CN1650394A - 金属卤化物灯 - Google Patents
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Abstract
一种金属卤化物灯，其包括具有陶瓷壁的放电容器(3)，该放电容器包围放电空间(11)，该放电空间包含可离子化的填充物，除了Hg之外，该填充物还包含一些Na、Ca、和Tl的卤化物。依据本发明，该可离子化的填充物包括CaI2，CaI2的摩尔量在该卤化物的总摩尔量的20－50％的范围内。优选的是，CaI2的摩尔量在该卤化物的总摩尔量的25－35％的范围内。
Description
本发明涉及一种金属卤化物灯，该金属卤化物灯包括带有陶瓷壁的放电容器，该放电容器包围一包含可离子化的填充物的放电空间，除了Hg之外该填充物包含一些Na、Ca、和Tl的卤化物。
开始段落中所述类型的灯是由WO99/53522(PHN16.852)已知。该灯包括钨电极。该已知的灯使得高的发光功效和良好的颜色特性组合在一起。该已知的灯适于作为例如室内照明的光源。当Na-卤化物用作灯的填充物成分并且当该灯工作时，使用该灯可获得显色性好的优点，在Na-D线中存在Na发射的强加宽和反转。这需要在放电容器的高冷点温度Tkp至少为1170K(900摄氏度)。当Na-D线加宽和反转时，它们假定在光谱中具有两个间隔Δλ的最大值的发射频带的形式。Ca的存在有利地影响显色性指数。Tkp的大数值的要求需要放电容器相对较小，并排除使用石英或石英玻璃用于放电容器的壁，并且迫使使用陶瓷用于放电容器的壁。
在本说明书和权利要求书中使用的术语“陶瓷壁”应当理解为由以下材料中的一个材料制成的壁，所述材料是：单晶金属氧化物(例如为蓝宝石)，致密烧结的多晶金属氧化物(例如为Al2O3，YAG)、以及致密烧结的多晶金属氮化物(例如为AlN)。
除了Na、Ca、和Tl之外，放电容器的填充物包含一种或多种稀土金属，该稀土金属的使用用来实现普通的显色性指数Ra≥80和色温Tc的所需数值。在本说明书和权利要求书中使用的术语“稀土金属”应当理解成元素Sc、Y、和镧。
已知的灯的缺点在于，由于从电极蒸发的W沉积在壁上，因此放电容器的壁的黑化相当迅速地出现。放电容器的相对较小的尺寸强化这种黑化效果。已知的灯的另一缺点在于，由于在灯工作过程中存在稀土金属的影响，放电容器的一部分出现腐蚀，特别是壁。这最终导致灯寿命的终结。
本发明的目的在于提供一种消除以上的缺点的手段。依据本发明，开始段落中的所述类型的放电灯用于实现该目的，其特征在于，该可离子化的填充物包括CaI2，CaI2的摩尔量在该卤化物的总摩尔量的20-50％的范围内。
已经吃惊地发现，本发明有利地改善了依据本发明的放电灯的保持性。在8000灼烧小时之后，发光功效大约是100小时时的数值的85％。对于已知的灯，在8000灼烧小时之后，发光功效小于或大约等于在100小时时的数值的80％。由于对于红和蓝而言Ca的光谱分布较大，在灯使用寿命过程中对于普通显色性指数可实现Ra≥80的数值。此外，对于本发明的灯，可实现色温Tc达到3500K的数值。另一优点在于，消除了稳定的Ca铝酸盐化合物的形成，并且Ca的存在使得W-卤化物循环得到加强，因此可明显地消除由于电极的W蒸发而引起的放电容器的壁的黑化。
在依据本发明的灯的有利实施例中，CaI2的摩尔量在该卤化物的总摩尔量的25-35％的范围内。进一步地改善了依据本发明的灯的保持性。在8000灼烧小时之后，发光功效大约是100小时时的数值的90％。在灯使用寿命过程中对于普通显色性指数可实现Ra≥85的数值。电压升和电压峰因数是良好的。
发生W-卤化物循环的必要条件是在放电容器中存在少量的游离氧。一些游离氧产生自在灯的制造过程中引入的杂质，并且当灯处于工作状态时从灯中释放出来。还已经认识到，在与放电容器的填充物组分反应的影响下，氧从陶瓷壁材料中释放出来。在浓度太小的情况下，其几乎不能在灯的工作过程中充分地保持W-卤化物的循环。在浓度过大的情况下，特别可能出现W电极的腐蚀。
在依据本发明的灯的优选实施例中，该放电容器包含氧分配器。该氧分配器具有重要的优点，即，氧以可控的方式引入放电容器。考虑到灯的适当工作和杂质随后的按比例减少所需的制造准确度，相对于从杂质释放出来的O2的量的浓度很可能太小。依据优选实施例的灯的附加优点在于，在灯寿命过程中可进行定量分配。在本发明的灯的有利实施例中，该氧分配器包含CaO。CaO是有利的，其中CaO形成放电容器的填充物的一部分。
除了Na、Ca、和Tl之外，放电容器的填充物还可特别地包含一种或多种金属，例如In，以便实现该灯的颜色特性。除了排除使用稀土金属之外，Ti、Zr、和Hf的使用不适合于填充物，这是因为它们形成较稳定的氧化物。
实验表明，对于在12nm-60nm的Δλ的数值对于实现该灯的良好的颜色特性是所希望的。其中Tkp的数值在1200-1300K范围内，通常可获得所希望的Δλ的大小，同时实现放电容器的壁的最高温度达到1450K。
以下将参照附图来详细描述本发明的以上的其它的方面，在附图中：
图1示意地示出了依据本发明的金属卤化物灯，其中示出了放电容器的截面图；以及
图2是在本发明的灯与已知灯相比的情况下作为灯寿命的函数的流明保持的图表。
这些附图仅仅是示意性的，并且没有按比例绘制。为了简化一些尺寸特别夸张地夸大。在附图中等同的部件由相同的附图标记来标记。
图1示出了金属卤化物灯，其中放电容器3以截面图并不按比例地示出，该放电容器具有包围放电空间的陶瓷壁，该放电空间包含可离子化的填充物，在所示的情况下，该填充物不仅包含Hg，而且还包含Na、Ca、和Tl的卤化物。该填充物优选为包含氧分配器，其包含CaO，例如陶瓷的浸渍CaO的载体的形式。两个电极4、5具有电极杆44、54以及均由W构成的尖端45、55，该电极布置在放电容器中。放电容器3至少在一侧由陶瓷的突伸插塞34、35来封闭，该插塞以间隔一间隙的形式分别紧密地包围导线40、41；50、51，该导线延伸到布置在放电容器内的电极4、5中，并且导线以气密的方式借助在背离放电容器的端部附近的熔凝的陶瓷连接部10连接到放电容器上。该放电容器的结构是本领域已知的。放电容器由外泡体1包围，该外泡体在一端具有灯头2。在电极4、5之间，在该金属卤化物灯工作时存在放电电弧。电极4借助导体8连接到形成灯头2的一部分的第一电触点上。电极5借助导体9连接到形成灯头2的一部分的第二电触点上。
在本发明的灯的实际实施例中，参照附图来描述，灯的额定功率为70瓦，并且灯的额定电压是90伏。放电容器的透明壁的厚度大约为0.8毫米。放电容器的内径大约为6.85毫米，电极尖端之间的距离大约为7毫米。依据本发明，可离子化的填充物包括CaI2，CaI2的摩尔量在卤化物的总摩尔量的20-50％范围内。优选的是，CaI2的摩尔量在卤化物的总摩尔量的25-35％范围内。在图1所示的示例中，除了4.6mg的Hg之外灯的可离子化的填充物包含7mg的(Na+Tl+Ca)的碘化物，其具有的摩尔百分比组分是碘化物的总摩尔量中的64摩尔％的Na、5摩尔％的Tl、和31摩尔％的Ca，(即对应的重量百分比组分是47.5重量％的碘化Na、7.5重量％的碘化Tl、和45重量％的碘化Ca)。在已知的灯中，碘化Ca的摩尔百分比组分大大高于依据本发明的摩尔百分比组分。通过选择适当的较低的碘化Ca的摩尔百分比，令人吃惊地发现，有利地提高了该金属卤化物灯的流明保持。
放电容器还包含填充压力为300mbar的作为启动增强剂的Ar。在灯工作的过程中，Tkp为1265K。该灯在100小时时以901m/W的发光功效来发射光。所发出的光的色温Tc是3150K。普通显色性指数Ra是大约90。
图2示出了在本发明的灯与已知灯相比的情况下作为灯寿命LT(小时)的函数的流明保持M(％)的图表。在8000灼烧小时之后，(由图2中的十字标表示的)本发明的灯的发光功效是100小时时的数值的90％。对于(由图2中的菱形标表示的)已知灯，在8000灼烧小时之后的发光功效小于或等于100小时时的数值的80％。
本发明的保护范围不限于在此给出的实施例。本发明由每一新的特征和特征的所有组合形式来限定。在权利要求中的附图标记不限制其保护范围。所使用的动词“包括”不排除包括除了权利要求所提及之外存在的元件。在元件之前所使用的数词“一”和“一个”不排除存在多个这种元件的可能性。
Claims (4)
1.一种金属卤化物灯，其包括具有陶瓷壁的放电容器(3)，
该放电容器包围放电空间(11)，该放电空间包含可离子化的填充物，
除了Hg之外，该填充物还包含一些Na、Ca、和Tl的卤化物，
其特征在于，该可离子化的填充物包括CaI2，CaI2的摩尔量在该卤化物的总摩尔量的20-50％的范围内。
2.如权利要求1所述的金属卤化物灯，其特征在于：CaI2的摩尔量在该卤化物的总摩尔量的25-35％的范围内。
3.如权利要求1或2所述的金属卤化物灯，其特征在于：该放电容器包含氧分配器。
4.如权利要求3所述的金属卤化物灯，其特征在于：该氧分配器包含CaO。
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