체-레그 천이 지점(237A) 및 제2 본체-레그 천이 지점(237B)의 기계적 강도를 향상시키기 위해 마련될 수 있으며, 이에 따라 [아크 튜브(200)의 배향에 따라] 아크 튜브 본체(208)와 제1 레그(220) 및 제2 레그(222) 사이에 완만한 천이 형상을 생성하고 제1 천이 지점(237A)에 근접하여 또는 제2 천이 지점(237B)에 근접하여 아크 챔버 내부에서 저온 스팟의 국지화를 지원하게 된다. 추가적으로, 이러한 원추형 레그 구조는 예컨대 CMH 아크 튜브를 형성하기 위해 사출 몰딩 기술을 이용하는 경우에 있어서 CMH 아크 튜브의 제조를 유리하게 지원한다.
아크 튜브(200)는 통상적인 CMH 아크 튜브를 대체하는 데 사용될 수 있으며, 방전 챔버(204)의 안정적이고 양호하게 형성된(well-defined) "저온 스팟" 위치를 제공하도록 최적화되어 있다. 이러한 안정적인 저온 스팟 위치는, 방전 챔버 벽(202)의 내측 표면(240) 상에 위치하는 액체 도즈[메탈 할라이드 염 욕(metal halide salt pool)]를 위한 안정적인 위치를 제공한다. 다시 말하면, CMH 아크 튜브는, [중력이 화살표(201)의 방향으로 작용하도록 램프가 수직 위치에서 작동될 때] 정상 상태 램프 작동 중에 어떠한 액체 도즈의 이동도 이루어지지 않도록 구성된다.
도 3은 일부 실시예에 따라, 도 2의 아크 튜브 구성요소 내에서 나타내는 온도의 수평 배향[화살표(301)의 방향으로 중력이 작용함] 정상 상태 분석 시뮬레이션을 도시하는 개략적인 온도 다이어그램(300)이다. 구체적으로, 상기 다이어그램(300)은 CMH 램프의 39 와트 작동 중에 아크 튜브 벽(202) 내에서 나타날 수 있는 예상 온도를 그래프로 도시한 것이다. 이러한 상황에 있어서, 전극의 전극 선단부(도시되어 있지 않음)는 작동 중에 약 3150 K의 온도에 도달할 수 있다. 따라서, 도 3a에 그래프로 도시된 바와 같이, 방전 챔버 내의 가스 대류에 의해 유도되는 부력으로 인해 상방을 향해 휘어지는 아크 방전 위로 아크 튜브의 상측 벽 부분(302)에서 약 1400 K의 높은 온도가 나타나는 반면, 방전 챔버(304)의 하측 벽 부분에서의 온도는 약 1300 K으로 더 낮다. 이러한 온도는 본체-레그 천이 부분(337A 및 337B)에서 대략 1250 K으로 떨어지며, 레그 부분의 극한(338A 및 338B)에서 대략 750 K으로 가장 낮다. 따라서, 방전 챔버 내의 메탈 할라이드 도즈 응축물은 중력의 영향 하에서 하방을 향하는 방향으로[화살표(301)로 나타낸 바와 같음] 수평방향 CMH 아크 튜브(300)의 방전 챔버(304)의 하부 부분을 향해 유동하게 된다. 응축된 도즈는 방전 챔버 내에서 안정적인 국지적 중력 최저값(안정적인 기계적 평형)을 나타내는 보다 저온의 이러한 위치까지 유동하기 때문에, 균일하게 증발되며 증기 도즈 밀도에 있어서 스파이크를 유발하지 않는다. 따라서, CMH 아크 튜브(300)가 수평 배향으로 작동하고 있을 때, 전압 스파이크 그리고 광 세기 및 색상에 있어서의 바람직하지 않은 변화는 나타나지 않는다.
도 3b는 일부 실시예에 따라, 도 2의 아크 튜브 구성요소 내에서 나타내는 온도의 수직 배향[화살표(351)의 방향으로 중력이 작용함] 정상 상태 분석 시뮬레이션 결과를 도시하는 개략적인 온도 다이어그램(350)이다. 구체적으로, 상기 다이어그램(350)은 CMH 램프의 35 와트 작동 중에 수직 배향의 아크 튜브 벽(202) 내에서 나타날 수 있는 온도를 그래프로 도시한 것이다. 이러한 상황에 있어서, 상측 전극의 전극 선단부(도시되어 있지 않음)는 작동 중에 약 3180 K의 온도에 도달할 수 있다. 따라서, 도 3b에 그래프로 도시한 바와 같이, 방전 챔버의 벽 내에서 상부 부분(352) 내에서 약 1350 K의 높은 온도가 나타나는 반면, 아크 튜브의 하부 본체-레그 천이 부분을 포함하는 방전 챔버(354)의 하부 벽 부분에서의 온도는 약 1220 K로 더 낮다. 이러한 온도는 하위 레그에서의 본체-레그 천이 부분(387A) 이후에 대략 1150 K의 값으로 떨어지며, 하위 레그의 극한(388A)에서 대략 740 K으로 가장 낮다. 따라서, 아크 튜브(350)의 방전 챔버 내의 메탈 할라이드 도즈 응축물은 중력의 영향 하에서 하방을 향하는 방향으로[화살표(351)의 방향으로] 아크 튜브(350)의 중앙 본체 부분의 더 낮은 부분(354)을 향해 유동하게 된다. 앞서 언급된 바와 같이, 본체-레그 천이 부분(354)의 곡률 반경은, 심지어 전극 과열을 고려하여도 지면에 대해 가장 근접한, 아크 튜브의 단부를 향해 벽 온도가 단조 감소하게 되도록 적절히 선택 및/또는 형성된다. 따라서, 중앙 본체 부분(354)의 더 낮은 부분은 방전 챔버 내에서 응축된 도즈를 위한 국지적 온도 최저점을 나타내며, 즉, 이는 전압 스파이크 그리고 광 세기 및 색상에서의 바람직하지 않은 변화가 나타나지 않도록, 응축된 도즈에 대해 국지화된 저온 스팟을 제공한다.
도 4는 일 실시예에 따른 35 와트 CMH 아크 튜브(400)를 도시한 것이다. 아크 튜브(400)는 방전 챔버(404)를 포함하며, 아크 튜브는 약 0.6 밀리미터(0.6 mm)의 벽 두께 "T"를 갖지만, T는 약 0.4 mm 내지 약 2.0 mm 범위일 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 중앙 발광 본체 부분(408)은 일정한 벽 두께를 가지며, 레그 부분(420 및 422)도 또한 일정한 벽 두께를 가질 수 있다. 그러나, 앞서 언급된 바와 같이, 일부 실시예에 있어서, 이들 레그 부분에서의 벽 두께는 상이하여 레그 부분(420 및 422)이 테이퍼지게 될 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 아크 튜브의 총 길이(L)는 약 29.7 mm이며, 여기서 중앙 본체 부분(408)의 길이(LI)는 약 10.1 mm이다. 중앙 본체 부분의 선택적인 원통형 부분(430)의 길이(L0)는 약 1.2 mm이며, 전극 선단부(211A 및 213A)들 사이의 거리 길이(L2)("아크 갭")는 약 4.5 mm이다. 원추형 부분(434A 및 434B)의 길이(L3)는 약 0.7 mm이지만, 일부 실시예에 있어서 L3는 벽 두께(T)를 2로 나눈 것보다 크고, 최대 직경(D2)을 2로 나눈 것보다 작다. 도시된 바와 같이, 원추 반각(α)은 약 45 도이지만, 일부 실시예에 있어서는 약 40 도 내지 약 55 도의 범위일 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 레그 부분(420 및 422)의 외측 표면은 약 0 도 내지 약 2 도 범위의 원추 반각을 가질 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같은 실시예에 있어서, 중앙 본체 부분(408)의 최대 직경(D2)은 약 6.2 mm이다. 약 2.3 mm의 내부 곡률 반경(R5)은 본체-레그 천이 부분(436A 및 436B)의 내부 곡률 반경을 한정할 수 있지만, 일부 실시예에 있어서, R5는 0 내지 R3 사이일 수 있는 반면, 약 3.7 mm의 반경(R3)은 선택적인 원통형 중앙 부분(430)과 플랭킹(flanking) 원추형 부분(434A 및 434B) 사이에 위치하는 플랭킹 곡선형 부분(432A 및 432B)의 곡률 반경을 한정한다. 약 2 mm의 반경(R4)은 본체-레그 천이 부분의 외부 곡률 반경을 한정한다.
실시예에 따라 최적화된 아크 튜브의 기하학적 형상은 모든 (세라믹) 메탈 할라이드 램프에 대해 유익하며, 여기서 메탈 할라이드의 적어도 일부는 응축된 액상을 갖는다(즉, 메탈 할라이드는 포화 증기 형태로 존재함). 전술한 실시예는, 도즈 조성물이 세라믹 표면을 적시도록 하는 것인 경우에 특히 유익하다. 이러한 경우에 있어서, 응축된 액체 도즈는 세라믹 표면에 달라붙게 되며, 중력의 방향으로 하방을 향해 유동하기에 앞서 대형 액적을 형성할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 메탈 할라이드 도즈는 NaI, LaI3, TlI 및 CaI2로 이루어질 수 있으며, 이들 요오드화물은 각각 20 내지 50 중량%, 10 내지 30 중량%, 3 내지 10 중량% 그리고 25 내지 60 중량%의 대략적인 범위로 존재한다.
앞서 설명한 바와 같이, 일부 실시예에 따른 CMH 아크 튜브 내에서의 도즈 위치 안정성의 유익한 결과는, 램프 색상의 순간 변동, 광속(luminous flux), 및 전기적 파라메타 모두가 더욱 안정적이게 되어 종래의 CMH 아크 튜브 구성에 비해 개선된다는 것이다. 구체적으로, (성형된) CMH 아크 튜브의 순간 색상 제어는, 세라믹 벽의 온도가 방전 챔버의 축방향 중앙 지점으로부터 단조 감소하도록 도 2에 도시된 아크 튜브(200)의 방전 챔버(204)[및 도 4의 아크 튜브(400)의 방전 챔버(404)]를 구성함으로써 달성된다. 특히, 아크 튜브(200)[및/또는 아크 튜브(400)]가 수직 배향으로 작동하고 있으면, 이때 세라믹 벽의 온도는 하부 레그(바닥에 가장 근접함)를 향하여 단조 감소하여 방전 챔버(204)의 최저 지점의 영역에 또는 하부 레그의 상부 부분을 둘러싸는 위치에, 즉 실질적으로 아크 튜브(200)의 본체-레그 천이 부분(237A)에, 위치하는 사전 형성된 저온 스팟 이외에서의 도즈 응축을 방지한다. 다시 말하면, 본 명세서에서 설명되는 실시예에 따른 CMH 아크 튜브 구성으로 인해 더욱 일관성 있는 색상, 루멘(lumen) 및 전기적 파라메타 성능을 얻게 되며, 안정적이면서 깜빡임 없는 램프 작동이 제공된다.
CMH 램프 특성의 제어를 개선하는 것에 추가하여, 앞서 개시된 CMH 아크 튜브의 최적화된 기하학적 형상은 아크 튜브(200)[또는 아크 튜브(400)]의 세라믹 벽 내부에서 발달할 수 있는 열 유도형 응력을 감소시키며, 이는 램프의 장기적 신뢰성을 개선시킨다. 이러한 구조는 또한 낮은 실패율을 갖는 더욱 강건한 HID 램프를 제공하며, 이에 따라 그 결과로서 소비자 불만 제기의 회수를 감소시킨다. CMH 아크 튜브 구성의 이러한 개선된 특징은, 방전 챔버의 형상, 본체-레그 천이 부분의 형상을 비롯한 아크 튜브의 기하학적 형상을 최적화하는 것에 의해 그리고 아크 튜브를 따라 아크 튜브 벽 두께 분포를 제어하는 것에 의해 달성된다.
더욱이, 앞서 설명된 아크 튜브의 구조는, 타원체 섹션 또는 준-타원체 섹션을 포함하는 통상적인 CMH 아크 튜브 구성을 제조하는 것에 비해 비용이 덜 소요되는 간단한 기하학적 형상을 갖는다. 이에 따라, 이들 아크 튜브는 HID 램프 제품 성능을 개선시키며, 이는 낮은 제조 스크랩 속도(manufacturing scrap rates) 및 낮은 비용으로 달성된다.
앞서 설명된 바와 같은 아크 튜브의 기하학적 형상을 갖는 CMH 램프의 공칭 파워 범위는 용례에 기초하여 변동될 수 있다. 예를 들면, 소매점 조명 용례를 위한 CMH 램프는 약 20 W 내지 약 150 W의 공칭 작동 파워 범위를 가질 수 있는 반면, 실외/높은 천장(high bay) 조명에서 사용하기 위한 CMH 램프는 약 250 W 내지 약 800 W의 공칭 작동 파워 범위를 가질 수 있고, 운동경기 조명에서 사용하기 위한 CMH 램프는 약 1 kW 내지 약 2 kW의 공칭 작동 파워 범위를 가질 수 있다. 따라서, 이러한 램프의 벽 두께 특성이 또한 변하게 된다.
이하에서 설명되는 추가적인 실시예는 대체로 HID 램프에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 적당한 축방향 비대칭의 온도 분포를 제공하는 특정한 축방향 비대칭 구성의 기하학적 형상을 갖는 더블 엔디드 방전 챔버를 갖춘 CMH 램프를 제공하는 것에 관한 것이다. 일부 구현예에 있어서, 축방향으로 비대칭인 특정한 구성의 기하학적 형상은, 예컨대 싱글 엔디드형 외측 자켓, 축방향으로 비대칭인 반사기 엔클로저, 또는 수직 연소 배향과 같은, 방전 용기의 작동 환경의 열적 비대칭성을 보상하기 위해, 적당히 축방향으로 비대칭인 온도 분포를 제공하도록 구성될 수 있다.
도 5a는 수평 배향으로 축방향 대칭인 방전 챔버가 매립되는, 통상적인 3부품 성형식 HID CMH 방전 용기 본체(500)의 조립된 실시예의 개략적인 절개도이다. CMH 방전 용기 본체(500)는, 내측으로 준타원체 형상이고 실질적으로 축방향 대칭인 방전 챔버(505)를 형성하기 위해 제1 조합형 레그-플러그 부품(502)과 제2 조합형 레그-플러그 부품(503) 사이의 연결을 위해 구성되는 원통형 세라믹 방전 챔버 튜브(501)를 포함한다. 제1 조합형 레그-플러그 부품(502)은, 제1 전극을 수용하는 레그 보어(504)를 갖춘 레그 부분, 그리고 하나의 단일 부품으로서 사출 성형되는 준-원추형 단부 플러그 부분을 포함한다. 마찬가지로, 제2 조합형 레그-플러그 부품(503)은, 제2 전극을 수용하는 레그 보어(506)를 갖춘 레그 부분, 그리고 하나의 단일 부품으로서 또한 사출 성형되는 준-원추형 단부 플러그 부분을 포함한다. 제1 조합형 레그-플러그 부품(502) 및 제2 조합형 레그-플러그 부품(503)은 "수형(male)" 세라믹 부품으로서 간주되는데, 왜냐하면 이들 부품은 원형 디스크 또는 중단부(508, 509) 및 원통형 리지(ledges) 또는 턱(shelves)(510, 511)을 포함하기 때문이며, 여기서 원통형 리지(510, 511)는 CMH 방전 용기 본체(500)를 조립할 때 최대로 상기 중단부 또는 디스크(508, 509)까지 원통형 방전 챔버 튜브(501)("암형" 세라믹 부품으로 간주됨) 내로 삽입된다. 도시된 바와 같이, 조립된 방전 용기 본체(500)는, 실질적으로 축방향 대칭이며 내부적으로 준-타원체의 기하학적 형상인 내장형 방전 챔버를 구비한다. 도 5b는 소결 이후에 도 5a의 통상적인 3부품 성형식 HID CMH 방전 용기 본체(500)의 개략적인 절개도이다. 앞서 설명된 바와 같이, CMH 방전 용기 본체(500)는, 진공 기밀 방전 챔버(505)를 형성하기 위해 제1 조합형 레그-플러그 부품(502) 및 제2 조합형 레그-플러그 부품(503)과 함께 동시 소결되는 원통형 세라믹 방전 챔버 튜브(501)를 포함한다. 동시 소결되는 세라믹 조인트(512)는 방전 용기 본체(500)가 단일 부품 구성요소가 되도록 하는 소결 과정에 의해 형성된다. 도즈로 충전하고 밀봉한 이후에, 단일 부품 방전 용기 본체(500)는 CMH 램프를 위한 방전 용기를 제공하며, 이 방전 용기는, 실질적으로 축방향 대칭인 기하학적 형상의 방전 챔버를 구비하고, 결과적으로, (예컨대, 수평 작동에서 그리고 방전 용기를 둘러싸는 외측 벌브가 없을 때) CMH 방전 용기의 "중립(neutral)" 작동 조건 하에서 실질적으로 축방향 대칭인 온도 분포를 갖는다.
도 6a는 본 명세서에서 설명되는 신규의 양태에 따라, 소결 이전에 수평 배향으로 축방향 비대칭인 방전 챔버(603)가 매립되는, 2부품 성형되고 축방향 비대칭인 HID CMH 방전 용기 본체(600)의 조립된 실시예의 개략적인 절개도이다. CMH 방전 용기 본체(600)는, 제1 전극을 수용하는 레그 보어(604)를 갖춘 레그 부분, 그리고 하나의 단일 부품으로서 사출 성형되는 준-원추형 단부 플러그 부분(605)을 포함하는 제1 조합형 레그-플러그 부품(602)을 포함한다. 제1 조합형 레그-플러그 부품(602)은 원추형 단부 플러그 부분의 "수형" 세라믹 구성요소로서 간주될 때, 도 5a의 제1 조합형 레그-플러그 부품(502)과 유사한데, 왜냐하면 이는 마찬가지로 원형 디스크 또는 중단부(606) 및 원통형 리지 또는 턱 부분(608)을 포함하기 때문이다. 제2 조합형 레그-플러그-중앙 본체 부품(610)은 또한, 제2 전극을 수용하는 레그 보어(612)를 갖춘 레그 부분, 준-타원체형 단부 플러그 부분(611), 그리고 추가적으로 하나의 단일 부품으로서 또한 사출 성형되는 준-관형 중앙 본체 부분(614)을 포함한다. 준-관형 중앙 본체 부분(614)은, 최대로 중단부(606)(도시된 바와 같음)까지 원통형 리지 부분(608) 상에 맞춰지거나 연결되도록 성형 및/또는 크기 설정되는 원형 원위 에지 부분(616)을 포함한다. 따라서, 제1 조합형 레그-플러그 부품(602) 및 제2 조합형 레그-플러그-중앙 본체 부품(610)은, 도시된 바와 같이 함께 맞춰지거나 또는 조립될 때, 2부품 성형식 HID CMH 방전 용기를 형성하고, 이들 사이에 형성된 방전 챔버(603)는 축방향으로 비대칭인 기하학적 형상을 갖는다. 구체적으로, 방전 챔버(603)는, 준-타원체이고 실질적으로 축방향 대칭인 내부 표면의 기하학적 형상을 갖지만, 축방향 비대칭인 외부 표면의 기하학적 형상을 갖는다.
도 6b는 소결 이후에 도 6a의 2부품 성형되며 축방향 비대칭인 HID CMH 방전 용기 본체(600)의 개략적인 절개도이다. CMH 방전 용기 본체(600)는, 진공 기밀식 방전 챔버(603)를 형성하기 위해 제2 조합형 레그-플러그-중앙 본체 부품(610)과 함께 이때 동시 소결되는 "수형"의 제1 조합형 레그-플러그 부품(602)을 포함한다. 소결 이후에, 동시 소결된 세라믹 조인트(620)는, 정확하게 마련될 때 및/또는 양호하게 마련될 때, 식별될 수 없는데, 왜냐하면 원래 분리되어 있었던 2개의 세라믹 구성요소 사이의 구성상 차이 및 조성상 차이가 소결 과정에 의해 제거되기 때문이며, 남아있는 이전의 조인트 라인의 흔적이 존재하지 않기 때문이다. 도즈로 충전되고 밀봉된 이후에, 이에 따라 형성된 단일 부품 방전 용기 본체(600)는 CMH 램프를 위한 방전 용기를 제공한다. 도 6a에서 점선 원(609)으로서 도시된 동시 소결된 영역에서의 추가적인 표면적 및 과잉의 세라믹 체적의 결과로서 뿐만 아니라 방전 챔버(603)의 준-타원체형 내부 기하학적 형상에서의 관련된 미미한 비대칭성의 결과로서, 방전 챔버(603)의 준-원추형 레그-플러그 "수형" 측(602)에서의 챔버 벽 부분은 ("중립" 작동 조건 하에서, 예컨대 수평 작동으로 그리고 방전 용기를 둘러싸는 외부 벌브 없이) 성형된 레그-플러그-중앙 본체 "암형" 측(610)보다 약간 저온에서 작동한다. 결과적으로, 본 명세서에서 설명되는 축방향 비대칭인 특정한 기하학적 형상의 HID CMH 방전 챔버(603)의 축방향 온도 분포는 또한 적당히 축방향으로 비대칭을 나타내게 된다.
도 7은 일부 실시예에 따라 매립된 축방향 비대칭의 방전 챔버(702)를 포함하는 35W CMH 방전 용기(700)에 대한 상세한 구성의 기하학적 형상을 도시한 것이다. 도 7에 예시되고 이하에서 설명되는 구체적인 구성의 기하학적 형상은 단지 예시를 목적으로 한 것이며, 어떠한 방식으로도 본 명세서에서 설명되는 신규 양태의 범위를 한정하려는 것이 아니라는 것을 이해해야 한다.
본 명세서에서 설명되는 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 CMH 방전 챔버(702)는 축방향으로 비대칭인 온도 분포를 나타내도록 형성된다. 방전 용기는 자체로 레그를 포함하도록 제조될 수 있거나, 또는 레그 없는 구성일 수 있거나, 또는 이들 2가지 구성의 조합일 수 있다. 방전 챔버의 축방향 열적 비대칭성은 방전 챔버 자체의 축방향 비대칭 구성의 기하학적 형상에 의해 형성되며, 방전 용기의 레그 부분에 의해 유발될 수 있는 임의의 추가적인 열적 효과는 고려되지 않는데, 왜냐하면 2개의 레그 부분이 실질적으로 동일한 기하학적 형상인 것으로 가정되기 때문이다. 축방향 열적 비대칭성은 바람직할 수 있는데, 왜냐하면 이러한 특성을 갖는 CMH 방전 챔버가 일부 환경의 경우에 있어서 및/또는 일부 배향의 경우에 있어서와 같은 일부 상황 하에서 열적 보상 도구(thermal compensation tool)로서 사용될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 도 6a을 참고하면, "수형"인 제1 조합형 레그-플러그 부품(602)에 인접하는, 방전 챔버(603)의 일부는 약간 손실이 많은 열적 특성을 나타내며, 이에 따라 이러한 영역에서의 온도는 "암형"인 조합형 레그-플러그-중앙 본체 부품(610)에 인접하는 온도보다 낮고, 이는 특정 작동 조건 하에서 바람직할 수 있다.
CMH 방전 챔버에서의 고유한 축방향 비대칭 온도 분포는, 예컨대 실질적으로 "등온"인 내측 챔버의 기하학적 형상을 생성함으로써 그리고 "비-등온"인 외측 챔버의 기하학적 형상을 생성함으로써 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 일부 실시예에 있어서, 앞서 설명된 바와 같이, 축방향 비대칭의 방전 챔버가 매립된 세라믹 방전 용기는 그 챔버의 축방향 중심선 외부에서 결합되는 2개의 부품 또는 구성요소로 제조되며(동시 소결되는 조인트 영역은 챔버의 일 단부에 더 근접하며, "수형" 레그 부분에 더 근접함), 이러한 구조에 의해 상기 조인트의 높은 신뢰성이 유지된다. 일부 실시예에 있어서, 통상적인 억지 끼워 맞춤(interference fit) 기반의 세라믹 동시 소결 기법이 사용된다. 방전 챔버의 실질적으로 원추형인 "수형" 세라믹 구성요소는 제2의 "암형" 성형식 구성요소보다 더 작은 직경 및 더 짧은 길이를 갖는다(제2의 암형 성형식 구성요소가 더 큰 직경 및 더 긴 길이를 가짐). 일부 실시예에 있어서, "수형" 구성요소는 단지 단부 부분을 구성하는 반면, "암형" 구성요소는 중앙 부분, 그리고 방전 챔버를 형성하는 대향하는 단부 부분을 포함한다. 동시 소결 이후에, 방전 챔버의 내측 표면의 기하학적 형상은 준-타원체형이며, 축방향으로 그리고 회전방향으로 대칭인 ("등온의") 형상이다. 그러나, "수형" 구성요소 단부에서의 세라믹 체적 및 외부 표면적은 "암형" 구성요소의 세라믹 체적 및 외부 표면적보다 큰데, 이는 동시 소결을 위해 요구되는 특징부(앞서 설명된 원형 디스크 부분 및 원통형 리지 부분)로 인한 것이며, 이는 소결용 조인트에서 이중 벽 구조를 초래한다. 그 결과로서, "중립" 작동 조건 하에서(예컨대, 수평 작동으로 그리고 방전 용기를 둘러싸는 외측 벌브 없이) 작동하는 동안, "수형" 구성요소 단부는 "암형" 구성요소 단부보다 약간 더 저온이 되며, 방전 챔버는 열적으로 축방향으로 비대칭이 된다(축방향으로 "비-등온"임). 이러한 축방향 열적 비대칭성은, 예컨대 전극 선단부의 위치를 조작함으로써 방전 챔버 내에서 축방향을 따라 아크 갭을 선택적으로 이동시키는 것에 의해 조정 또는 변경될 수 있다.
따라서, 도 7에 도시된 35W CMH 아크 튜브(700)를 다시 참고하면, 방전 챔버(702)는 약 0.4 mm 내지 약 2.0 mm의 범위인 세라믹 벽 두께 "T"를 갖는 아크 튜브에 의해 형성된다. 일부 실시예에 있어서, 중앙 발광 본체 부분(704)은 대체로 일정한 벽 두께를 가지며, 레그 부분(706 및 708)은 또한 대체로 일정한 벽 두께를 가질 수 있거나 테이퍼질 수 있다. 암형의 조합형 레그-플러그-중앙 본체 부품(710)은 약 35 도 내지 약 55 도의 범위일 수 있는 원추 반각(α1)을 포함하며, 외측 곡률 반경(R31) 및 내측 곡률 반경(R310)을 포함하고, 벽 두께 T1을 갖는다. 마찬가지로, 수형의 조합형 레그-플러그-중앙 본체 부품(712)은 약 35 도 내지 약 55 도의 범위일 수 있는 원추 반각(α2), 내측 곡률 반경(R320), 최소 벽 두께(T2), 그리고 원추 반각(β2)을 갖는 원추형 외측 표면을 가지며, 상기 원추 반각(β2)은 약 35 도 내지 약 55 도의 범위일 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같은 실시예에 있어서, 방전 챔버(702)의 최대 직경(D2)은 약 6.2 mm이다. 치수 L31 및 치수 L32는 각각 암형인 조합형 레그-플러그-중앙 본체 부품의 길이 및 수형인 조합형 레그-플러그-중앙 본체 부품의 길이를 나타내며, 치수 α1은 암형인 조합형 레그-플러그-중앙 본체 부품의 원추 반각을 나타내며, 치수 α2는 수형인 조합형 레그-플러그-중앙 본체 부품의 원추 반각을 나타낸다. 치수 R41 및 치수 R42는 각각 암형인 조합형 레그-플러그-중앙 본체 부품의 곡률 반경 및 수형인 조합형 레그-플러그-중앙 본체 부품의 곡률 반경을 나타내며, 치수 L1은 제1 본체-레그 천이 부분과 제2 본체-레그 천이 부분 사이의 거리를 나타낸다. 도 7에 도시되고 앞서 설명된 치수와 관련하여, 다음의 관계, 즉 0.5 ＜ R31/D2 ＜ 1.1, 및 0.5 ＜ R320/D2 ＜ 1.1, 및 0.8 ＜ R320/R31 ＜ 1.2, 및 T1/2 ＜ L31, L32 ＜ D2/2, 및 0.04 ＜ R41/D2 ＜ 0.5, 및 0.1 ＜ R42/D2 ＜ 0.5, 및 1.3 ＜ L1/D2 ＜ 2, 및 35°＜ αl, α2, β2 ＜ 55°가 성립한다.
심지어 HID 램프 또는 CMH 램프의 대부분이 "유니버셜 버닝(universal buring)" 유형으로 분류된다고 하더라도, CMH 램프의 기본적인 배향은 약간의 틸팅 각도 한계 내에서 실질적으로 "버티컬 베이스 업(VBU)"이다. 이 때문에, 통상적인 축방향 대칭의 더블 엔디드 HID 방전 챔버의 상측 단부 부분은 종종 고온 방전 가스의 자연 대류에 의해 과열되는 반면, 이보다 낮은 단부 부분의 온도는 그 최적 설계 값을 벗어나 유지된다. 추가적으로, HID 램프 구성의 대부분은 싱글 엔디드 유형이며, 이때 단일 베이스가 오직 램프의 일 단부에만 위치하게 된다. 싱글 엔디드 램프 구성의 이러한 기하학적 비대칭성은, 베이스로부터 다시 반사되는 열에 의해 통상적인 축방향 대칭의 방전 용기 및 이 방전 용기에 매립된 축방향 대칭의 방전 챔버의 2개의 대향하는 단부 부분이 상이한 정도로 재가열되는 결과를 초래하며, 이는 다시 2개의 챔버 단부 부분 사이의 최종적인 열적 비대칭성을 초래한다. 추가적으로, 일부 특수한 외측 벌브의 기하학적 형상의 결과로서, 방전 용기 및 이 방전 용기에 매립된 방전 챔버의 열적 환경이 본래 고도로 비대칭인 HID 램프 구성이 존재하며, 이는 다시 기하학적으로 축방향 대칭인 방전 챔버의 비대칭적인 온도 분포를 초래한다. 이러한 램프 구성의 예는 작은 반사기 원추 각도를 갖는 반사기 램프(PAR20, PAR30, MR16)이거나 또는 상당한 양의 열을 반사하는 빌트인(built-in) 차광 차폐부를 갖는 램프이다(AR111 유형의 램프와 같음). 추가적으로, 기하학적으로 타이트(tight)한 포물선형 또는 타원체형의 조명 기구 구성은 방전 챔버 온도 분포에 대해 동일한 효과를 나타낼 수 있다. 이러한 조건 하에서, 본 명세서에서 설명된 열적으로 축방향 비대칭인 HID 방전 챔버는 유리할 수 있는데, 왜냐하면, 예컨대 열적으로 비대칭인 배향, 램프 구성, 및/또는 기구 환경으로부터의 바람직하지 않은 열적 차이를 보상하기 위해 그리고 궁극적으로 해당 램프를 열적으로 최적화된 "유니버셜 버닝" 유형의 램프가 되도록 하기 위해 그 고유의 열적 축방향 비대칭성이 사용될 수 있기 때문이다.
도 8은, 매립된 축방향 비대칭의 방전 챔버를 포함하는, 도 6b의 2부품 성형식 HID CMH 방전 용기 본체(600)의 축방향 열적 비대칭성에 관한 열적 이미지 및 컴퓨터 모델링 양태(800)를 예시한 것이다. 구체적으로 도 8의 열적 이미지 캘리브레이션된 컴퓨터 모델링 결과(800)는 수평 연소 배향 및 수직 연소 배향에서 70W 2부품 CMH 방전 용기 구성의 정상 상태 열 및 응력 분석 그리고 냉각 상태 열 및 응력 분석을 포함한다. 반대로, 도 9는, 양 단부 부분에서 동일한 "수형" 구성요소의 기하학적 형상을 갖는 축방향 대칭의 방전 챔버를 구비한, 통상적인 3부품 성형식 HID CMH 방전 용기[도 5b의 방전 용기 본체(500)의 방전 챔버와 유사함]에 대한 열적 이미지 캘리브레이션된 컴퓨터 모델링 결과(900)를 도시한 것이다. 도 9의 컴퓨터 모델링 결과(900)는 수평 연소 배향 및 수직 연소 배향에서 70W 3부품 성형되는 축방향 대칭의 방전 용기 구성에 대한 정상 상태 열 및 응력 분석 그리고 냉각 상태 열 및 응력 분석을 포함한다. 이들 양자의 방전 용기 구성의 PCA 온도 및 전극 온도는 재료 한계 내에 있으며, 응력은 해당 구성의 PCA 강도 미만에서 양호하다. 따라서, 도 9에 도시된 열적 이미지 캘리브레이션된 컴퓨터 모델링 데이터는 도 8에 도시된 데이터에 대한 기준으로서 사용될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 예상되는 바와 같이, 도 8에 도시된 수평 온도 분포(802)가 축방향 비대칭의 방전 챔버 구성의 고유한 축방향 열적 비대칭성을 나타내는 반면, 도 9의 수평 온도 분포(902)는 축방향 대칭의 방전 챔버 구성의 축방향 열적 대칭성을 나타낸다. 그러나, 수직 배향 온도 분포 데이터(804)는 본 발명에 따라 제조된 2부품 성형된 축방향 비대칭의 CMH 방전 챔버로 인한 보상 효과를 나타낸다. 반대로, 수직 배향 온도 분포 데이터(904)는 고유한 축방향 대칭의 3부품 성형식 CMH 방전 챔버의 상측 단부 부분에서의 대류에 의해 유발되는 과열 효과를 예시하고 있다.
따라서, 본 명세서에 설명된 2부품 성형된 축방향 비대칭의 CMH 방전 챔버 구성의 고유한 축방향 비대칭 온도 분포를 갖는 HID 램프는, 열적으로 비대칭인 외측 벌브 구성 또는 조명 기구 구성으로부터 유발되는 축방향 비대칭의 온도 환경으로 인해 또는 작동상 배향 효과로 인해 통상적인 축방향 대칭의 방전 챔버에서 관찰되는 불가피한 열적 비대칭성을 보상하는 데 사용될 수 있다는 것을 이해해야만 한다.
도 10은 본 발명에 따른, 축방향 비대칭의 방전 챔버가 매립된 2부품 성형식 HID CMH 방전 용기(1000)의 실시예를 나타낸 것이다. 하나의 단일 부품으로서 사출 성형된 "수형"의 제1 조합형 레그-플러그 구성요소(1002)로서, 전극을 위한 레그 보어(1003)를 갖춘 레그 부분 및 준-원추형 단부 플러그 부분을 포함하는 "수형"의 제1 조합형 레그-플러그 구성요소(1002)는, 역시 하나의 단일 부품으로 사출 성형되는 "암형"의 제2 레그-플러그-중앙 본체 구성요소(1004)로서, 레그 보어(1005)를 갖는 레그 부분 및 준-타원체로 성형된 단부 플러그 부분을 포함하는 "암형"의 제2 레그-플러그-중앙 본체 구성요소에 소결된다. 소결에 의해, 축방향 비대칭의 방전 챔버(1006)가 형성되며, 이에 따라 CMH 방전 용기(1000)는 축방향 비대칭 온도 분포 특성을 갖는, 매립된 축방향 비대칭의 방전 챔버를 구비한다.
도 11은 도 10의 CMH 방전 용기(1000)와 유사한 방전 용기(1102)를 포함하는 G12 베이스 싱글 엔디드 구성을 갖춘 "마무리된" HID CMH 램프(1100)를 예시한 것이다. 외측 벌브(1104)는 방전 용기(1102)를 인캡슐레이션(encapsultion)하며, G12 캡(1106) 및 접촉 핀(1108)에 연결된다. 또한, 외측 벌브(1104) 내에는 프레임 와이어(1100), 게터(getter; 1112), 및 금속 포일 개시 보조부(1114)가 포함된다. 도 12a는 (예컨대 천정 램프로서 사용하기 위한) 수직 배향으로 축방향 챔버 대칭성인 통상의 3부품 "박스형" 방전 용기(1202)를 포함하는 HID CMH 램프(1200)를 예시하는 반면, 도 12b는 앞서 설명된 실시예에 따라 수직 배향으로 축방향 비대칭의 방전 챔버가 매립된 2부품 성형식 방전 용기(1212)를 포함하는 HID CMH 램프(1210)를 예시하고 있다. 도 12a를 참고하면, 램프(1200)는, 광을 반사하고 램프가 작동 중일 때 방전 챔버로 다시 열을 반사하는 거울 표면(1204)을 포함한다. (도시된 바와 같은) 수직 배향일 때, 거울 표면(1204)에 의한 재가열의 효과는 방전 챔버의 상부 부분에서 더욱 강력한데, 상기 상부 부분은 거울 표면(1204)의 "넥(neck)" 부분에 더 근접하고 거울 표면의 최대 직경보다 현저하게 더 작은 직경을 갖는다. 추가적으로, 램프(1200)의 수직 작동은 또한 방전 챔버 내의 방전 가스의 부력에 의해 구동되는 상향 대류로 인해 방전 챔버의 상부 부분의 추가적인 가열을 초래한다. 그 결과로서, 작동 중 방전 챔버의 상부 부분 부근에서의 방전 용기(1202)의 통상적인 축방향 대칭의 방전 챔버의 온도는 방전 챔버의 하부 부분 부근에서의 온도보다 높게 되며, 이는 램프 성능 및 신뢰성에 부정적인 영향을 준다. 대조적으로, 도 12b와 관련하여, [방전 용기(1212)의 중앙 부분의 상측 단부에 위치하는] 축방향 비대칭의 방전 챔버의 "수형" 부분(1214)의 작동 중 온도는 (본 명세서에서 설명된 실시예에 따른 방전 챔버 구성의 기하학적 형상의 빌트인 축방향 비대칭 온도 특성으로 인해) 본질적으로 "암형" 부분(1216)(방전 챔버의 하부 단부에 위치함)의 온도보다 더 낮다. 본 명세서에 제시된 신규 양태에 따른 방전 챔버의 배향 및 램프 구성 특징, 그리고 빌트인 축방향 열적 비대칭성은, 열적 비대칭성을 유발시키며, 본 예에서 대향하는 방향으로 방전 챔버의 최종적인 축방향 온도 분포를 유발시킨다는 점은 명확하다. 결과적으로, 본 발명에 따라 제조되는 방전 챔버의 빌트인 축방향 열적 비대칭성의 특징적인 특성은, 배향 및 램프 구성에 의해 유발되는 열적 효과를 보상하기 위해 사용될 수 있다. 실제로, 일부 실시예에 있어서, 방전 챔버의 빌트인 축방향 열적 비대칭성의 특징적인 특성은, 심지어 램프 성능에 대한 해로운 효과를 완전하게 없앨 수 있어, 이들 상황 하에서 축방향 비대칭의 방전 용기의 전반적인 온도 분포가 대칭을 나타내도록 한다.
도 13a 내지 도 13d는 특정한 축방향 비대칭성을 방전 챔버의 기하학적 형상에 도입함으로써 적당한 축방향 비대칭 온도 분포를 형성하기 위한 대안적인 방안 및/또는 구현예를 예시한 것이다. 구체적으로, 도 13a는 축방향 대칭의 내측 윤곽(1302) 및 축방향 대칭의 외측 윤곽(1304)을 갖는 방전 챔버를 나타내는 CMH 방전 용기 구성(1300)을 예시하고 있지만, 축방향으로 이동된 내측의 기하학적 형상은 방전 챔버의 대향 단부에서의 벽 두께 차이를 유발하여 방전 챔버의 축방향 비대칭 온도 분포를 유발한다.
도 13b는 축방향 대칭의 외측 윤곽(1312)의 방전 챔버를 나타내지만 축방향 비대칭인 내측의 기하학적 형상(1314)을 포함하여 가변적인 두께의 벽 및 방전 챔버의 축방향 비대칭 온도 분포를 유발하는 CMH 방전 용기 구성(1310)을 예시한 것이다.
도 13c는 앞서 설명한 2부품 성형된 축방향 비대칭의 CMH 방전 챔버 구성의 실시예인, 축방향 비대칭의 방전 챔버의 기하학적 형상을 갖는 CMH 방전 용기 구성(1320)을 예시한 것이지만, 이러한 구현예는 대향하는 전극 선단부(1324)보다 더 방전 챔버(1326) 내로 연장되는 전극 선단부(1322)를 포함하여 아크 갭의 축방향으로의 이동으로 인한 방전 챔버의 빌트인 축방향 열적 비대칭성을 감소시킨다. 따라서, 도 13c는 예컨대 환경 문제 및/또는 배향 문제를 해소하기 위해 본 명세서에서 설명된 실시예에 따라 구체적인 CMH 방전 챔버의 축방향 열적 비대칭성을 정밀 조정하기 위한 방법을 예시한 것이다.
도 13d는, 축방향 대칭의 내측 윤곽(1332) 및 축방향 대칭의 외측 윤곽(1334)을 갖는 방전 챔버를 나타내지만 방전 챔버(1330)의 일 단부 상의 외측 표면에 부착되는 냉각 핀(1336, 1338)을 포함하여 방전 챔버의 축방향 비대칭 온도 분포를 유발하는 CMH 방전 용기 구성(1330)을 예시하고 있다.
도 13a 내지 도 13d는 기하학적 형상 및/또는 가능한 구성요소의 일부 예, 그리고 고려되는 다른 형상 및/또는 구성요소의 일부 예를 예시한 것이라는 것을 이해할 것이다. 추가적으로, 일부 구현예는 도 13a 내지 도 13d에 도시된 하나 이상의 특징을 이용할 수도 있고 조합할 수도 있으며, 예컨대, CMH 램프의 실시예는, 도 13d에 도시된 핀(1336, 1338)과 함께 도 13b에 도시된 축방향 대칭의 외측 윤곽(1312) 및 축방향 비대칭인 내측의 기하학적 형상(1314)를 포함할 수 있다. 따라서, 제안된 HID 방전 챔버의 축방향 비대칭 온도 분포는, 열적으로 고도로 비대칭인 외부 벌브 구성 또는 조명 기구 구성에 의한 축방향 비대칭 온도 환경으로 인해, 또는 작동상 배향 효과로 인해, 통상적인 축방향 대칭의 방전 챔버에서 관찰 가능한 불가피한 열적 비대칭성을 보상하는 데 사용될 수 있다.
앞서 설명된 바와 같은 방전 챔버의 기하학적 형상을 갖는 CMH 램프의 공칭 파워 범위는 용례에 기초하여 변동될 수 있다. 예를 들면, 소매점 조명 용례를 위한 CMH 램프는 약 20W 내지 약 150 W의 공칭 작동 파워 범위를 가질 수 있는 반면, 실외/높은 천장(high bay) 조명에서 사용하기 위한 CMH 램프는 약 35 W 내지 약 800 W의 공칭 작동 파워 범위를 가질 수 있고, 운동경기 조명에서 사용하기 위한 CMH 램프는 약 1 kW 내지 약 2 kW의 공칭 작동 파워 범위를 가질 수 있다. 따라서, 이러한 램프의 벽 두께 특성이 또한 변하게 된다.
본 명세서에서 설명된 CMH 방전 챔버 구성의 기술적 장점은, 고도로 비대칭인 램프 구성의 유니버셜 버닝 특징을 개선하는 것을 포함한다. 이는 방전 챔버의 일 단부 부분의 과열을 회피하는 것으로 인한 신뢰성 개선을 유발하는 한편, 최대로 달성 가능한 성능의 관점에서 방전 챔버의 대향 단부의 과소 가열을 유발한다. 추가적으로, 본 명세서에서 설명된 방법은 결과적으로 최적화된 램프 구성을 제시한다. 축방향 비대칭의 방전 챔버가 매립된, 2부품 성형식 HID CMH 방전 용기 실시예로서, 본 명세서에서 설명되는 2부품 성형식 HID CMH 방전 용기 실시예는, 신뢰성 있는 세라믹 조인트 구성을 유지하는 반면, 결과적으로 저렴한 세라믹 성형 기술을 이용하여 경쟁력 있는 제품 비용으로 요구되는 바와 같이 실시되는 경쟁력 있는 제품을 제시한다.
전술한 설명 및/또는 첨부 도면은 본 명세서에서 언급되는 임의의 과정에 대해 불변의 순서 또는 단계의 시퀀스(sequence)를 부여하려는 의도가 아니며, 오히려 임의의 과정은 실시 가능한 임의의 순서로 실행될 수 있고, 한정하는 것은 아니지만 순차적인 것으로 제시된 단계들을 동시에 실행하는 것을 포함한다는 것을 이해할 것이다.
본 발명은 특정한 예시적인 실시예와 관련하여 설명되었지만, 첨부된 청구범위에 기술된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 개시된 실시예에 대해 다양한 변형, 대체 및 변경이 행해질 수 있다는 것은 당업자에게 명확할 것이라는 점을 이해해야만 한다.

Claims (20)

  1. 벽 두께(T)를 갖고 내부의 메탈 할라이드 도즈(metal halide dose)를 에워싸기 위한 방전 챔버를 형성하는 세라믹 벽 본체를 포함하는 아크 튜브로서, 상기 세라믹 벽 본체는,
    제1 곡선형 부분 및 대향하는 제2 곡선형 부분으로서, 치수 R3은 제1 곡선형 부분 및 제2 곡선형 부분의 곡률 반경을 나타내는 것인 제1 곡선형 부분 및 제2 곡선형 부분;
    상기 제1 곡선형 부분 이후의 제1 원추형 부분 및 상기 제2 곡선형 부분 이후의 제2 원추형 부분으로서, 치수 L3는 제1 원추형 부분 및 제2 원추형 부분의 길이를 나타내고, 치수 α는 제1 원추형 부분 및 제2 원추형 부분의 원추 반각(cone half angle)을 나타내는 것인 제1 원추형 부분 및 제2 원추형 부분; 및
    상기 제1 원추형 부분 이후의 제1 본체-레그 인터페이스(body-leg interface)를 갖는 제1 본체-레그 천이 부분 및 상기 제2 원추형 부분 이후의 제2 본체-레그 인터페이스를 갖는 제2 본체-레그 천이 부분으로서, 치수 R4는 제1 본체-레그 천이 부분 및 제2 본체-레그 천이 부분의 곡률 반경을 나타내며, 치수 L1은 제1 본체-레그 천이 부분과 제2 본체-레그 천이 부분 사이의 거리를 나타내는 것인 제1 본체-레그 천이 부분 및 제2 본체-레그 천이 부분
    을 포함하며,
    상기 세라믹 벽 본체는 방전 챔버의 최대 직경을 나타내는 치수 D2를 가지며, 다음의 관계식, 즉 0.5 ＜ R3/D2 ＜ 1.1, 및 T/2 ＜ L3 ＜ D2/2, 및 1.3 ＜ L1/D2 ＜ 2, 및 40°＜ α ＜ 55°가 성립하는 것인 아크 튜브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 곡선형 부분과 제2 곡선형 부분 사이에 위치하는 중앙 원통형 부분
    을 더 포함하는 아크 튜브.
  3. 제2항에 있어서, 상기 중앙 원통형 부분은 약 L0의 길이를 가지며, 이 길이에 대해 관계식 L0/D2 ＜ 5가 성립하는 것인 아크 튜브.
  4. 제1항에 있어서, 다음의 관계식, 즉 0.04 < R4/D2 < 0.5가 성립하는 것인 아크 튜브.
  5. 제1항에 있어서, 상기 아크 튜브는 약 20W 내지 약 2kW 사이에서 적어도 하나의 공칭 출력 파워 범위를 갖는 것인 아크 튜브.
  6. 제1항에 있어서, 상기 방전 챔버를 형성하는 세라믹 벽 본체는 실질적으로 균일한 두께를 갖는 것인 아크 튜브.
  7. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 벽 본체의 벽 두께(T)는 약 0.4 밀리미터 내지 약 4.0 밀리미터의 범위인 것인 아크 튜브.
  8. 제1항에 있어서,
    세라믹 벽을 포함하는 제1 세장형 레그로서, 제1 본체-레그 인터페이스에서 제1 본체-레그 천이 부분과 결합되는 상기 제1 세장형 레그; 및
    세라믹 벽을 포함하는 제2 세장형 레그로서, 제2 본체-레그 인터페이스에서 제2 본체-레그 천이 부분과 결합되는 상기 제2 세장형 레그
    를 더 포함하는 아크 튜브.
  9. 제8항에 있어서, 상기 아크 튜브의 본체가 수직 배향으로 작동할 때, 작동 중에, 방전 챔버의 축방향 온도는 방전 챔버의 최대 반경의 중앙 지점으로부터 제1 본체-레그 천이 부분 및 제2 본체-레그 천이 부분 중 하나를 향해 단조 감소하는 것인 아크 튜브.
  10. 제8항에 있어서, 제1 본체-레그 천이 부분에서 그리고 제2 본체-레그 천이 부분에서 세라믹 벽의 두께는, 제1 세장형 레그 및 제2 세장형 레그의 외측 단부에 형성된 세라믹 벽의 두께보다 큰 것인 아크 튜브.
  11. 제8항에 있어서, 제1 세장형 레그 및 제2 세장형 레그의 외측의 기하학적 형상은 실질적으로 원추형인 것인 아크 튜브.
  12. 제11항에 있어서, 제1 세장형 레그 및 제2 세장형 레그의 원추 반각은 0도 내지 2도 사이인 것인 아크 튜브.
  13. 벽 두께(T)를 갖고 내부의 메탈 할라이드 도즈를 에워싸기 위한 방전 챔버를 형성하는 세라믹 벽 본체를 포함하는 아크 튜브를 포함하는 방전 램프로서, 상기 세라믹 벽 본체는,
    제1 곡선형 부분 및 대향하는 제2 곡선형 부분으로서, 치수 R3은 제1 곡선형 부분 및 제2 곡선형 부분의 곡률 반경을 나타내는 것인 제1 곡선형 부분 및 제2 곡선형 부분;
    상기 제1 곡선형 부분 이후의 제1 원추형 부분 및 상기 제2 곡선형 부분 이후의 제2 원추형 부분으로서, 치수 L3는 제1 원추형 부분 및 제2 원추형 부분의 길이를 나타내고, 치수 α는 제1 원추형 부분 및 제2 원추형 부분의 원추 반각(cone half angle)을 나타내는 것인 제1 원추형 부분 및 제2 원추형 부분; 및
    상기 제1 원추형 부분 이후의 제1 본체-레그 인터페이스를 갖는 제1 본체-레그 천이 부분 및 상기 제2 원추형 부분 이후의 제2 본체-레그 인터페이스를 갖는 제2 본체-레그 천이 부분으로서, 치수 R4는 제1 본체-레그 천이 부분 및 제2 본체-레그 천이 부분의 곡률 반경을 나타내며, 치수 L1은 제1 본체-레그 천이 부분과 제2 본체-레그 천이 부분 사이의 거리를 나타내는 것인 제1 본체-레그 천이 부분 및 제2 본체-레그 천이 부분
    을 포함하며,
    상기 세라믹 본체 벽은 방전 챔버의 최대 직경을 나타내는 치수 D2를 가지며, 다음의 관계식, 즉 0.5 ＜ R3/D2 ＜ 1.1, 및 T/2 ＜ L3 ＜ D2/2, 및 1.3 ＜ L1/D2 ＜ 2, 및 40°＜ α ＜ 55°가 성립하고,
    상기 방전 램프는,
    제1 본체-레그 천이 부분 부근에서 방전 챔버 내부에 위치설정되는 제1 전극 선단부를 갖는 제1 전극, 그리고
    제2 전극 선단부가 제1 전극 선단부로부터 멀리 제1 전극 선단부에 대향하여 사전에 결정된 거리에 위치설정되도록 제2 본체-레그 천이 부분 부근에서 방전 챔버 내부에 위치설정되는 제2 전극 선단부를 갖는 제2 전극
    을 더 포함하는 것인 방전 램프.
  14. 제13항에 있어서, 제1 전극 선단부 및 제2 전극 선단부는 텅스텐 재료 및 텅스텐 합금 재료 중 적어도 하나로 이루어지는 것인 방전 램프.
  15. 제13항에 있어서, 다음의 관계식, 즉 0.04 ＜ R4/D2 ＜ 0.5가 성립하는 것인 방전 램프.
  16. 축방향 비대칭의 외측 기하학적 형상을 갖는 아크 튜브 조립체로서,
    준-원추형 단부 플러그 부분, 레그 보어를 갖춘 레그 부분, 및 원형 중단부를 갖춘 원통형 리지(ledge) 부분을 포함하는 조합된 레그-플러그 구성요소; 및
    레그 보어를 갖춘 레그 부분, 준-타원체형 단부 플러그 부분, 및 상기 조합된 레그-플러그 구성요소의 원통형 리지 부분에 연결하기 위한 선단부 부분을 포함하는 준-관형 중앙 본체 부분을 포함하는 조합된 레그-플러그-중앙 본체 구성요소
    를 포함하며,
    상기 조합된 레그-플러그 구성요소 및 상기 조합된 레그-플러그-중앙 본체 구성요소는 진공 기밀 방식으로 메탈 할라이드 도즈를 에워싸기 위해 동시 소결될 때 준-타원체형이고 실질적으로 대칭인 방전 챔버의 기하학적 형상을 형성하고 적당한 축방향 비대칭 온도 분포를 제공하는 것인 아크 튜브 조립체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 조합된 레그-플러그-중앙 본체 구성요소는, 벽 두께(T1) 및 방전 챔버의 최대 직경을 나타내는 치수 D2를 갖는 세라믹 본체 벽; 내부 곡률 반경을 나타내는 치수 R310 및 외부 곡률 반경을 나타내는 치수 R31을 갖는 제1 곡선형 단부 부분; 제1 곡선형 단부 부분 이후의 제1 원추형 부분으로서, 치수 L31은 제1 원추형 부분의 길이를 나타내고 치수 αl은 제1 원추형 부분의 원추 반각을 나타내는 것인 제1 원추형 부분; 및 제1 원추형 부분 이후의 제1 본체-레그 인터페이스를 갖는 제1 본체-레그 천이 부분으로서, 치수 R41은 제1 본체-레그 천이 부분의 곡률 반경을 나타내는 것인 제1 본체-레그 천이 부분을 포함하고,
    상기 조합된 레그-플러그 구성요소는, 최소 벽 두께(T2)를 포함하며, 내부 곡률 반경 나타내는 치수 R320을 갖는 제2 곡선형 단부 부분; β2의 원추 반각을 갖는 원추형 외측 표면 및 내부 곡선형 부분; 제2 곡선형 단부 부분 이후의 제2 원추형 부분으로서, 치수 L32는 제2 원추형 부분의 길이를 나타내고 치수 α2는 제2 원추형 부분의 원추 반각을 나타내는 것인 제2 원추형 부분; 및 제2 원추형 부분 이후의 제2 본체-레그 인터페이스를 갖는 제2 본체-레그 천이 부분으로서, 치수 R42는 제2 본체-레그 천이 부분의 곡률 반경을 나타내는 것인 제2 본체-레그 천이 부분을 포함하고,
    치수 L1은 제1 본체-레그 천이 부분과 제2 본체-레그 천이 부분 사이의 거리를 나타내며,
    다음의 관계식, 즉 0.5 ＜ R31/D2 ＜ 1.1, 및 0.5 ＜ R320/D2 ＜ 1.1, 및 0.8 ＜ R320/R31 ＜ 1.2, 및 T1/2 ＜ L31 ＜ D2/2, 및 T1/2 ＜ L32 ＜ D2/2, 및 1.3 ＜ L1/D2 ＜ 2, 및 35°＜ αl, α2, β2 ＜ 55°가 성립하는 것인 아크 튜브 조립체.
  18. 제17항에 있어서, 다음의 관계식, 즉 0.04 ＜ R41/D2 ＜ 0.5 및 0.04 ＜ R42/D2 ＜ 0.5가 성립하는 것인 아크 튜브 조립체.
  19. 축방향 비대칭의 외측 기하학적 형상 및 실질적으로 축방향 대칭인 내부 표면의 기하학적 형상을 갖는 2부품 아크 튜브 조립체를 포함하는 방전 램프로서, 상기 아크 튜브 조립체는,
    준-원추형 단부 플러그 부분, 제1 레그 보어를 갖춘 레그 부분, 및 원형 중단부를 갖춘 원통형 리지 부분을 포함하는 조합된 레그-플러그 구성요소; 및
    제2 레그 보어를 갖춘 레그 부분, 준-타원체형 단부 플러그 부분, 및 상기 조합된 레그-플러그 구성요소의 원통형 리지 부분에 연결하기 위한 선단부 부분을 포함하는 준-관형 중앙 본체 부분을 포함하는 조합된 레그-플러그-중앙 본체 구성요소
    를 포함하며,
    상기 조합된 레그-플러그 구성요소 및 상기 조합된 레그-플러그-중앙 본체 구성요소는 진공 기밀 방식으로 메탈 할라이드 도즈를 에워싸기 위해 동시 소결될 때 준-타원체형이고 실질적으로 대칭인 방전 챔버를 형성하고 적당한 축방향 비대칭 온도 분포를 제공하며,
    상기 방전 램프는,
    제1 전극 선단부가 방전 램프 내로 연장되도록 제1 레그 보어 내에 위치설정되는 제1 전극 선단부를 갖는 제1 전극; 및
    제2 전극 선단부가 제1 전극 선단부로부터 멀리 제1 전극 선단부에 대향하여 사전에 결정된 거리에 위치설정되도록 그리고 제2 전극 선단부가 방전 챔버 내로 연장되도록 제2 레그 보어 내에 위치설정되는 제2 전극 선단부를 갖는 제2 전극
    을 더 포함하는 것인 방전 램프.
  20. 제19항에 있어서, 제1 전극 선단부 및 제2 전극 선단부는 텅스텐 재료 및 텅스텐 합금 재료 중 적어도 하나로 이루어지는 것인 방전 램프.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108648984B (zh) * 2018-04-28 2019-02-22 南京炯华照明电器制造有限公司 金卤灯及其制造方法

Family Cites Families (98)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3858078A (en) 1973-07-09 1974-12-31 Gte Sylvania Inc Metal halide discharge lamp having an arched arc tube
US3883766A (en) 1973-07-19 1975-05-13 Gte Sylvania Inc Method of operating high-intensity arc discharge lamp
US4278910A (en) 1979-08-06 1981-07-14 Gte Products Corporation High pressure arc discharge lamp having concave shaped outer jacket
US4538091A (en) 1983-02-16 1985-08-27 North American Philips Lighting Corp. High-pressure sodium lamp spring clip cross piece for electrode and end plug support
US4643690A (en) 1983-05-10 1987-02-17 North American Philips Electric Corporation Method of manufacturing metal halide lamp
US4704093A (en) 1984-06-18 1987-11-03 General Electric Company High pressure sodium vapor lamp with improved ceramic arc tube
US4540373A (en) 1984-08-30 1985-09-10 Gte Products Corporation Method of fabricating an arc tube for an arc discharge lamp
US4808876A (en) 1986-02-04 1989-02-28 General Electric Company Metal halide lamp
GB8707670D0 (en) 1987-03-31 1987-05-07 Emi Plc Thorn Ceramic metal halide lamps
DE3806805A1 (de) 1988-03-03 1989-09-14 Feldmuehle Ag Bauchiges brennerrohr fuer metalldampfentladungslampen
US4999145A (en) 1989-12-15 1991-03-12 Gte Laboratories Incorporated Method of forming hybrid arc tubes
US5101134A (en) 1990-09-26 1992-03-31 Gte Products Corporation Low wattage metal halide capsule shape
CA2085726A1 (en) 1992-01-09 1993-07-10 Kirby G. Vosburgh High intensity discharge lamp and excitation coil configuration
US5539271A (en) 1994-12-12 1996-07-23 Venture Lighting International, Inc. Horizontal burning metal halide lamp
US6027389A (en) 1996-08-30 2000-02-22 Ngk Insulators, Ltd. Production of ceramic tubes for metal halide lamps
JPH10134775A (ja) 1996-10-31 1998-05-22 Ushio Inc メタルハライドランプ
DE19645960A1 (de) 1996-11-07 1998-05-14 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Keramisches Entladungsgefäß
US7297037B2 (en) * 1998-04-28 2007-11-20 General Electric Company Ceramic discharge chamber for a discharge lamp
JP2000030665A (ja) 1998-07-10 2000-01-28 Stanley Electric Co Ltd ダブルエンド型低電力メタルハライドランプ
US5993725A (en) 1998-10-02 1999-11-30 Osram Sylvania Inc. Method of forming complex-shaped hollow ceramic bodies
KR100433843B1 (ko) 1999-02-05 2004-06-04 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 고압수은증기 방전램프 및 램프유닛
JP2001084957A (ja) 1999-09-13 2001-03-30 Ngk Insulators Ltd 高圧放電灯用発光容器
US6555962B1 (en) 2000-03-17 2003-04-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Ceramic metal halide lamp having medium aspect ratio
US6724144B2 (en) 2000-03-21 2004-04-20 Japan Storage Battery Co., Ltd. Discharge lamp
US6592804B1 (en) 2000-05-30 2003-07-15 General Electric Company Method and apparatus for forming green ceramic arc tubes using pressurized fluid assisted injection molding
US6781312B1 (en) 2000-06-19 2004-08-24 Advance Lighting Technologies, Inc. Horizontal burning hid lamps and arc tubes
US6857926B1 (en) 2000-06-19 2005-02-22 Advanced Lighting Technologies, Inc. Method of making arc tubes
CA2350963A1 (en) 2000-06-19 2001-12-19 Bingwu Gu Method of improving the performance of horizontal burning hid lamps
DE60117486T2 (de) 2000-08-23 2006-11-16 General Electric Co. Spritzgegossene Keramik-Metallhalogenidbogenröhre mit einem nicht-konischen Ende
JP4206632B2 (ja) 2000-10-31 2009-01-14 日本碍子株式会社 高圧放電灯用発光容器
US6592695B1 (en) 2000-11-16 2003-07-15 General Electric Company Binder system for ceramic arc discharge lamp
JP2002245971A (ja) 2000-12-12 2002-08-30 Toshiba Lighting & Technology Corp 高圧放電ランプ、高圧放電ランプ点灯装置および照明装置
JP2004527874A (ja) 2000-12-19 2004-09-09 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 複雑なセラミック形状を形成する方法
DE10231127B4 (de) 2001-09-19 2008-09-25 Toshiba Lighting & Technology Corp. Hochdruck-Entladungslampe und Leuchtkörper
JP3907041B2 (ja) 2001-10-11 2007-04-18 日本碍子株式会社 高圧放電灯用放電管および高圧放電灯
JP2003132839A (ja) 2001-10-30 2003-05-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd メタルハライドランプ
US6744206B2 (en) 2002-02-25 2004-06-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Metal halide lamp with reduced change in color temperature
WO2004027817A1 (ja) 2002-09-06 2004-04-01 Iwasaki Electric Co., Ltd. 高圧放電ランプ
JP2004103461A (ja) 2002-09-11 2004-04-02 Koito Mfg Co Ltd 放電バルブ用アークチューブ
JP2006507644A (ja) 2002-11-25 2006-03-02 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 高圧放電ランプ及びその製造方法
US6812644B2 (en) 2003-02-04 2004-11-02 Osram Sylvania Inc. Reduced mercury ceramic metal halide lamp
KR101044720B1 (ko) 2003-02-27 2011-06-28 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 고압 방전 램프 및 그 조립체
CN1802725B (zh) 2003-06-16 2010-07-14 松下电器产业株式会社 金属卤化物灯
WO2005038858A2 (en) 2003-10-17 2005-04-28 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Crevice-minimized metal halide burner with ceramic discharge vessel
JP4832717B2 (ja) 2003-12-22 2011-12-07 パナソニック株式会社 メタルハライドランプ、および照明装置
JP2005183248A (ja) 2003-12-22 2005-07-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd メタルハライドランプ、およびそれを用いた照明装置
JP4320379B2 (ja) 2003-12-22 2009-08-26 ハリソン東芝ライティング株式会社 メタルハライドランプおよびメタルハライドランプ点灯装置
US20050194908A1 (en) 2004-03-04 2005-09-08 General Electric Company Ceramic metal halide lamp with optimal shape
DE602005027564D1 (de) 2004-06-08 2011-06-01 Ngk Ceramic Device Co Ltd Lichtemittierender behälter und lichtemittierender behälter für eine hochdruck-entladungslampe
JP2006048985A (ja) 2004-08-02 2006-02-16 Hitachi Lighting Ltd メタルハライドランプ
US20090121633A1 (en) 2004-10-26 2009-05-14 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Metal halide lamp
WO2006054264A2 (en) 2004-11-19 2006-05-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Rapid re-strike ceramic discharge metal halide lamp
DE102004062265A1 (de) 2004-12-23 2006-07-13 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Kolben für Entladungslampen
US7839066B2 (en) 2005-01-14 2010-11-23 Osram Sylvania Inc. Strengthened arc discharge lamp
CN101142651A (zh) 2005-01-25 2008-03-12 松下电器产业株式会社 金属卤化物灯和使用该金属卤化物灯的照明装置
CN101111924B (zh) 2005-02-17 2010-06-02 株式会社杰士汤浅 额定灯功率为450w以上的陶瓷金属卤化物灯
US7279838B2 (en) 2005-03-09 2007-10-09 General Electric Company Discharge tubes
CA2540410A1 (en) 2005-03-24 2006-09-24 Patent-Treuhand-Gesellschaft Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Metal halide lamp with ceramic discharge vessel
US7727429B2 (en) 2005-03-25 2010-06-01 Osram Sylvania Inc. Core for molding a ceramic discharge vessel
JP2006318730A (ja) 2005-05-12 2006-11-24 Harison Toshiba Lighting Corp メタルハライド放電ランプおよびメタルハライド放電ランプシステム
US7414366B2 (en) 2005-06-20 2008-08-19 Osram Sylvania Inc. Single-ended discharge vessel with diverging electrodes
GB2428867A (en) 2005-08-05 2007-02-07 Gen Electric A one-piece end plug with tapered leg portion for a ceramic arc tube
US20070138963A1 (en) 2005-12-19 2007-06-21 General Electric Company Ceramic arc chamber having shaped ends
DE102006002261A1 (de) 2006-01-17 2007-07-19 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Hochdruckentladungslampe
JP4853948B2 (ja) * 2006-03-14 2012-01-11 株式会社小糸製作所 自動車灯具用直流高圧放電バルブ
JP4130842B2 (ja) 2006-05-31 2008-08-06 松下電器産業株式会社 金属蒸気放電ランプ及び照明装置
JP2008027745A (ja) 2006-07-21 2008-02-07 Osram Melco Toshiba Lighting Kk メタルハライドランプおよび照明装置
US20080047665A1 (en) 2006-08-25 2008-02-28 Osram Sylvania Inc. Ceramic Arc Discharge Vessel and Method of Manufacture
US7641755B2 (en) 2006-08-29 2010-01-05 Osram Sylvania Inc. Assembly for forming a ceramic arc discharge vessel and method of manufacture
US7619350B2 (en) 2006-08-29 2009-11-17 Osram Sylvania Inc. Arc discharge vessel having arc centering structure and lamp containing same
US20080122361A1 (en) 2006-08-29 2008-05-29 Lapatovich Walter P Faceted ceramic hid lamp
WO2008044197A2 (en) 2006-10-11 2008-04-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. A metal halide lamp having a discharge vessel surrounded by an outer envelope
US20080106203A1 (en) 2006-11-06 2008-05-08 Gratson Gregory M Arc Tube for a High Intensity Discharge Lamp
US20080106010A1 (en) 2006-11-07 2008-05-08 Gratson Gregory M Transparent Ceramic Material and Method of Manufacturing the Same
RU2451361C2 (ru) 2006-12-20 2012-05-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Керамическая горелка для керамической металлогалогенной лампы
US8102121B2 (en) 2007-02-26 2012-01-24 Osram Sylvania Inc. Single-ended ceramic discharge lamp
JP4793828B2 (ja) 2007-03-23 2011-10-12 株式会社小糸製作所 自動車用放電バルブ
JP5400761B2 (ja) 2007-04-20 2014-01-29 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 整形されたセラミック放電ベッセルを含むものであるメタルハライドランプ
US20080283522A1 (en) 2007-05-14 2008-11-20 Shuyl Qin Translucent polycrystalline alumina ceramic
GB0709343D0 (en) 2007-05-15 2007-06-27 Ceravision Ltd Electrodeless bulb
US7923932B2 (en) 2007-08-27 2011-04-12 Osram Sylvania Inc. Short metal vapor ceramic lamp
US8040061B2 (en) 2007-09-07 2011-10-18 Osram Sylvania Inc. Ceramic discharge vessel having an opaque zone and method of making same
DE102007045071A1 (de) 2007-09-21 2009-04-02 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Hochdrucklampe und zugehöriges Betriebsverfahren für den Resonanzbetrieb von Hochdrucklampen im longitudinalen Mode und zugehöriges System
US8398796B2 (en) 2007-11-20 2013-03-19 General Electric Company Green joining ceramics
US20090153053A1 (en) 2007-12-18 2009-06-18 General Electric Company Low mercury ceramic metal halide lamp
WO2009077937A1 (en) 2007-12-19 2009-06-25 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Asymmetric metal halide lamp
JP5303960B2 (ja) 2008-02-25 2013-10-02 日本精工株式会社 位置調整式ステアリング装置
US8035304B2 (en) 2008-03-06 2011-10-11 General Electric Company Ceramic high intensity discharge lamp having uniquely shaped shoulder
JP4613257B2 (ja) 2008-03-27 2011-01-12 パナソニック株式会社 メタルハライドランプ、およびそれを用いた照明装置
DE102008026522A1 (de) 2008-06-03 2009-12-10 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Hochdruckentladungslampe
US20100123393A1 (en) 2008-11-19 2010-05-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Hid lamp with a canted arc tube
JP2012514294A (ja) 2008-12-30 2012-06-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 低下されたグロー電圧による低出力セラミックガス放電メタルハライドランプ
JP5504682B2 (ja) 2009-04-20 2014-05-28 岩崎電気株式会社 セラミックメタルハライドランプ
JP4806460B2 (ja) 2009-07-14 2011-11-02 パナソニック株式会社 高圧放電ランプ、ランプユニット及び画像表示装置
WO2011045696A2 (en) 2009-10-16 2011-04-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Discharge lamp with distortion reduced discharge vessel
EP2323156A3 (en) 2009-11-13 2011-06-01 NGK Insulators, Ltd. Ceramic tube for high-intensity discharge lamp and method of producing the same
DE102009047339A1 (de) 2009-12-01 2011-06-09 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Hochdruckentladungslampe
TW201140644A (en) 2010-01-28 2011-11-16 Koninkl Philips Electronics Nv High-efficiency and energy-saving ceramic metal halide lamp

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