金属卤化物灯
阅读：1034发布：2020-08-19
专利汇可以提供金属卤化物灯专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及 辐射 其 色温 Tc在3900K和4200K之间并且其一般彩色再现指数Ra≥90的光线的 金属卤化物灯 。可电离金属卤化物填充物包括30%(摩尔)和50%(摩尔)之间的CaI2。从而能够实现具有有限的波峰因子、并且相应地具有长的使用寿命的灯。，下面是金属卤化物灯专利的具体信息内容。
1.一种备有带包围放电空间的陶瓷壁的放电容器的金属卤化物 灯，所述放电空间含有可电离填充物，所述可电离填充物包含Hg， 还包含某摩尔量的镝(Dy)和钬(Ho)中的至少一种的卤化物、以及钠 (Na)、铊(Tl)的卤化物，其特征在于：
所述灯的可电离填充物还包括其摩尔量在卤化物的总摩尔量的 30％和50％之间的CaI2，并且，所述可电离填充物还包括铥(Tm)的 卤化物，其中Dy、Ho和Tm的卤化物的总的摩尔量在所述各卤化物 的总的摩尔量的15％和25％之间。
2.权利要求1的灯，其特征在于：所述Tl的卤化物的摩尔量 在所述各卤化物的总摩尔量的3％和10％之间。
3.权利要求1或2的灯，其特征在于：所述Na的卤化物的摩 尔量与所述Dy、Ho和Tm的卤化物一起的摩尔量的比例具有最大为 2的值。
技术领域
本发明涉及备有带包围放电空间的陶瓷壁的放电容器的金属卤化 物灯，所述放电空间含有可电离填充物，除了Hg之外所述可电离填充 物还包含某摩尔量的钠(Na)、铊(Tl)以及元素镝(Dy)和钬(Ho) 中的至少一种的卤化物。
背景技术
从欧洲专利EP-A-0215521(PHN 11.485)知道开头一节中所述类型 的灯。这种把高的发光效率和极好的彩色特性(其中，一般彩色再现指 数Ra≥80，而色温Tc在2600和4000K之间)结合在一起的已知的灯非 常适合作为光源、尤其非常适合作为室内照明的光源。
在这种灯中利用了以下公认的技术：当Na卤化物作为灯的填充物 的成分时好的彩色再现是可能的；以及在灯工作期间出现Na-D线的Na 发射的强的展宽和反转。这要求所述放电容器中有高的最冷点温度Tcs， 例如，1170K(900℃)。当Na-D线被反转和展宽时，它们在光谱中呈 现具有相互距离Δλ的两个最大值的发射带的形状。
关于Tcs应当具有高的值的要求在实际情况下排除了使用石英或者 石英玻璃的放电容器壁，而必须使用陶瓷材料的放电容器壁。
在本说明书和权利要求书中的陶瓷壁被理解为由金属氧化物、例如 蓝宝石或者致密地烧结的多晶Al2O3制成的壁，以及由金属氮化物、例 如AIN制成的壁。
已知的灯具有良好的彩色再现性，并且具有比较宽范围的色温。
通常，已知的灯依靠频率不高于120赫兹(Hz)的交流电压电源工 作。一旦这种灯被点燃，在每次电源电压极性转换时，所述灯中的放电 将被熄灭并且接着被再点燃。这种再点燃发生在下文称为再点燃电压 的、高于灯的稳定电弧电压的电压电平下。再点燃电压与弧电压的比例 称为波峰因子。尤其当灯工作在正弦波信号时，所述波峰因子呈现比较 高的值。通常，在灯的寿命期间，所述波峰因子的值逐渐增大。当所述 波峰因子呈现太高的值时，灯将不会再点燃而保持熄灭的状态。在实现 其色温Tc在3900K和4500K范围内的灯时，已发现是所需要的金属卤 化物的量导致非常高的波峰因子初始值并且导致在灯的寿命过程中波 峰因子的快速上升。
在这种灯中利用了以下公认的技术：当Na卤化物作为灯的填充物 的成分时好的彩色再现是可能的；以及在灯工作期间出现Na-D线的Na 发射的强的展宽和反转。这要求所述放电容器中有高的最冷点温度Tcs， 例如，1170K(900℃)。当Na-D线被反转和展宽时，它们在光谱中呈 现具有相互距离Δλ的两个最大值的发射带的形状。
关于Tcs应当具有高的值的要求在实际情况下排除了使用石英或者 石英玻璃的放电容器壁，而必须使用陶瓷材料的放电容器壁。
在本说明书和权利要求书中的陶瓷壁被理解为由金属氧化物、例如 蓝宝石或者致密地烧结的多晶Al2O3制成的壁，以及由金属氮化物、例 如AIN制成的壁。
已知的灯具有良好的彩色再现性，并且具有比较宽范围的色温。
通常，已知的灯依靠频率不高于120赫兹(Hz)的交流电压电源工 作。一旦这种灯被点燃，在每次电源电压极性转换时，所述灯中的放电 将被熄灭并且接着被再点燃。这种再点燃发生在下文称为再点燃电压 的、高于灯的稳定电弧电压的电压电平下。再点燃电压与弧电压的比例 称为波峰因子。尤其当灯工作在正弦波信号时，所述波峰因子呈现比较 高的值。通常，在灯的寿命期间，所述波峰因子的值逐渐增大。当所述 波峰因子呈现太高的值时，灯将不会再点燃而保持熄灭的状态。在实现 其色温Tc在3900K和4500K范围内的灯时，已发现是所需要的金属卤 化物的量导致非常高的波峰因子初始值并且导致在灯的寿命过程中波 峰因子的快速上升。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够实现长的使用寿命的灯。
根据本发明，这个目的是这样实现的：提供一种备有带包围放电空 间的陶瓷壁的放电容器的金属卤化物灯，所述放电空间含有可电离填充 物，所述可电离填充物包含Hg，还包含某摩尔量的镝(Dy)和钬(Ho)中的 至少一种的卤化物、以及钠(Na)、铊(Tl)的卤化物，所述灯的可电离填 充物还包括其摩尔量在卤化物的总的摩尔量的30％和50％之间的CaI2， 并且，所述可电离填充物还包括铥(Tm)的卤化物，其中Dy、Ho和Tm 的卤化物的总的摩尔量在所述各卤化物的总的摩尔量的15％和25％之 间。
根据本发明的灯具有以下优点：即使在经过几千小时的点燃之后， 所述波峰因子值还仍然是有限值，同时意外地发现，灯的极好的彩色特 性几乎不受影响，而灯的发光效率也未受到有害的影响。对于CaI2的低 于30％(摩尔)的摩尔量，不能找到波峰因子的有效的降低，另一方面， 当所述摩尔量超过50％(摩尔)时，确实实现了波峰因子的进一步降低， 但是同时也显著降低了灯的发光效率。采取使可电离填充物除了Dy的 卤化物之外还包括铥(Tm)的卤化物的措施具有可以利用现有的制造 技术的优点。
把Tl卤化物的摩尔量限制在卤化物的总的摩尔量的3％和10％之间 具有以下优点：所述灯辐射的光线具有其位置靠近黑体线的色点，所述 黑体线是普朗克辐射体的几何轨迹或者一组色点。另一个优点是：由此 实现了一般彩色再现指数Ra的小的增加。可以在以下条件下实现色温 Tc的所需要的高值：Dy、Ho和Tm的稀土卤化物的总的摩尔量位于卤 化物的总的摩尔量的15％(摩尔)至25％(摩尔)之间。为了实现所需 要的彩色特性，Na卤化物的摩尔量和稀土卤化物的摩尔量的比例最好 不超过2。
最好通过本发明的措施使根据本发明的灯的波峰因子低于2.3。这 使得所述灯适合于作为现有的照明设备的改进的灯。高于2.3的波峰因 子的值导致所述灯不能可靠地工作在现有的设备中。
附图说明
下面将参考附图(未按照比例)更详细地说明根据本发明的灯的上 述和其它方面，附图中：
图1用图示的方法显示根据本发明的灯，以及
图2详细地显示图1的灯的放电容器。
根据本发明，这个目的是这样实现的：提供一种备有带包围放电空 间的陶瓷壁的放电容器的金属卤化物灯，所述放电空间含有可电离填充 物，所述可电离填充物包含Hg，还包含某摩尔量的镝(Dy)和钬(Ho)中的 至少一种的卤化物、以及钠(Na)、铊(Tl)的卤化物，所述灯的可电离填 充物还包括其摩尔量在卤化物的总的摩尔量的30％和50％之间的CaI2， 并且，所述可电离填充物还包括铥(Tm)的卤化物，其中Dy、Ho和Tm 的卤化物的总的摩尔量在所述各卤化物的总的摩尔量的15％和25％之 间。
根据本发明的灯具有以下优点：即使在经过几千小时的点燃之后， 所述波峰因子值还仍然是有限值，同时意外地发现，灯的极好的彩色特 性几乎不受影响，而灯的发光效率也未受到有害的影响。对于CaI2的低 于30％(摩尔)的摩尔量，不能找到波峰因子的有效的降低，另一方面， 当所述摩尔量超过50％(摩尔)时，确实实现了波峰因子的进一步降低， 但是同时也显著降低了灯的发光效率。采取使可电离填充物除了Dy的 卤化物之外还包括铥(Tm)的卤化物的措施具有可以利用现有的制造 技术的优点。
把Tl卤化物的摩尔量限制在卤化物的总的摩尔量的3％和10％之间 具有以下优点：所述灯辐射的光线具有其位置靠近黑体线的色点，所述 黑体线是普朗克辐射体的几何轨迹或者一组色点。另一个优点是：由此 实现了一般彩色再现指数Ra的小的增加。可以在以下条件下实现色温 Tc的所需要的高值：Dy、Ho和Tm的稀土卤化物的总的摩尔量位于卤 化物的总的摩尔量的15％(摩尔)至25％(摩尔)之间。为了实现所需 要的彩色特性，Na卤化物的摩尔量和稀土卤化物的摩尔量的比例最好 不超过2。
最好通过本发明的措施使根据本发明的灯的波峰因子低于2.3。这 使得所述灯适合于作为现有的照明设备的改进的灯。高于2.3的波峰因 子的值导致所述灯不能可靠地工作在现有的设备中。
附图说明
下面将参考附图(未按照比例)更详细地说明根据本发明的灯的上 述和其它方面，附图中：
图1用图示的方法显示根据本发明的灯，以及
图2详细地显示图1的灯的放电容器。
具体实施方式
图1显示备有带包围放电空间11的陶瓷壁的放电容器3的金属卤 化物灯，所述放电空间含有可电离填充物，除了Hg之外所述可电离填 充物还包含某摩尔量的钠(Na)、铊(Tl)和镝(Dy)的卤化物。在所 述放电容器中设置其电极头具有间距EA的两个电极，并且所述放电容 器至少在所述间距EA的区域内具有内径Di。通过伸出的陶瓷塞子34、 35在一端堵塞所述放电容器，所述伸出的陶瓷塞子以狭窄的插入间隙包 围连接到位于所述放电容器中的相应的电极4、5的电流输入导体(图 2：40、41、50、51)，并且，所述伸出的陶瓷塞子在离开所述放电容 器的一端借助于熔融陶瓷封口(图2：10)以气密的方式连接到所述电 极。端部备有灯头2的外管壳1包围所述放电容器。当灯处在工作状态 时，放电延伸在电极4和5之间。电极4经由电流导体8连接到形成灯 头2的一部分的第一电接点。电极5经由电流导体9连接到形成灯头2 的一部分的第二电接点。图2中更详细地示出(未按照比例)的放电容 器具有陶瓷壁并且由圆柱形部分形成，所述圆柱形部分具有内径Di并且 在两端以相互距离为L的端壁部分32a，32b为界，端壁部分32a，32b 形成放电空间的端面33a，33b。所述端壁部分各自具有开孔，伸出的陶 瓷塞子34、35通过烧结结点S、以气密的方式固定在端壁部分32a，32b 的所述开孔中。伸出的陶瓷塞子34、35各自严密地包围着相应的具有 电极头4b、5b的电极4，5的电流输入导体40，41，50，51。所述电流 输入导体在离开所述放电空间的端部通过熔融陶瓷连接部分10、以气密 的方式连接到伸出的陶瓷塞子34、35。
电极头4b、5b按照相互距离EA而定位。所述电流输入导体各自具 有高度抗卤化物的、例如Mo-Al2O3陶瓷合金形式的相应部分41，51以 及通过熔融陶瓷连接部分10、以气密的方式固定到相应的端塞34，35 的部分40，50。所述熔融陶瓷连接部分在相应的Mo陶瓷合金41，51 上延伸一定距离，例如1毫米。以不同于Mo-Al2O3陶瓷合金的形式形 成零件41，51也是可能的。例如，从欧洲专利EP-0587238(美国专利 US-A-5424609)知道另一种可能的结构。发现的一种特别合适的结构是 围绕同样非常抗卤化物的针绕成的非常抗卤化物的线圈。Mo非常适合 于作为所述非常抗卤化物的材料。零件40，50包括其膨胀系数与所述 端塞的膨胀系数非常一致的金属。例如，Nb是一种用于此目的的非常 合适的材料。零件40，50以图中未示出任何细节的形式连接到相应的 电流导体8，9。所述输入结构使得所述灯可以工作在任何点燃位置。
每一个电极4，5包括备有靠近其电极头4b，5b的线圈4c，5c的电 极杆4a，5a。所述伸出的陶瓷塞子通过烧结点S、以气密的方式固定在 端壁部分32a，32b中。这里，所述电极头位于由所述端壁部分形成的 端面33a，33b之间。在根据本发明的灯的另一个实施例中，伸出的陶 瓷塞子34、35相对于端壁部分32a，32b是凹进的。在那种情况下所述 电极头基本上位于由所述端壁部分形成的端面33a，33b中。
在参考附图所述描述的根据本发明的灯的实际实现中，额定的灯功 率是70瓦，而发光效率是88流明/瓦。适合于在现有的设备上工作(作 为改进的灯)的所述灯具有91伏的灯电压。放电容器的可电离填充物 包括6毫克Hg和8毫克碘化物盐，同时，Na、Tl、Dy、Ho、Tm和Ca 的卤化物的摩尔量具有如下的相应的摩尔百分比：29％，6.5％，6.5％， 6.5％，6.5％和45％。当灯处在工作状态的时候，还起着确保灯电压将处 在与改进的要求一致所必须的80伏和100伏之间的所述Hg具有20巴 的压强。所述填充物还包括作为点燃气体的具有140毫巴填充压强的 Ar。
所述电极头之间的距离EA是6毫米，所述端面之间的距离L是8 毫米，而所述内径Di是7.4毫米。在耐久试验中测试了灯的光特性。其 结果如下。在使用220伏、50赫兹的电源工作的情况下，波峰因子是： 点燃100小时后1.8，点燃1000小时后1.9，点燃2000小时后2.05，而 点燃5000小时后2.07。当点燃100、1000、2000和4000小时时，色温 Tc是4214K、4222K、4260K和4255K。在这些时刻，色点具有如下坐 标(x，y)：(0.370；0.365)，(0.371；0.369)，(0.369；0.368)和 (0.370；0.369)。在点燃100小时后，一般彩色再现指数Ra具有92 的值。在点燃4000小时后，此值是91。
在根据本发明的灯的另一种实际实现中，额定的灯功率是39瓦， 而发光效率是90流明/瓦。放电容器的可电离填充物包括与上述70瓦灯 中的相同条件的3.3毫克Hg和6毫克卤化物盐。在工作状态下，所述 灯辐射具有4019K的色温Tc和90的一般彩色再现指数Ra的光线。依靠 220伏、50赫兹的公共市电电源工作时，波峰因子是2.1。
在再一个实际实现中，额定功率150瓦的灯具有如下的可电离填充 物：7.6毫克Hg和各自的相对的量为41.5％(摩尔)、6.5％(摩尔)22％ (摩尔)和30％(摩尔)的Na、Tl、Ho和Ca的9毫克碘化物盐。所 述电极头之间的距离EA是11毫米，所述端面之间的距离L是14毫米， 而所述内径Di是9.2毫米。工作期间发光效率是85流明/瓦，波峰因子 是2.07，色温Tc是4208K，而一般彩色再现指数Ra是94。
电极头4b、5b按照相互距离EA而定位。所述电流输入导体各自具 有高度抗卤化物的、例如Mo-Al2O3陶瓷合金形式的相应部分41，51以 及通过熔融陶瓷连接部分10、以气密的方式固定到相应的端塞34，35 的部分40，50。所述熔融陶瓷连接部分在相应的Mo陶瓷合金41，51 上延伸一定距离，例如1毫米。以不同于Mo-Al2O3陶瓷合金的形式形 成零件41，51也是可能的。例如，从欧洲专利EP-0587238(美国专利 US-A-5424609)知道另一种可能的结构。发现的一种特别合适的结构是 围绕同样非常抗卤化物的针绕成的非常抗卤化物的线圈。Mo非常适合 于作为所述非常抗卤化物的材料。零件40，50包括其膨胀系数与所述 端塞的膨胀系数非常一致的金属。例如，Nb是一种用于此目的的非常 合适的材料。零件40，50以图中未示出任何细节的形式连接到相应的 电流导体8，9。所述输入结构使得所述灯可以工作在任何点燃位置。
每一个电极4，5包括备有靠近其电极头4b，5b的线圈4c，5c的电 极杆4a，5a。所述伸出的陶瓷塞子通过烧结点S、以气密的方式固定在 端壁部分32a，32b中。这里，所述电极头位于由所述端壁部分形成的 端面33a，33b之间。在根据本发明的灯的另一个实施例中，伸出的陶 瓷塞子34、35相对于端壁部分32a，32b是凹进的。在那种情况下所述 电极头基本上位于由所述端壁部分形成的端面33a，33b中。
在参考附图所述描述的根据本发明的灯的实际实现中，额定的灯功 率是70瓦，而发光效率是88流明/瓦。适合于在现有的设备上工作(作 为改进的灯)的所述灯具有91伏的灯电压。放电容器的可电离填充物 包括6毫克Hg和8毫克碘化物盐，同时，Na、Tl、Dy、Ho、Tm和Ca 的卤化物的摩尔量具有如下的相应的摩尔百分比：29％，6.5％，6.5％， 6.5％，6.5％和45％。当灯处在工作状态的时候，还起着确保灯电压将处 在与改进的要求一致所必须的80伏和100伏之间的所述Hg具有20巴 的压强。所述填充物还包括作为点燃气体的具有140毫巴填充压强的 Ar。
所述电极头之间的距离EA是6毫米，所述端面之间的距离L是8 毫米，而所述内径Di是7.4毫米。在耐久试验中测试了灯的光特性。其 结果如下。在使用220伏、50赫兹的电源工作的情况下，波峰因子是： 点燃100小时后1.8，点燃1000小时后1.9，点燃2000小时后2.05，而 点燃5000小时后2.07。当点燃100、1000、2000和4000小时时，色温 Tc是4214K、4222K、4260K和4255K。在这些时刻，色点具有如下坐 标(x，y)：(0.370；0.365)，(0.371；0.369)，(0.369；0.368)和 (0.370；0.369)。在点燃100小时后，一般彩色再现指数Ra具有92 的值。在点燃4000小时后，此值是91。
在根据本发明的灯的另一种实际实现中，额定的灯功率是39瓦， 而发光效率是90流明/瓦。放电容器的可电离填充物包括与上述70瓦灯 中的相同条件的3.3毫克Hg和6毫克卤化物盐。在工作状态下，所述 灯辐射具有4019K的色温Tc和90的一般彩色再现指数Ra的光线。依靠 220伏、50赫兹的公共市电电源工作时，波峰因子是2.1。
在再一个实际实现中，额定功率150瓦的灯具有如下的可电离填充 物：7.6毫克Hg和各自的相对的量为41.5％(摩尔)、6.5％(摩尔)22％ (摩尔)和30％(摩尔)的Na、Tl、Ho和Ca的9毫克碘化物盐。所 述电极头之间的距离EA是11毫米，所述端面之间的距离L是14毫米， 而所述内径Di是9.2毫米。工作期间发光效率是85流明/瓦，波峰因子 是2.07，色温Tc是4208K，而一般彩色再现指数Ra是94。
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