專利名稱：帶有成型放電腔的高功效金屬鹵化物燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高強放電燈，尤其涉及一種具有高功效的高強金屬鹵化物燈。
背景技術(shù)：
由于對于包括室內(nèi)照明和室外照明的照明系統(tǒng)的節(jié)能的要求日益提高，因此開發(fā)出用于常規(guī)照明應(yīng)用場合的具有高功效的燈。例如，金屬鹵化物燈越來越廣泛地應(yīng)用于室內(nèi)照明和室外照明。這種燈是公知的，并且其包括透光的放電腔，該放電腔圍繞一對封裝的間隔開的電極進行密封，并且該放電腔通常包含適當(dāng)?shù)幕钚圆牧希缍栊詥託怏w和一種或多種按特定摩爾比例的可離子化的金屬或金屬鹵化物或這兩者均包含。它們是功率相對較低的燈，其在標準的交流電燈插座上以常規(guī)的120伏特的有效值電勢通過磁性或電子鎮(zhèn)流器電路來工作，該鎮(zhèn)流器電路提供啟動電壓并且在隨后的工作過程中提供限流作用。
這些燈通常具有陶瓷材料的放電腔，該放電腔通常包含一定量的金屬鹵化物，例如CeI3，NaI，(PrI3和NaI)以及TiI，并且還包含汞，以便在電極和惰性啟動氣體之間提供足夠的電壓降或電壓負荷。這種燈在250瓦、顯色指數(shù)(CRI)大于60、且相關(guān)色溫(CCT)為3000-6000K的情況下可具有高達105LPW的功效。
當(dāng)然，為了借助更高效的燈以便在照明中進一步節(jié)約電能，因此需要提供具有更高功效的高強金屬鹵化物燈。燈功效受放電腔的形狀的影響。如果在放電腔中電極之間分開的距離與放電腔的直徑的比率太小的話，例如小于2，則電弧與放電腔壁之間的Na的相對豐度將導(dǎo)致由于例如Na的吸收譜線靠近可見光的峰值而引起的由Na產(chǎn)生的光輻射被大量吸收。另一方面，如果在放電腔中電極之間分開的距離與放電腔的直徑的比率太大的話，例如大于5，則難以在該放電腔中起弧，這是因為電極之間的相對較大的擊穿距離而引起的。此外，這種燈的性能較差，當(dāng)該燈垂直定向時，在工作過程中展示出嚴重的顏色分離，這是因為該燈的內(nèi)含物的成分的不同浮性導(dǎo)致該內(nèi)含物本身顯著程度地沿電弧長度彼此分離。
另一形狀方面的考慮因素是，在放電腔內(nèi)表面中避免出現(xiàn)不連續(xù)，這種不連續(xù)例如為在放電腔端部與放電腔中央部分相遇位置附近的拐角部分，或者在相似厚度之間出現(xiàn)的重疊連接壁，如果出現(xiàn)這種不連續(xù)，則其將導(dǎo)致在燈工作的過程中在放電腔等離子區(qū)中出現(xiàn)“冷點”，其降低了放電腔中的蒸氣壓力，由此減小了穿過其中的輻射通量。此外，放電腔端部必須如此成型，即，使得其壁與電極之間具有足夠的間隙，以便該端部的溫度沒有達到高到損壞這些壁的結(jié)構(gòu)完整性的溫度。因此，對于放電腔所希望的是，發(fā)射出良好顏色的光輻射，同時由現(xiàn)今使用的鎮(zhèn)流器電流來操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種在選擇的照明裝置中使用的金屬鹵化物燈，其包括具有所選形狀的可透光壁的放電腔，該形狀限定了所選容積的放電區(qū)域，其中包括一對端部區(qū)域壁部分，成對的電極中的相應(yīng)一個電極穿過該端部區(qū)域壁部分被支承，以便使得其內(nèi)端部定位在該放電區(qū)域中，以使它們彼此分隔開一分開長度。這些壁具有作為在端壁部分之間的側(cè)面的部分，該端壁部分具有在這些每一端壁部分的相應(yīng)的有效連接內(nèi)徑以及在分開長度上沿大致垂直于該分開長度的方向的有效工作內(nèi)徑，以便分開長度與有效工作內(nèi)徑的比率大于2。在端壁部分之間的壁側(cè)面長度大于該有效工作內(nèi)徑。該端壁部分具有這樣的內(nèi)表面，包含電極中心的平面與其相交部分是平滑的，其中沿其的曲率半徑等于或小于該相應(yīng)的有效連接內(nèi)徑的一半，并且它們與該電極的內(nèi)端部分隔開大于一毫米。該放電腔可由多晶氧化鋁構(gòu)造成。
放電腔具有設(shè)置在放電區(qū)域內(nèi)的可離子化的物質(zhì)，例如金屬鹵化物。這些金屬鹵化物包括CeI3、PrI3、和NaI。
依據(jù)本發(fā)明，該放電腔的相對端部的內(nèi)表面在該預(yù)定分開長度上與該放電腔的內(nèi)表面平滑地連接。因此，大致沒有拐角部、突出部等出現(xiàn)在連接部分中，由此可防止在該連接部分附近的溫度下降。因此可防止冷點的出現(xiàn)。其結(jié)果為，可提高燈功效。
依據(jù)本發(fā)明，該放電腔的所述每一相對端部的該內(nèi)表面與該成對的電極的相應(yīng)一個電極的端部分開大于一個毫米，由此可防止損壞該放電腔。
依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種金屬鹵化物燈，其包括放電腔；一對設(shè)置在該放電腔中并彼此分隔開一預(yù)定分開長度的電極；以及封裝在該放電腔中的可離子化的物質(zhì)。該預(yù)定分開長度大于該放電腔在該預(yù)定分開長度上的內(nèi)徑的兩倍。該放電腔的相對端部之間的側(cè)面的長度比該內(nèi)徑更長。該放電腔的所述相對端部的內(nèi)表面在該預(yù)定分開長度上與該放電腔的內(nèi)表面平滑地連接。沿該放電腔的所述每一相對端部的該內(nèi)表面的曲率半徑等于或小于該內(nèi)徑。該放電腔的所述每一相對端部的該內(nèi)表面與該成對的電極的相應(yīng)一個電極的端部分開大于一個毫米。
在本發(fā)明的一個實施例中，該放電腔由包含多晶氧化鋁的壁形成。
在本發(fā)明的一個實施例中，該預(yù)定分開長度比該內(nèi)徑的比率等于或小于5。
在本發(fā)明的一個實施例中，該預(yù)定分開長度比該內(nèi)徑的比率大于5。
在本發(fā)明的一個實施例中，該可離子化的物質(zhì)包括CeI3和NaI。
在本發(fā)明的一個實施例中，該可離子化的物質(zhì)包括PrI3和NaI。
在本發(fā)明的一個實施例中，該放電腔的所述每一相對端部的該內(nèi)表面是半球狀的。
通過參照附圖并結(jié)合以下的詳細描述可更好地理解本發(fā)明的這些和其它的優(yōu)點和方面。


圖1是本發(fā)明的金屬鹵化物燈的側(cè)視截面圖，該燈具有位于其中的成型陶瓷放電腔；圖2示出了圖1所示的放電腔的截面放大圖；圖3示出了燈功效(LPW)與放電腔形狀之間的關(guān)系的柱狀圖表；圖4示出了燈功效(LPW)與放電腔電極分開長度比用于本發(fā)明的典型燈的有效直徑的比率的關(guān)系的圖表；以及圖5示出了圖1所示的燈的替代放電腔的側(cè)視截面圖。
具體實施例方式
參照圖1，在局部截面圖中所示的金屬鹵化物燈10具有燈泡狀的硼硅酸玻璃封殼11，在該視圖中該封殼被局部截取，該封殼裝配到常規(guī)的Edison(愛迪生)式金屬燈頭12中。由鎳或軟金屬制成的引入電極金屬絲14和15均從在燈頭12中的兩個電絕緣的電極金屬部分中的相應(yīng)一個部分延伸穿過并經(jīng)過位于燈頭12的位置處的硼硅酸玻璃外延部分16，并且沿封殼11長度方向的主軸線延伸到該封殼內(nèi)。接入電的金屬絲14和15初始在其任一側(cè)上延伸，并且沿平行于封殼長度軸線的方向延伸經(jīng)過外延部分16到達其位于更進入封殼11內(nèi)的部分中。每一接入金屬絲14和15的其余的某一部分在封殼11的內(nèi)部相對于離開該初始方向成銳角地彎折，彎折的接入金屬絲14越過該方向后終止，在此之前其進一步延伸以便形成或多或少地與封殼的長度軸線相交。
然而，接入金屬絲15具有在其中經(jīng)過外延部分16的第一彎折部分，該外延部分引導(dǎo)該部分離開封殼長度軸線，該金屬絲15再次彎折，以便形成其大致平行于該軸線的緊接部分，并且再次以直角彎折，以便形成其隨后的部分，該部分在封殼11的與其裝配在燈頭12中的相對的另一端部附近大致垂直于該軸線延伸或者程度不同地與該軸線相交。金屬絲15的平行于封殼長度軸線的部分支承常規(guī)的吸氣劑19以便截獲氣態(tài)雜質(zhì)。在金屬絲15中的另外的兩個直角彎折部分使得該金屬絲的短的剩余端部在其最終部分之下或與最終部分平行，開始所述的該最終部分與封殼長度軸線相交，該短的端部最終錨定在封殼11的與燈頭12相隔開的該遠端處位于硼硅酸玻璃凹座16’。
金屬鹵化物燈10包括陶瓷放電腔20。該陶瓷放電腔20圍繞作為具有陶瓷壁例如基本上為多晶氧化鋁壁的殼結(jié)構(gòu)而成型，該壁對于可見光是透明的，該陶瓷放電腔20的一個可能的構(gòu)形如圖1所示，并且在圖2詳細地示出。放電腔20具有一對小內(nèi)徑和外徑的陶瓷平切柱形殼部分或管21a和21b，每一殼部分或管在其內(nèi)部端處向外外延(flare)以便進入一對圓形的殼結(jié)構(gòu)端部22a和22b中的相應(yīng)一個端部中，(一對殼結(jié)構(gòu)端部是陶瓷放電腔20的相對端)，該殼結(jié)構(gòu)端部平滑地與中央主體部分腔的殼結(jié)構(gòu)25連接，在其間(即該連接部分的壁的厚度與其周圍部分的壁的厚度大致相同)可使得相應(yīng)的程度不同的半球形狀的殼設(shè)置在放電腔20的相對端部處，但除了靠近管21a和21b的位置之外。殼結(jié)構(gòu)端部22a和22b的內(nèi)表面平滑地與中央主體部分腔的殼結(jié)構(gòu)25連接，(即在連接部分的內(nèi)表面中以及在其附近的內(nèi)表面中基本上沒有拐角部分和突出部)。因此，在不同部件的組裝中不存在重疊壁結(jié)構(gòu)的情況下，形成了圍繞被封裝的內(nèi)部空間的單件整體式腔結(jié)構(gòu)。中央主體部分腔結(jié)構(gòu)25在相對于管21a和21b的直徑的腔端部之間具有較大直徑的平切柱形殼部分25。這種結(jié)構(gòu)通過壓制氧化鋁粉末并燒結(jié)該獲得到的粉末壓制塊而形成?；蛘?，該結(jié)構(gòu)25、端部22a和22b、以及管21a和21b可按照相同的方式分別地形成并且隨后在其端表面處通過燒結(jié)而連接到一起，以便進一步地避免出現(xiàn)重疊壁結(jié)構(gòu)。
在用于放電腔20的中央主體部分腔結(jié)構(gòu)25的正平切的柱形殼結(jié)構(gòu)的示例中，該平切的柱形殼的旋轉(zhuǎn)的內(nèi)表面半徑用R表示。在這些示例中，殼結(jié)構(gòu)20具有不同的封閉壁中央部分25的象征，平均內(nèi)半徑也用R表示。對于均具有半球狀殼形狀的端部22a和22b而言，半球狀內(nèi)表面的半徑Rh在柱形殼結(jié)構(gòu)的第一示例中等于對于中央主體部分腔結(jié)構(gòu)而言的R，并且在另一封閉壁形狀的第二示例中等于R±ΔR，其中ΔR等于在中央主體部分腔結(jié)構(gòu)25的端部處出現(xiàn)的或多或少地偏離平均半徑的偏差量。也就是說，在其平面中的半圓的曲率半徑等于在第一示例中的R并等于在第二示例中的R±ΔR，(即陶瓷放電腔20的相對端部22a和22b中的每一端部的內(nèi)表面是半球狀的)，其中該平面是由包括該結(jié)構(gòu)25的內(nèi)表面對稱縱向軸線的任何平面與任一端部22a和22b的內(nèi)半球形表面相交而形成的。應(yīng)當(dāng)注意，在本發(fā)明的實施例中，沿每一端部22a和22b的內(nèi)表面的曲率半徑等于或小于內(nèi)徑(有效內(nèi)徑)2R的一半。
在放電腔20中的封閉空間的總長度在管21a和21b與相應(yīng)的一個端部22a和22b的連接部之間延伸，并且該總長度由Lc表示。中央主體部分腔結(jié)構(gòu)25的長度在該連接部與每一端部22a和22b之間延伸，并且由Lccp表示，(即在放電腔20的相對端部之間的側(cè)面的長度)。Lccp比內(nèi)徑2R更長。
鈮制的放電腔電極互連金屬絲26a和26b均通過焊接到相應(yīng)的延伸離開相應(yīng)的一個管21a和21b的貫穿金屬絲上從而軸向地裝接。因此金屬絲26a和26b通過分別焊接到在第一示例中的在其與封殼長度軸線相交的端部處的接入金屬絲14上并且焊接到在第二示例中的在其首次經(jīng)過放電腔20遠端的端部處的接入金屬絲15上從而延伸出并進行裝接，該端部是初始與封殼長度軸線相交的部分。這種結(jié)構(gòu)使得放電腔20定位在接入金屬絲14、15的這些部分之間并在其間被支承，以便其長尺寸軸線大致與封殼長度軸線重合，并且可進一步通過接入金屬絲14、15將電力提供到放電腔20。
圖2示出了圖1所示的放電腔20的放大截面圖，其示出了包含在其限定壁內(nèi)的放電區(qū)域，該限定壁是由中央主體部分腔結(jié)構(gòu)25、殼結(jié)構(gòu)端部22a和22b、以及從端部22a和22b延伸的管2 a和21b提供的。玻璃料27a將氧化鋁-鉬的貫穿金屬絲29a固定到管21a的內(nèi)表面上(并與穿過其中的金屬絲29a一起氣密地密封該互連金屬絲開口)。因此，金屬絲29a可耐受所產(chǎn)生的化學(xué)侵蝕并且具有與管21a和玻璃料27a的熱膨脹特性相似匹配的熱膨脹特性，該化學(xué)侵蝕是在工作中在放電腔20的主容積中形成的等離子區(qū)而產(chǎn)生的，并且該金屬絲29a通過如上所述的焊接連接到互連金屬絲26a的一個端部上。貫穿金屬絲29a的另一端部通過焊接從而連接到鎢制的主電極桿31a的一個端部上。
此外，鎢制的電極線圈32a通過焊接從而集成到并安裝到第一主電極桿31a的另一端的末端部分上，以便電極33a由主電極桿31a和電極線圈32a構(gòu)造成。一對電極33a和33b設(shè)置在放電腔20內(nèi)，并且彼此分隔開預(yù)定的分開長度(即電極之間的距離)Le。電極33a由鎢制成，以便具有良好的電子的熱離子發(fā)射特性，同時可較好地耐受金屬鹵化物等離子區(qū)的化學(xué)侵蝕。貫穿金屬絲29a用于在預(yù)定位置處在包含在放電腔20的主容積內(nèi)的區(qū)域中設(shè)置電極33a?；ミB金屬絲26a的典型直徑是1.2毫米，并且電極桿31a的典型直徑是0.6毫米。分開長度Le大于在分開長度Le上的陶瓷放電腔20的內(nèi)徑2R(或內(nèi)徑2R±2ΔR)的兩倍。
類似地，在圖2中，玻璃料玻璃料27b將氧化鋁-鉬的貫穿金屬絲29b固定到管21b的內(nèi)表面上(并與穿過其中的金屬絲29b一起氣密地密封該互連金屬絲開口)。因此，金屬絲29b可耐受所產(chǎn)生的化學(xué)侵蝕并且具有與管21b和玻璃料27b的熱膨脹特性相似匹配的熱膨脹特性，該化學(xué)侵蝕是在工作中在放電腔20的主容積中形成的等離子區(qū)而產(chǎn)生的，并且該金屬絲29b通過如上所述的焊接連接到互連金屬絲26b的一個端部上。貫穿金屬絲29b的另一端部通過焊接從而連接到鎢制的主電極桿31b的一個端部上。鎢制的電極線圈32b通過焊接從而集成到并安裝到第一主電極桿31b的另一端的末端部分上，以便電極33b由主電極桿31b和電極線圈32b構(gòu)造成。貫穿金屬絲29b用于在預(yù)定位置處在包含在放電腔20的主容積內(nèi)的區(qū)域中設(shè)置電極33b。互連金屬絲26b的典型直徑是1.2毫米，并且電極桿31b的典型直徑是0.6毫米。電極33a和33b之間的距離用Le表示，并且包含結(jié)構(gòu)25的內(nèi)表面的對稱縱向軸線的任何平面穿過這些電極的縱向中心。
在其內(nèi)表面中具有不連續(xù)部分的放電腔20構(gòu)形通常在這種不連續(xù)部分附近具有與沿平滑壁的位置處相比更多的結(jié)構(gòu)壁材料量，這種不連續(xù)例如為由在其端部附近或端部中的出現(xiàn)的拐角部形成。因此，形成為圓形盤與中央主體部分腔結(jié)構(gòu)25連接形式的端部圍繞該盤連接的外周形成為直角拐角部，其中平的盤與結(jié)構(gòu)25連接，并且圍繞這些盤的內(nèi)開口與管21a和21b連接。拐角部在這些相同位置處盡管是鈍角的拐角部，但是對于端部可使用平切的錐形拐角部以代替盤，以便提供錐形的端部，每一該端部在中央主體部分腔結(jié)構(gòu)25與相應(yīng)的一個管21a和21b之間延伸。在這種拐角部附近的附加壁結(jié)構(gòu)材料導(dǎo)致在這種區(qū)域中熱損失增加，這使得在其附近部分中的溫度下降，由此導(dǎo)致在這種位置附近的一個或多個“冷點”。放電腔20與形成為整體式單件結(jié)構(gòu)的管21a和21b的平滑壁、端部結(jié)構(gòu)22a和22b、以及中央主體部分腔結(jié)構(gòu)25一起避免了這種(“冷點”的)產(chǎn)生。當(dāng)然，如果該結(jié)構(gòu)由獨立的中央主體部分和獨立的端部以及管部分通過一部分在另一部分內(nèi)組裝而形成，則重疊的壁結(jié)構(gòu)形成在部件連接處，這在重疊壁結(jié)構(gòu)的位置處明顯地增加了壁材料并增加了相應(yīng)的“冷點”。
這種冷點對于這種放電腔的工作是有害的。這是因為包含在放電腔內(nèi)的成分的蒸氣壓力直接取決于冷點溫度，由于“冷點”引起的蒸氣壓力的下降使得在放電腔內(nèi)參與電弧放電的金屬鹵化鹽以及由此可用于發(fā)出輻射的金屬鹵化鹽的量減少了。因此，通過降低在放電腔冷點位置的熱損失率從而消除這種冷點或至少有效地提高放電腔冷點的溫度，以便通過僅使用具有平滑形狀的不重疊的壁結(jié)構(gòu)的放電腔避免了壁結(jié)構(gòu)材料的較大的局部容積密度的部分，這樣增加了燈功效。
此外，每一圓形的端部結(jié)構(gòu)22a和22b必須在其中容納電極或者由此以這樣一種方式使得在工作中在電極內(nèi)產(chǎn)生的熱不損壞這些端部結(jié)構(gòu)。避免這種損壞需要該圓形殼結(jié)構(gòu)端部22a和22b低于1250℃。因為電極33a和33b通常在大約2300-2500℃的溫度下工作，其端部進一步進入放電腔20的該封閉空間中，所以該端部結(jié)構(gòu)壁溫度要求必須使得將電極33a和33b的內(nèi)端至少保持為離開相應(yīng)一個圓形殼結(jié)構(gòu)端部22a和22b的壁某一最小距離，即使是在通常定位在其中的情況下。這種分開距離小于1毫米可導(dǎo)致壁溫度超出允許范圍，這使得放電腔20殼結(jié)構(gòu)壁破裂。因此，必須保持大約為1毫米或更大的實際最小分開距離，這又使得對于端部22a和22b的半球半徑Rh＞1mm有限制，其提供放電腔20和燈10的可接受的長壽命。在實施例中，陶瓷放電腔20的相對端部22a和22b中的每一個端部的內(nèi)表面與該對電極33a和33b中的相應(yīng)一個電極的端部分開大于1毫米。所希望的是，陶瓷放電腔20的相對端部22a和22b中的每一個端部的內(nèi)表面與該對電極33a和33b中的相應(yīng)一個電極的端部分開大于1毫米并不大于3Rh(在該示例中為6毫米或更小)。
圖3示出了使用平滑圓形的半球形端部殼結(jié)構(gòu)與使用錐形或平盤放電腔端部的比較，其中示出了使用平滑圓形的半球形端部殼結(jié)構(gòu)所實現(xiàn)的燈功效的改善。該圖表中所示的放電腔均使用了電極分開距離Le與中央主體部分放電腔結(jié)構(gòu)內(nèi)表面直徑2R相比的所選擇的相同比率，該所選擇的比率的范圍為4.5-4.8。相應(yīng)的數(shù)據(jù)在以下的表中提供。

圖4是對于使用平滑圓形的半球形端部殼結(jié)構(gòu)的放電腔的燈功效和電極分開距離Le與中央主體部分放電腔結(jié)構(gòu)內(nèi)表面直徑2R相比的所選擇比率之間關(guān)系的圖表。從該圖表中可清晰地看出，對于Le/2R降低到低于4時，燈功效快速地下降，并且在Le/2R增加到大于5時，燈功效幾乎不增加。然而，Le/2R比率大于5的增加具有有害的作用，其中電極分開長度Le越大則需要相應(yīng)的更大電壓在外部產(chǎn)生并施加到放電腔電極之間，以便啟動電壓擊穿活性物質(zhì)之間的路徑，該活性物質(zhì)設(shè)置在放電腔中，以便由此通過產(chǎn)生電弧放電而開始發(fā)光。
與以上描述相同的構(gòu)形的燈展示出在150瓦消耗時高達140流明每瓦(LPW)的發(fā)光功效，在250瓦時高達145LPW，在后一種情況下，顯色指數(shù)(CRI)大于60，并且相關(guān)色溫(CCT)為3000-6000K。這種燈具有在放電腔中的作為可離子化物質(zhì)的金屬鹵化物，其中包括CeI3和NaI，稀土元素與鈉摩爾比率在5-20之間，有時可具有其它的金屬鹵化物，或者其替代形式為PrI3和NaI，稀土元素與鈉摩爾比率在5-20之間，有時可具有其它的金屬鹵化物。氙也可設(shè)置在放電腔內(nèi)，以便作為起動擊穿的啟動氣體，同樣可設(shè)置汞，以便提供足夠的電壓降或在電極之間的負荷。
在本發(fā)明的一個實施例中，2＜Le/2R≤5。在這種情況下，由燈發(fā)出的光接近黑體輻射。此外，可獲得穩(wěn)定的電弧放電。另外，在這種情況下，設(shè)置在陶瓷放電腔20內(nèi)的可離子化的物質(zhì)包括CeI3和NaI。由此，燈功效可進一步提高，并且可獲得低色溫。
在本發(fā)明的另一實施例中，5＜Le/2R。在這種情況下，設(shè)置在陶瓷放電腔20內(nèi)的可離子化的物質(zhì)包括PrI3和NaI。因此，燈光可認為是強烈的白光，并且可獲得高色溫。
作為示例，這種平滑壁的圓形端部結(jié)構(gòu)的燈是由多晶氧化鋁制成的具有半球狀端部結(jié)構(gòu)并且額定燈功率為250瓦的燈。放電腔封裝空間的總長度Lc為大約34毫米，電極末端分開距離Le(即設(shè)定放電電弧的距離)大約為29毫米，并且中央主體部分腔結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面直徑D(＝2R)大約為7毫米，以便Le/D＝4.1或Le/D＞2。設(shè)置在包含在放電腔內(nèi)的放電區(qū)域中的活性物質(zhì)的量為5.6mg的汞和15mg的金屬鹵化物CeI3和NaI，其中摩爾比率為1∶10.5。此外，其中作為起弧氣體設(shè)置的氙在室溫時的壓力為260mbar。當(dāng)中央主體腔結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面的縱向?qū)ΨQ軸線設(shè)置為水平時，在該燈工作時燈功效為144LPW。由該燈發(fā)出的光具有的CCT和CRI數(shù)值分別為3780K和71。
在替代實施例中，該燈具有相同材料和大致相同形狀的放電腔，其功率為250瓦，并且封裝空間的總長度Lc為大約34毫米，電極末端分開距離Le(即設(shè)定放電電弧的距離)大約為32毫米，并且中央主體部分腔結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面直徑D(＝2R)大約為7毫米，以便Le/D＝4.6或Le/D＞2。其中，設(shè)置在包含在放電腔內(nèi)的放電區(qū)域中的活性物質(zhì)的量為4.0mg的汞和15mg的金屬鹵化物CeI3和NaI，其中摩爾比率為1∶11.4。此外，其中作為起弧氣體設(shè)置的氙的壓力為260mbar。燈功效為140LPW，CCT為3150，CRI為56。
在另一替代實施例中，該燈具有相同材料和大致相同形狀的放電腔，其功率為150瓦，并且封裝空間的總長度Lc為大約27.5毫米，電極末端分開距離Le(即設(shè)定放電電弧的距離)大約為25毫米，并且中央主體部分腔結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面直徑D(＝2R)大約為5.2毫米，以便Le/D＝4.8或Le/D＞2。其中，設(shè)置在包含在放電腔內(nèi)的放電區(qū)域中的活性物質(zhì)的量為1.8mg的汞和10mg的金屬鹵化物CeI3和NaI，其中摩爾比率為1∶19.7。此外，其中作為起弧氣體設(shè)置的氙的壓力為260mbar。燈功效為140LPW，CCT為3400，CRI為64。
作為端部殼結(jié)構(gòu)22a和22b的替代，該結(jié)構(gòu)進行倒圓以具有符合半球形狀的內(nèi)和外表面，使得通過包括中央主體部分腔結(jié)構(gòu)25的內(nèi)部表面的對稱縱軸線的任何平面和這些端部中任一端部的內(nèi)部半球型表面相交形成一個半圓，倒圓的端部還可使用其他形狀的端部殼內(nèi)部表面來形成。這樣的一種替代方式表示成圖5的由相同材料制成的平滑壁結(jié)構(gòu)的單件式整體放電腔20’，以用作所述的放電腔20，其中每個這樣的端部殼結(jié)構(gòu)22a’和22b’的內(nèi)部和外部表面是旋轉(zhuǎn)拋物面(除了管子21a和21b附近之外)。結(jié)構(gòu)22a’和22b’的開口端處的內(nèi)部表面的半徑等于圓柱形中央部分25的半徑R，或者等于結(jié)構(gòu)25的不同對稱閉合壁形狀的R±ΔR。
因此，通過包括中央主體部分腔結(jié)構(gòu)的內(nèi)部表面的對稱縱向軸線的任何平面和這些端部中的任一端部的內(nèi)部(以及具有更大截斷平面間隔的外部)拋物面表面相交形成截斷拋物面，其側(cè)部位于隔開2R的截斷平面處。因此，這種相交平面內(nèi)的拋物曲線的曲率半徑有R那樣大(或者對于不同于中央主體部分殼結(jié)構(gòu)25的圓柱形的閉合壁形狀來說是R±ΔR)，但是在更靠近曲線閉合端的平滑連續(xù)曲線上的各點處(忽略管子21a和21b的交叉部)小于R(或R±ΔR)。放電腔20’去除端部殼結(jié)構(gòu)22a’和22b’的更加彎曲部分，使其進一步遠離相應(yīng)的一個電極33a和33b。
按照本發(fā)明，放電腔的相對端部的內(nèi)表面在預(yù)定的間隔長度上與放電腔的內(nèi)表面結(jié)合在一起。因此，在結(jié)合部分內(nèi)大致沒有拐角、突出部或類似物，因此使其可以防止其附近溫度的降低。因此，可以防止冷點的形成。因此，可以改善燈效率。
按照本發(fā)明，放電腔的每個相對端部的內(nèi)表面與該對電極的相應(yīng)一個電極的端部隔開大約一個毫米，因此使其可以防止放電腔的損壞。
因此，本發(fā)明特別適用于放電燈，例如高密度金屬鹵化物燈以及類似的燈。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解并方便的進行不同的其他變型而不偏離本發(fā)明的范圍和精神。因此，不打算將所附權(quán)利要求的范圍限制在這里提出的說明之內(nèi)，本發(fā)明的權(quán)利要求可以廣義地進行理解。
權(quán)利要求
1.一種金屬鹵化物燈，其包括放電腔；一對設(shè)置在該放電腔中并彼此分隔開一預(yù)定分開長度的電極；以及封裝在該放電腔中的可離子化的物質(zhì)；其中，該預(yù)定分開長度大于該放電腔在該預(yù)定分開長度上的內(nèi)徑的兩倍，該放電腔的相對端部之間的側(cè)面的長度比該內(nèi)徑更長，該放電腔的所述相對端部的內(nèi)表面在該預(yù)定分開長度上與該放電腔的內(nèi)表面平滑地連接，沿該放電腔的所述每一相對端部的該內(nèi)表面的曲率半徑等于或小于該內(nèi)徑，以及該放電腔的所述每一相對端部的該內(nèi)表面與該成對的電極的相應(yīng)一個電極的端部分開大于一個毫米。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬鹵化物燈，其特征在于，該放電腔由包含多晶氧化鋁的壁形成。
3.如權(quán)利要求1所述的金屬鹵化物燈，其特征在于，該預(yù)定分開長度比該內(nèi)徑的比率等于或小于5。
4.如權(quán)利要求1所述的金屬鹵化物燈，其特征在于，該預(yù)定分開長度比該內(nèi)徑的比率大于5。
5.如權(quán)利要求3所述的金屬鹵化物燈，其特征在于，該可離子化的物質(zhì)包括CeI3和NaI。
6.如權(quán)利要求4所述的金屬鹵化物燈，其特征在于，該可離子化的物質(zhì)包括PrI3和NaI。
7.如權(quán)利要求1所述的金屬鹵化物燈，其特征在于，該放電腔的所述每一相對端部的該內(nèi)表面是半球狀的。
全文摘要
一種在選擇的照明裝置中使用的金屬鹵化物燈，其包括具有所選形狀的可透光壁的放電腔，該形狀限定了所選容積的放電區(qū)域，其中包括一對端部區(qū)域壁部分，成對的電極中的相應(yīng)一個電極穿過該端部區(qū)域壁部分被支承，以便使得其內(nèi)端部定位在該放電區(qū)域中，以使它們彼此分隔開一分開長度。這些壁具有作為在端壁部分之間的側(cè)面的部分，以便分開長度與有效工作內(nèi)徑的比率大于2。端壁部分與該電極的內(nèi)端部分隔開大于一毫米。該放電腔可由多晶氧化鋁構(gòu)造成。
文檔編號H01J61/12GK1585083SQ20041006200
公開日2005年2月23日 申請日期2004年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月26日
發(fā)明者N·布拉特斯, 阿南真一, 諸惠林, S·M·蘭布雷奇特斯, J·馬亞 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社