JP3067635U - 高圧放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧放電ランプにおいて、放電容器の管壁負
荷を高め、最冷部（コールドスポット）の温度を上げ
る。 【解決手段】 長手方向に延ばされた放電容器２が設け
られている。この放電容器２により、軸線方向の対称軸
が規定され放電容積体が取り囲まれている。さらに２つ
の電極６が対称軸上に対置されている。また、放電容器
２は半径方向にほぼ円筒状に構成されている。その際、
放電容器２には、最冷部を含む制限された領域に、半径
方向に非対称に反射性被膜４が付されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、長手方向に延ばされた放電容器を備え、該放電容器により、軸線方 向の対称軸が規定され放電容積体が取り囲まれており、２つの電極が前記軸上に 対置され、前記放電容器は半径方向にほぼ円筒状に構成されている、高圧放電ラ ンプに関する。この場合、たとえば両端がステム化され殊に出力の高いメタルハ ライドランプを対象としている。

【０００２】

【従来の技術】

ドイツ連邦共和国特許出願 DE-A 44 43 354 からすでに、管体に半径方向に非 対称の被膜をもつ高圧放電ランプが公知である。これはアパーチャ形ランプであ り、つまり覆われていない狭い管体領域から強められた放射が得られ、残りの管 体表面には反射膜が設けられている。その際、この被膜は管体表面のかなりの部 分を覆っている。

【０００３】 軸線方向に非対称な被膜が管体に設けられた構成についてはいろいろ記載され ており、たとえば DE-GM 94 01 436 により公知の両端がステム化されたメタル ハライドランプは、高い光束ときわめて均質な放射が得られるよう、反射器内に 軸線方向に組み込まれている。各端部に設けられた周知の蓄熱被膜ないしは蓄熱 冠状部のほかに、このランプは半径方向に対称な層として、膨らんだ放電容器の 中央で完全に取り囲む環状リングを用いている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の課題は、請求項１の上位概念に記載の高圧放電ランプにおいて、放電 容器の管壁負荷を高め、したがって最冷部（コールドスポット）の温度を上げる ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 本考案によればこの課題は、放電容器は最冷部を含む制限された領域に、半径 方向に非対称に反射性被膜を有していることにより解決される。

【０００６】

【考案の実施の形態】

従属請求項には本考案の有利な実施形態が示されている。

【０００７】 高い管壁負荷によって放電アーク中の充填物質の成分が高められ、これによっ てランプの電気的および光工学的データが著しく高められるので、このことは望 ましい。

【０００８】 そのようなデータの改善は、これまで充填物組成を変えたり、放電容器の容積 を小さくしたりして達成しようとしてきた。つまり従来は、不確かな結果の伴う 高い開発コストが生じていた。しかも従来、ランプの光分布曲線の調整を行うこ とができなかった。

【０００９】 本考案によれば、ほぼ半径方向に対称な（つまり半径方向にほぼ円筒状の）放 電容器に半径方向に非対称な反射性被膜が付けられる。この被膜は最冷部を含む 局所的に制限された領域に被着され、遮蔽をできるかぎりわずかに抑えるため、 有利には放電容器表面の５〜４０％の大きさをもつ制限された広がりをもってい る。

【００１０】 放電容器表面を物理的および／または化学的に処理することによって、この反 射膜を製造することができる。たとえば金属材料（たとえばアルミニウム）また は非金属材料（たとえば酸化ジルコニウム）によるそれ自体周知の被膜、あるい はサンドブラストまたはエッチングにより形成された層が適している。層の幾何 学的形状や層の特性の選定により、ランプ特有のデータたとえば色再現性、色温 度、光分布曲線、色位置などを変化させ、所望のように精確に設定することがで きる。

【００１１】 最冷部領域において放電容器に所期のように非対称の層を設けることで、電気 的および光工学的なデータの改善が達成される。外管のない高出力の（少なくと も４００Ｗ〜１０００Ｗを遥かに超える）金属ハロゲンランプにおいて、殊に格 別な改善が達成される。なぜならばその場合には、外管が設けられていないこと から熱損失がきわめてクリティカルだからである。

【００１２】 このようなランプの最冷部は通常、電極のうしろに存在していなければならな い。この理由から、放電容器の各端部に蓄熱被膜を備えていることが多い。これ によって、こんどは最冷部（しかしこれは蓄熱被膜なしの場合よりも高い温度に ある）を放電容器の最も低い位置に存在させることができるようになり、このこ とは重力の作用に起因する。その理由は、放電アークが浮力によって上方にずら されるからである。望ましいのは、できりかぎり等温の放電容器である。この場 合、最冷部を中心とする冷たい領域のスケール（したがって温度勾配）によって 、非対称被膜の広がりが決まる。これは制限された斑状部としてもよいし、軸線 方向に長く延びたたとえば帯状のものとしてもよい。斑状部は、円形または長円 形あるいは楕円形である。

【００１３】 場合によっては非対称被膜の幾何学的配置は、付属する照明システム（たとえ ば照明器具）によって定められる。なぜならばそれによって、最冷部を中心とす る冷えた領域の位置とスケールに作用を及ぼすことができるからである。照明シ ステムにおいてそのために重要な構成部材はたいていは反射器であって、これは たとえば溝状の反射器または楕円形反射器として構成されている。

【００１４】 有利には、放電容器のピップに対し相対的に非対称被膜の位置を規定すること ができる。なぜならばそれはランプ動作中、潜在的なヒートシンクとして最良に は上部に位置決めされるからである。したがってこの場合、非対称被膜はピップ とまっすぐに向き合って取り付けられる。また、実用的な理由からも、光学的な 歪みや被膜をピップに付着させる問題点を避ける目的で、ピップの領域には被膜 のないのが望ましい。

【００１５】 このランプは有利には（ランプ軸に関して）水平方向の点弧位置で作動され、 その際に設けられる特徴的な被膜は、軸線方向で放電容積体の長さの少なくとも ３０％以上にわたって広がり、半径方向で少なくとも３０゜の中心角以上に及び 、ここで放電容器の最も低い位置が中心角の中央としておかれる。軸線方向にお ける被膜の最大長は放電容器の全長によって制限され、半径方向では最大限１８ ０゜という中心角により制限される。さもないと、遮蔽効果が過度に大きくなっ てしまう。この場合、半径方向において放電容器の断面について、円形またはほ ぼ円形に近い楕円形が採用されている。また、軸線方向では放電容器は長手方向 に延ばされた形であって、有利には樽形、円筒形または楕円形である。

【００１６】 さらに有利には非対称の被膜は、電極の設けられた放電容積体端部まで延びて いる。その際に付加的に、周知の蓄熱被膜を両端部に形成することができる。

【００１７】 照明システムとして殊に壁灯が適しており、これは側方において水平なランプ の後方に取り付けられ長手方向に延ばされた反射器をもっている。これによって 、ランプから発せられる放射が非対称被膜によって著しく遮蔽されてしまうのが 避けられる。

【００１８】 本考案による被膜によって、光工学的なランプデータをその他のパラメータを 大きく変更することなく高めることができる。しかも、端部の鏡面化にすでに使 用したものと同じリフレクタペーストを用いることができる。また、付加的なプ ロセスステップは不要であるため、製造にあたり余分なコストもかからない。な お、リフレクタペーストを余計に使用する点については無視することができる。

【００１９】 環境を損なわない殊に重要な視点は、動作温度が高いことからランプの充填物 に必要な絶対的なＨｇ量を約１０〜２０ｍｇ、低減できることである。この点を 別とすれば、光工学的なデータを改善するために充填物組成を変更する必要はな い。

【００２０】 適正な動作位置において必要とされるランプの明確な位置決めを保証する目的 で、たとえばアメリカ合衆国特許 US-PS 5 731 656 に記載されている位置決め 可能な周知のソケット係合システムを援用することができる。これによれば、非 対称被膜が下を向くような最適な効果の維持に必要な組み込み位置を、非常に簡 単に保証することができる。

【００２１】 ここで本考案の有利な実施形態を以下に要約しておく。

【００２２】 前記の反射性被膜は金属層または非金属層であり、またはサンドブラストまた はエッチングによりざらざらにされた層である。前記の反射性被膜は軸線方向で 放電容積体全体に広がっている。前記の反射性被膜は半径方向で最大限１８０゜ の最大中心角αを成す。また、充填物として水銀または金属ハロゲン化物が含ま れる。放電容器の端部に蓄熱被膜が取り付けられている。放電容器は単一の管体 である。さらにランプは、位置合わせ可能なソケットを有する。

【００２３】 次に、実施例に基づき本考案について詳しく説明する。

【００２４】

【実施例】

図１および図２には、長さ約１９０ｍｍであり外管のない２０００Ｗの高圧放 電ランプ１が略示されており、これはたとえばアメリカ合衆国特許 US-PS 5 142 195 で詳しく述べられているようなランプである。これは反射器に組み込むた めに構成されたものであるが、ここでは軸線方向ではなく水平方向に反射器軸と 交差する方向で配置されている。

【００２５】 石英ガラスから成る放電容器２により長手方向軸Ｘが規定され、これは樽形体 として構成されていて、その母線は円弧状である。放電容器の容積は約２０ｃｍ ³ である。放電容器両端部には、螺旋状の巻線をもつロッド状のタングステン電 極６が、ステム５において軸線方向に配向されている。各電極６はステム５にお いて薄片８に取り付けられており、そこには外部からの電流導入線９が当接して いる。ステム５において放電部分とは反対側の端部には、セラミック口金１０が 接合剤で取り付けられている。放電容器２には希ガス、水銀（ここでは約２００ ｍｇではなく１８０ｍｇで十分）、ならびに金属ハロゲン化物から成る充填物が 含まれている。放電容器の端部には、酸化ジルコニウムから成る蓄熱被膜１３が 設けられている。

【００２６】 これに加えて放電容器２には非対称の被膜４が被着されており、詳しくはこれ はピップ３とは反対側において、組み込まれた状態で最も低い領域に設けられて おり、この領域は最冷部すなわちコールドスポットＴを含んでいる。この非対称 被膜４も酸化ジルコニウムから成り、長手方向に広がったほぼ長円形の斑状部で あり、これは樽形体の約５０％の軸線方向幅ａを有している。また、半径方向に おけるその最大の広がりは、約５５゜の中心角に及んでいる（図２参照）。ピッ プ３が上に位置する図１の側面図では、斑状部の前半分しかみえない。

【００２７】 図３および図４には別の実施例が示されている。この実施例では、図１で説明 したものと類似の１０００Ｗのメタルハライドランプ１９を扱う。図３は、ステ ム２３の平面図である。また、図４は、ランプ１９を下から見た図である。非対 称の被膜２０は、放電容器２１における容積体の軸線方向の長さ全体にわたって 広がっており、各端部で蓄熱被膜２２とつながっている。この場合、半径方向の 広がりは約９０゜の中心角に相応する。このランプは、ランプ１９の横に楕円形 の反射器２５がおかれるような照明器具への組み込みのために想定されている。 矢印２６によって、前方へ向かう主ビーム方向が示されている。

【００２８】 これによれば殊に色位置、色再現性および光束が、非対称被膜により従来技術 よりも著しく向上する。しかもランプの点弧電圧は平均して２０Ｖ、約１２５Ｖ まで高められる。表１には、被膜なしのランプと被膜の付けられたランプとの比 較が示されており、ここで両方のランプについて光束Φ（ｋｌｍ）、色座標ｘ， ｙならびに色再現性指標Ｒａについて記載されている。これによれば、光束（７ ％）と色再現性指標（１５％）が著しく向上している。また、色位置は白色（ｘ ，ｙ＝０．３３３）のきわめて近くにあり、ないしは黒体放射体の特性曲線のき わめて近くにある。

【００２９】

【表１】

【００３０】 なお、被膜材料として、酸化ジルコニウムをベースとする拭っても取れないリ フレクタペーストを使用した。その層厚および均質性は、蓄熱被膜の通常の値に 相応する。また、動作中、充填凝縮物が生成される最冷部周囲の領域でランプを 被膜した。この領域は特有の事例では、ピップに対向する側に位置する。

【図面の簡単な説明】

【図１】メタルハライドランプの側面図である。

【図２】図１によるメタルハライドランプの断面図であ
る。

【図３】別の実施例によるメタルハライドランプをステ
ムの方向で見た平面図である。

【図４】図３のランプを９０゜旋回させた側面図であ
る。

【符号の説明】

１，１９ 高圧放電ランプ ２ 放電容器 ３ ピップ ４，２０ 非対称被膜 ５，２３ ステム ６ 電極 ８ 薄片 ９ 電流導入線 １０ セラミック口金 ２２ 蓄熱被膜 ２５ 反射器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 ウルリッヒ ヘンガー ドイツ連邦共和国 ヴィッパーフュルト シュヴァルベンヴェーク 14 (72)考案者 アヒム ゴスラー ドイツ連邦共和国 ミュンヘン クヴィデ シュトラーセ 43

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手方向に延ばされた放電容器（２）を
   備え、該放電容器（２）により、軸線方向の対称軸が規
   定され放電容積体が取り囲まれており、２つの電極
   （６）が前記軸上に対置され、前記放電容器（２）は半
   径方向にほぼ円筒状に構成されている、高圧放電ランプ
   において、 前記放電容器（２）は最冷部を含む制限された領域に、
   半径方向に非対称に反射性被膜（４）を有している高圧
   放電ランプ。
2. 【請求項２】 前記被膜は放電容積体の少なくとも３０
   ％の軸線方向長さを有する、請求項１記載の高圧放電ラ
   ンプ。
3. 【請求項３】 前記被膜は半径方向で少なくとも３０゜
   の最大中心角αを成す、請求項１記載の高圧放電ラン
   プ。
4. 【請求項４】 水平方向の点弧位置で作動され、最冷部
   （Ｔ）は最も低い位置におかれる、請求項１記載の高圧
   放電ランプ。