專利名稱：金屬鹵化物燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及備有帶包圍放電空間的陶瓷壁的放電容器的金屬鹵化物燈，所述放電空間含有可電離填充物，除了Hg之外所述可電離填充物還包含某摩爾量的鈉(Na)、鉈(Tl)以及元素鏑(Dy)和鈥(Ho)中的至少一種的鹵化物。
從歐洲專利EP-A-0215521(PHN 11.485)知道開頭一節(jié)中所述類型的燈。這種把高的發(fā)光效率和極好的彩色特性(其中，一般彩色再現(xiàn)指數(shù)Ra≥80，而色溫Tc在2600和4000K之間)結合在一起的已知的燈非常適合作為光源、尤其非常適合作為室內照明的光源。
在這種燈中利用了以下公認的技術當Na鹵化物作為燈的填充物的成分時好的彩色再現(xiàn)是可能的；以及在燈工作期間出現(xiàn)Na-D線的Na發(fā)射的強的展寬和反轉。這要求所述放電容器中有高的最冷點溫度Tcs，例如，1170K(900℃)。當Na-D線被反轉和展寬時，它們在光譜中呈現(xiàn)具有相互距離Δλ的兩個最大值的發(fā)射帶的形狀。
關于Tcs應當具有高的值的要求在實際情況下排除了使用石英或者石英玻璃的放電容器壁，而必須使用陶瓷材料的放電容器壁。
在本說明書和權利要求書中的陶瓷壁被理解為由金屬氧化物、例如藍寶石或者致密地燒結的多晶Al2O3制成的壁，以及由金屬氮化物、例如AlN制成的壁。
已知的燈具有良好的彩色再現(xiàn)性，并且具有比較寬范圍的色溫。
通常，已知的燈依靠頻率不高于120赫茲(Hz)的交流電壓電源工作。一旦這種燈被點燃，在每次電源電壓極性轉換時，所述燈中的放電將被熄滅并且接著被再點燃。這種再點燃發(fā)生在下文稱為再點燃電壓的、高于燈的穩(wěn)定電弧電壓的電壓電平下。再點燃電壓與弧電壓的比例稱為波峰因子。尤其當燈工作在正弦波信號時，所述波峰因子呈現(xiàn)比較高的值。通常，在燈的壽命期間，所述波峰因子的值逐漸增大。當所述波峰因子呈現(xiàn)太高的值時，燈將不會再點燃而保持熄滅的狀態(tài)。在實現(xiàn)其色溫Tc在3900K和4500K范圍內的燈時，已發(fā)現(xiàn)是所需要的金屬鹵化物的量導致非常高的波峰因子初始值并且導致在燈的壽命過程中波峰因子的快速上升。
本發(fā)明的目的是提供一種開頭一節(jié)中所述類型的、能夠實現(xiàn)長的使用壽命的燈。
根據(jù)本發(fā)明，這個目的是這樣實現(xiàn)的燈的可電離填充物還包括其摩爾量在鹵化物的總的摩爾量的30％和50％之間的CaI2。
根據(jù)本發(fā)明的燈具有以下優(yōu)點即使在經(jīng)過幾千小時的點燃之后，所述波峰因子值還仍然是有限值，同時意外地發(fā)現(xiàn)，燈的極好的彩色特性幾乎不受影響，而燈的發(fā)光效率也未受到有害的影響。對于CaI2的低于30％(摩爾)的摩爾量，不能找到波峰因子的有效的降低。另一方面，當所述摩爾量超過50％(摩爾)時，確實實現(xiàn)了波峰因子的進一步的降低，但是同時也顯著降低了燈的發(fā)光效率。采取使可電離填充物除了Dy的鹵化物之外還包括銩(Tm)的鹵化物的措施具有可以利用現(xiàn)有的制造技術的優(yōu)點。
把Tl鹵化物的摩爾量限制在鹵化物的總的摩爾量的3％和10％之間具有以下優(yōu)點所述燈輻射的光線具有其位置靠近黑體線的色點，所述黑體線是普朗克輻射體的幾何軌跡或者一組色點。另一個優(yōu)點是由此實現(xiàn)了一般彩色再現(xiàn)指數(shù)Ra的小的增加?？梢栽谝韵聴l件下實現(xiàn)色溫Tc的所需要的高值Dy、Ho和Tm的稀土鹵化物的總的摩爾量位于鹵化物的總的摩爾量的15％(摩爾)至25％(摩爾)之間。為了實現(xiàn)所需要的彩色特性，Na鹵化物的摩爾量和稀土鹵化物的摩爾量的比例最好不超過2。
最好通過本發(fā)明的措施使根據(jù)本發(fā)明的燈的波峰因子低于23。這使得所述燈適合于作為現(xiàn)有的照明設備的改進的燈。高于2.3的波峰因子的值導致所述燈不能可靠地工作在現(xiàn)有的設備中。
下面將參考附圖(未按照比例)更詳細地說明根據(jù)本發(fā)明的燈的上述和其它方面，附圖中

圖1用圖示的方法顯示根據(jù)本發(fā)明的燈，以及圖2詳細地顯示圖1的燈的放電容器。
圖1顯示備有帶包圍放電空間11的陶瓷壁的放電容器3的金屬鹵化物燈，所述放電空間含有可電離填充物，除了Hg之外所述可電離填充物還包含某摩爾量的鈉(Na)、鉈(Tl)和鏑(Dy)的鹵化物。在所述放電容器中設置其電極頭具有間距EA的兩個電極，并且所述放電容器至少在所述間距EA的區(qū)域內具有內徑Di。通過伸出的陶瓷塞子34、35在一端堵塞所述放電容器，所述伸出的陶瓷塞子以狹窄的插入間隙包圍連接到位于所述放電容器中的相應的電極4、5的電流輸入導體(圖2:40、41、50、51)，并且，所述伸出的陶瓷塞子在離開所述放電容器的一端借助于熔融陶瓷封口(圖2:10)以氣密的方式連接到所述電極。端部備有燈頭2的外管殼1包圍所述放電容器。當燈處在工作狀態(tài)時，放電延伸在電極4和5之間。電極4經(jīng)由電流導體8連接到形成燈頭2的一部分的第一電接點。電極5經(jīng)由電流導體9連接到形成燈頭2的一部分的第二電接點。圖2中更詳細地示出(未按照比例)的放電容器具有陶瓷壁并且由圓柱形部分形成，所述圓柱形部分具有內徑Di并且在兩端以相互距離為L的端壁部分32a,32b為界，端壁部分32a,32b形成放電空間的端面33a,33b。所述端壁部分各自具有開孔，伸出的陶瓷塞子34、35通過燒結結點S、以氣密的方式固定在端壁部分32a,32b的所述開孔中。伸出的陶瓷塞子34、35各自嚴密地包圍著相應的具有電極頭4b,5b的電極4,5的電流輸入導體40,41,50,51。所述電流輸入導體在離開所述放電空間的端部通過熔融陶瓷連接部分10、以氣密的方式連接到伸出的陶瓷塞子34、35。
電極頭4b,5b按照相互距離EA而定位。所述電流輸入導體各自具有高度抗鹵化物的、例如Mo-Al2O3陶瓷合金形式的相應部分41,51以及通過熔融陶瓷連接部分10、以氣密的方式固定到相應的端塞34,35的部分40,50。所述熔融陶瓷連接部分在相應的Mo陶瓷合金41,51上延伸一定距離，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，從歐洲專利EP-0587238(美國專利US-A-5424609)知道另一種可能的結構。發(fā)現(xiàn)的一種特別合適的結構是圍繞同樣非?？果u化物的針繞成的非?？果u化物的線圈。Mo非常適合于作為所述非?？果u化物的材料。零件40,50包括其膨脹系數(shù)與所述端塞的膨脹系數(shù)非常一致的金屬。例如，Nb是一種用于此目的的非常合適的材料。零件40,50以圖中未示出任何細節(jié)的形式連接到相應的電流導體8,9。所述輸入結構使得所述燈可以工作在任何點燃位置。
每一個電極4,5包括備有靠近其電極頭4b,5b的線圈4c,5c的電極桿4a,5a。所述伸出的陶瓷塞子通過燒結點S、以氣密的方式固定在端壁部分32a,32b中。這里，所述電極頭位于由所述端壁部分形成的端面33a,33b之間。在根據(jù)本發(fā)明的燈的另一個實施例中，伸出的陶瓷塞子34、35相對于端壁部分32a,32b是凹進的。在那種情況下所述電極頭基本上位于由所述端壁部分形成的端面33a,33b中。
在參考附圖所描述的根據(jù)本發(fā)明的燈的實際實現(xiàn)中，額定的燈功率是70瓦，而發(fā)光效率是88流明/瓦。適合于在現(xiàn)有的設備上工作(作為改進的燈)的所述燈具有91伏的燈電壓。放電容器的可電離填充物包括6毫克Hg和8毫克碘化物鹽，同時，Na、Tl、Dy、Ho、Tm、和Ca的鹵化物的摩爾量具有如下的相應的摩爾百分比29％,6.5％,6.5％,6.5％,6.5％和45％。當燈處在工作狀態(tài)的時候，還起著確保燈電壓將處在與改進的要求一致所必須的80伏和100伏之間的所述Hg具有20巴的壓強。所述填充物還包括作為點燃氣體的具有140毫巴填充壓強的Ar。
所述電極頭之間的距離EA是6毫米，所述端面之間的距離L是8毫米，而所述內徑Di是7.4毫米。在耐久試驗中測試了燈的光特性。其結果如下。在使用220伏、50赫茲的電源工作的情況下，波峰因子是點燃100小時后18，點燃1000小時后1.9，點燃2000小時后2.05，而點燃5000小時后2.07。當點燃100、1000、2000和4000小時時，色溫Tc是4214K、4222K、4260K和4255K。在這些時刻，色點具有如下坐標(x,y):(0.370；0.365),(0.371；0.369),(0.369；0.368)和(0.370；0.369)。在點燃100小時后，一般彩色再現(xiàn)指數(shù)Ra具有92的值。在點燃4000小時后，此值是91。
在根據(jù)本發(fā)明的燈的另一種實際實現(xiàn)中，額定的燈功率是39瓦，而發(fā)光效率是90流明/瓦。放電容器的可電離填充物包括與上述70瓦燈中的相同條件的3.3毫克Hg和6毫克鹵化物鹽。在工作狀態(tài)下，所述燈輻射具有4019K的色溫Tc和90的一般彩色再現(xiàn)指數(shù)Ra的光線。依靠220伏、50赫茲的公共市電電源工作時，波峰因子是2.1。
在再一個實際實現(xiàn)中，額定功率150瓦的燈具有如下的可電離填充物7.6毫克Hg和各自的相對的量為41.5％(摩爾)、6.5％(摩爾)22％(摩爾)和30％(摩爾)的Na、Tl、Ho和Ca的9毫克碘化物鹽。所述電極頭之間的距離EA是11毫米，所述端面之間的距離L是14毫米，而所述內徑Di是9.2毫米。工作期間發(fā)光效率是85流明/瓦，波峰因子是2.07，色溫Tc是4208K，而一般彩色再現(xiàn)指數(shù)Ra是94。
權利要求
1一種備有帶包圍放電空間的陶瓷壁的放電容器的金屬鹵化物燈，所述放電空間含有可電離填充物，除了Hg之外所述可電離填充物還包含某摩爾量的鈉(Na)、鉈(Tl)以及元素鏑(Dy)和鈥(Ho)中的至少一種的鹵化物，其特征在于所述燈的可電離填充物還包括其摩爾量在鹵化物的總的摩爾量的30％和50％之間的CaI2。
2．權利要求1的燈，其特征在于所述可電離填充物除了Dy和Ho的鹵化物之外還包括銩(Tm)的鹵化物。
3．權利要求1或2的燈，其特征在于所述Dy、Ho和Tm的鹵化物的總的摩爾量在所述各鹵化物的總的摩爾量的15％和25％之間。
4．權利要求1、2或3的燈，其特征在于所述Tl的鹵化物的摩爾量在所述各鹵化物的總的摩爾量的3％和10％之間。
5．權利要求1、2或3的燈，其特征在于所述Na鹵化物的摩爾量與所述Dy、Ho和Tl的鹵化物一起的摩爾量的比例具有最大為2的值。
全文摘要
本發(fā)明涉及輻射其色溫T
文檔編號H01J61/22GK1223008SQ98800438
公開日1999年7月14日 申請日期1998年3月12日 優(yōu)先權日1997年4月9日
發(fā)明者C·維詹伯格, P·A·塞南 申請人:皇家菲利浦電子有限公司