專利名稱：高壓放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明從一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的高壓放電燈出發(fā)。在此涉及具有至少1600W的高功率的、具有兩側(cè)擠壓部的金屬鹵化物燈。本發(fā)明此外還涉及一種相關(guān)的照明裝置。
背景技術(shù)：
從EP 391 283和EP 451 647中公開了這樣的燈。這些燈原則上適于水平和垂直地布置在反射器中。
從DE-A 38 29 156中公開了按照前序部分的燈，該燈推薦1.5-4的相對(duì)高的溴/碘比。因此電極桿的1.5-2mm的相對(duì)大的直徑是必要的，因?yàn)殇鍙?qiáng)烈侵蝕桿。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的高壓放電燈，在該高壓放電燈的情況下使用壽命滿足高的要求，尤其是在該高壓放電燈的情況下盡最大可能地排除放電管隨著使用壽命在透明度方面的降低。
該任務(wù)通過權(quán)利要求1的表征特征來解決。在從屬權(quán)利要求中可找到特別有利的擴(kuò)展方案。
具體介紹一種在照明裝置中不僅適合于水平運(yùn)行而且適合于垂直運(yùn)行的放電燈。該高壓放電燈作為特征具有作為唯一的燈泡的縱向拉長的放電管，該放電管限定軸向的對(duì)稱軸，并且該放電管在兩側(cè)通過密封件、例如通過擠壓或熔融來封閉，并且該放電管包圍放電體積，其中兩個(gè)電極在所述軸上相對(duì)布置，并且該放電管含有由汞、惰性氣體和金屬鹵化物組成的可電離的填充物，以及含有通過薄膜與電極相連接并且在放電管的末端處伸出的供電引線，其中該燈消耗至少1600W的功率。桿被構(gòu)造為具有0.5-1.15mm的直徑的銷釘。同時(shí)，鹵化物的鹵素由組成部分碘以及也許溴組成，其中只使用碘，或共同使用溴和碘，其中溴/碘原子比最大為2。該溴/碘原子比優(yōu)選地最大僅為1.45。
為了改善熱預(yù)算(Haushalt)，與電極相鄰的密封件的至少一部分、在大多數(shù)情況下擠壓部優(yōu)選地配備有反射涂層。該涂層是金屬或非金屬層，尤其是由氧化鋯制成的層。該涂層從擠壓棱邊向薄膜方向延伸至少2mm，尤其是至少超過被引入到擠壓部中的桿的整個(gè)長度。當(dāng)燈近乎垂直地、即以相對(duì)于垂直線最大45°的偏差被裝入反射器中時(shí)，則該涂層在一側(cè)被涂覆。在以相對(duì)于水平線小于45°的偏差近乎水平地裝入時(shí)，該涂層在兩側(cè)被安置在兩個(gè)擠壓部上。
為了進(jìn)一步改善熱預(yù)算，兩個(gè)密封件的一部分可以是無光澤的，如本身已知的那樣。在此，無光澤層(Mattierung)優(yōu)選地是通過噴砂或腐蝕來打毛的層。
尤其是Hg的金屬鹵化物以及由元素Cs和像Dy或Tm或Ho那樣的稀土金屬構(gòu)成的組的金屬鹵化物適合作為填充物的組成部分，因?yàn)榭梢岳眠@些金屬鹵化物良好地調(diào)定至少3300K、優(yōu)選地至少3800K的色溫。按照所希望的色溫，向另外的金屬鹵化物添加作為鹵化物的鈉和/或錳是有利的。此外，為了改善色彩再現(xiàn)指數(shù)，還可以采用鉈鹵化物、尤其是鉈碘化物。
通過放電管(2)是唯一的燈泡來特別緊湊地構(gòu)造高壓放電燈。
高壓放電燈的特征在于使用具有桿和頭部的電極，在這些電極中桿具有最大1.15mm的直徑。這樣細(xì)的桿迄今未曾被用于這樣的燈，因?yàn)樘畛湮锲窈邢鄬?duì)多的用于最佳鹵素循環(huán)的溴，溴有針對(duì)性地侵蝕桿。但是已經(jīng)證實(shí)，對(duì)于不超過6000K的相對(duì)低的色溫來說，可以完全背離迄今的學(xué)說更好地采用溴相對(duì)少的填充物，其中在這里可以采用直至最大2的原子比的溴/碘混合物作為鹵化物。當(dāng)以在3300和4800K之間的色溫來力求具有光顏色中性白的低色溫時(shí)，溴少的填充物則尤其是有利的，其中在這里優(yōu)選單獨(dú)將碘或?qū)⒅敝磷畲?.45的原子比的溴/碘混合物作為鹵化物。在按照前序部分的燈的情況下，迄今根本不能實(shí)現(xiàn)這樣低的色溫。這樣少的溴只使桿受到少量的負(fù)擔(dān)。典型地在低功率(典型1600W功率)時(shí)采用純碘，直至在較高功率(典型2000W)時(shí)1.0±0.2左右的Br/J比。所述的功率涉及標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行。
因此細(xì)的桿是特別重要的，因?yàn)樗鼈冊(cè)跓舻恼９ぷ髦猩婕瓣P(guān)鍵的位置。銷釘狀的桿被熔融在石英玻璃中，并且在那里處于高的熱負(fù)荷以及強(qiáng)大的應(yīng)力之下。石英玻璃并不附著在銷釘上，而是不可避免地在銷釘和石英玻璃之間形成毛細(xì)管。填充物的一部分凝結(jié)在毛細(xì)管中，該部分形成填充物的死體積。該效應(yīng)導(dǎo)致這種燈的迄今所遵循的不利的維護(hù)，然而這種維護(hù)曾顯得是不可避免的。背離迄今的技術(shù)，現(xiàn)在表明，在仔細(xì)選擇溴的份額時(shí)細(xì)的銷釘不僅是足夠穩(wěn)定的，以致典型地10-20A的電流負(fù)荷也不是問題，而且擁有明顯更小的與此相關(guān)聯(lián)的死體積的巨大優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)殇N釘越細(xì)，在密封件中圍繞該銷釘形成的死體積就越狹窄。除此之外，細(xì)的銷釘改善在電極范圍內(nèi)的蓄熱。尤其是在垂直運(yùn)行時(shí)也可以僅配備一個(gè)具有細(xì)桿的電極，而另外的電極擁有具有典型地1.5mm的直徑的常規(guī)的粗桿。除此之外，細(xì)桿允許在薄膜和放電體積之間設(shè)置相對(duì)長的間距，該間距減小爆炸危險(xiǎn)并降低薄膜的熱負(fù)荷。爆炸危險(xiǎn)基于薄膜在石英玻璃中的應(yīng)力集中。較長的間距只是不顯著地放大死體積，使得該死體積總是還大大低于如迄今所采用的粗的銷釘?shù)闹怠臄D壓棱邊直至薄膜的開始為止來計(jì)算，石英玻璃中的銷釘?shù)牡湫偷妮S向長度現(xiàn)在是5-7mm，而以前采用最大4mm的值。就穩(wěn)定性和死體積而言桿的直徑的最佳值大約為0.9-1.1mm。桿例如由通常的材料鎢來制造。
這樣的燈可以以適度的循環(huán)過程來運(yùn)行，這導(dǎo)致卓越的維護(hù)。這些燈不僅達(dá)到2500-6000小時(shí)并且典型地4500小時(shí)數(shù)量級(jí)的非常長的使用壽命，而且也實(shí)現(xiàn)光技術(shù)特性的卓越的穩(wěn)定性。該穩(wěn)定性在1500小時(shí)的情況下位于至少90％的數(shù)量級(jí)。
在同時(shí)良好的至少Ra＝85的色彩再現(xiàn)的情況下，填充物允許至少90Im/W的高的發(fā)光效率。因此，與高的使用壽命相結(jié)合，這種燈理想地適用于一般照明的目的。
即使在緊湊的照明裝置中的特別關(guān)鍵的垂直運(yùn)行的情況下，本發(fā)明的燈也達(dá)到至少2500小時(shí)的使用壽命，使用壽命在所有的情況下至少為4000小時(shí)。垂直運(yùn)行能夠?qū)崿F(xiàn)特別高的照明裝置效率。
光顏色中性白適合于室內(nèi)的或晨昏時(shí)的應(yīng)用，中性白豪華版(neutralweiss de luxe，NDL)以大約4100-4400K的色溫并以至少85的Ra很好地適合于對(duì)色彩再現(xiàn)的最高要求。
本發(fā)明的燈也適用于例如具有鏡面投射器系統(tǒng)的、要求高光電流的間接照明。
光激活的金屬鹵化物填充物常常含有作為組成部分的微小份額的鈉和/或錳。因此可以達(dá)到高的發(fā)光效率以及所希望的色彩分量。相反地，盡管放電管大多由石英玻璃制成，但高的鈉份額導(dǎo)致放電管的加強(qiáng)的腐蝕。因此除了其它的組成部分鉈、銫和像Dy、Ho或Tm那樣的通常的稀土金屬之外Na的份額被選擇為盡可能相對(duì)小，并且尤其是用錳來完全或部分地代替鈉。
在更確切地說小瓦數(shù)的、尤其是大約1600W的燈的情況下，優(yōu)選地可以在放電管的末端(僅僅相當(dāng)短地，典型地2mm)上涂覆反射層。這首先適用于具有4000-4800K的色溫的中性白填充物?？傊虼颂岣呃涔恻c(diǎn)的溫度，但是也提高薄膜末端溫度和壁負(fù)荷，使得它們達(dá)到最佳的值。最佳的薄膜末端溫度位于350-390℃。薄膜末端溫度例如可以有針對(duì)性地通過薄膜與放電體積的間距和薄膜的長度來調(diào)節(jié)。在更高的溫度下即將發(fā)生導(dǎo)致使用壽命縮短的過早腐蝕。壁負(fù)荷最佳地為大約60-75W/cm2的值。
在更確切地說高瓦數(shù)的、尤其是1800-2500W以及更大的燈的情況下，優(yōu)選地采用具有少量份額的Na或甚至沒有Na份額的填充物。此外，在這里推薦反射層的較大的長度。該反射層應(yīng)從擠壓棱邊出發(fā)至少包括直至薄膜的桿，并且尤其是至少還包括薄膜的焊接有桿的部分。優(yōu)選地該反射層還延伸超出若于毫米。
由于這些燈受到明顯較強(qiáng)的熱負(fù)荷，在這里擠壓部的此外的無光澤層是值得推薦的。因此實(shí)現(xiàn)即使在狹窄的照明裝置中也將薄膜末端的溫度限制為最大350-390℃。
薄膜末端處的溫度是特別關(guān)鍵的。因此，無光澤層應(yīng)包括外部的薄膜末端的范圍。該無光澤層有利地延伸直至擠壓部的末端。向內(nèi)朝著放電的方向，該無光澤層可以至少延伸直至薄膜的中心，可能還明顯超出，例如直至薄膜的內(nèi)部末端。
對(duì)于特別緊湊的照明裝置來說，電極尖端之間的典型的間距為25-35mm，但是直至100mm或更大的間距也是可能的。最小的間距為20mm。


下面將借助多個(gè)實(shí)施例來更詳細(xì)地闡述本發(fā)明。
圖1以側(cè)視圖示出金屬鹵化物燈；圖2和3分別示出金屬鹵化物燈的另一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
在圖1中示意性地示出了長度為大約190mm的、沒有外燈泡的1600W高壓放電燈1，如例如在US-PS 5 142 195中更詳細(xì)描述的那樣。該高壓放電燈被規(guī)定用于反射器中，其中相對(duì)于反射器軸在軸向上布置該高壓放電燈。
由石英玻璃制成的放電管2限定縱軸X，并且被實(shí)施為鼓形體3，該鼓形體3的母線(Erzeugende)為圓弧。放電體積大約為20cm3。具有作為頭部的被推進(jìn)的螺旋形燈絲7的棒狀鎢電極6被軸向定位在放電管的兩個(gè)末端處的擠壓部(Quetschung)5中。電極6被固定在擠壓部5中的薄膜8上，外部的供電引線9連接在這些薄膜8上。在擠壓部5的遠(yuǎn)離放電的末端20處，利用(未示出的)粘合劑來固定陶瓷管座11。放電管2含有由作為起動(dòng)氣體的惰性氣體、汞以及金屬鹵化物組成的填充物。HgBr2和HgJ2以及光激活的填充物NaJ、CsJ、TiJ和DyJ3以及TmJ3被用作金屬鹵化物。Br/J比為大約0.2。使燈水平地運(yùn)行。起動(dòng)氣體的冷充氣壓力為最高1巴。
在該實(shí)施例中，通過填充物來實(shí)現(xiàn)具有4000K的典型色溫的光顏色中性白。電極的桿6的典型直徑為1.0mm。在2000小時(shí)的使用時(shí)間之后，點(diǎn)火電壓的升高僅僅為4％，并且光電流的維護(hù)為10％。
在垂直運(yùn)行的2000W燈(圖2)的情況下，HgBr2以及光激活的填充物NaJ、CsJ、TiJ和DyJ3以及TmJ3適合用作金屬鹵化物。Br/J比為大約0.9。
典型的填充物為CsJ0.05-0.3μmol/cm3；DyJ30.2-0.8μmol/cm3；NaJ0-1.4μmol/cm3；MnJ20-2.4μmol/cm3；TiJ0.05-0.7μmol/cm3；TmJ30.2-0.8μmol/cm3；HgJ20-1.5μmol/cm3；
HgBr20-3μmol/cm3。
在下面的擠壓部3a上的相對(duì)薄的涂層9降低由此引起的壁負(fù)荷。最高75W/cm2的壁負(fù)荷的值是所希望的。65-70W/cm2的壁負(fù)荷提供良好的結(jié)果。此外，還通過以下方式提高蓄熱效應(yīng)，即分別在軸向長度上來看，加長桿23并縮短薄膜8。于是，桿在擠壓部中的埋入至少為6mm。涂層9大致在薄膜上從擠壓邊緣延伸至桿的末端。用參考數(shù)字30和29來表示涂層的末端。此外，無光澤層12被涂敷在兩個(gè)桿3a和3b上，并且不僅在上面的擠壓部中而且在下面的擠壓部中大致從擠壓部的外部末端20延伸至薄膜長度的60％。無光澤層的內(nèi)部末端用31表示。
在圖3中展示了另一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例涉及用于水平點(diǎn)火位置的2000W金屬鹵化物燈40，該金屬鹵化物燈40此外與圖2中所說明的類似。它適用于3500-4800K的中性白的光顏色。均勻的溫度分布允許將細(xì)的銷釘41用作桿(0.5-1.15mm直徑)，這些銷釘41在擠壓時(shí)可以被更緊密地埋入石英玻璃中，并且減小包圍作為死區(qū)的這些銷釘?shù)拿?xì)管的體積。這樣細(xì)的桿41必須尤其是如上所示出的那樣通過溴/碘比的仔細(xì)的選擇而與鹵化物循環(huán)過程的設(shè)計(jì)相容。這樣的細(xì)的桿此外限制散熱，使得在此位置上形成防止產(chǎn)生金屬鹵化物池(Sumpf)的附加的蓄熱。由此實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)具有小的軸向長度的擠壓部43上的對(duì)稱的反射器涂層42，該長度避免遮蔽。在兩個(gè)擠壓部43上的狹窄的涂層42將由此引起的壁負(fù)荷降低到大約60W/cm2。此外還通過以下方式提高蓄熱效應(yīng)，即分別在軸向長度上來看，加長桿41并縮短薄膜44。桿在擠壓部中的埋入大約為12mm。涂層42在薄膜上從擠壓棱邊42a延伸直至超出桿的末端2mm，該外部末端用42b來表示。涂層的末端用參考數(shù)字30和29來表示。無光澤層45在兩個(gè)擠壓部上大致從擠壓部的外部末端46延伸直至薄膜的長度的60％。無光澤層的內(nèi)部末端用47來表示。它稍微與涂層的外部末端重疊。
HgBr2以及光激活的填充物MnJ2、CsJ、TiJ和DyJ3以及TmJ3被用作金屬鹵化物。Br/J比為大約1.1。
權(quán)利要求
1.具有作為唯一的燈泡的、縱向拉長的放電管(2)的高壓放電燈，該放電管限定軸向的對(duì)稱軸，并且該放電管在兩側(cè)通過密封件來封閉并包圍放電體積，其中兩個(gè)電板(6)在所述軸上相對(duì)布置，這兩個(gè)電極的桿連接在薄膜上，并且該放電管含有由汞、惰性氣體和金屬鹵化物組成的可電離的填充物，以及具有通過薄膜與電極相連接并且在該放電管的末端處伸出的供電引線，其中所述燈消耗至少600W的功率，其特征在于，所述桿被構(gòu)造為具有0.5-1.15mm的直徑的銷釘，并且鹵化物的鹵素由組成部分碘以及也許溴組成，其中只使用碘或共同使用溴和碘，其中溴/碘原子比最大為2。
2.按權(quán)利要求1的高壓放電燈，其特征在于，所述密封件的至少一部分配備有反射涂層，其中該部分與電極相鄰。
3.按權(quán)利要求2的高壓放電燈，其特征在于，所述涂層是金屬或非金屬層，尤其是由氧化鋯制成的層。
4.按權(quán)利要求1的高壓放電燈，其特征在于，兩個(gè)密封件的一部分分別是無光澤的。
5.按權(quán)利要求1的高壓放電燈，其特征在于，所述填充物至少含有汞的金屬鹵化物和由元素Cs和稀土金屬組成的組的金屬鹵化物。
6.按權(quán)利要求5的高壓放電燈，其特征在于，所述填充物附加地含有鈉和/或錳的金屬鹵化物。
7.按權(quán)利要求5的高壓放電燈，其特征在于，所述稀土金屬從組Dy、Ho、Tm中選擇。
8.按權(quán)利要求1的高壓放電燈，其特征在于，所述電極擁有具有0.9-1.1mm的直徑的桿。
9.按權(quán)利要求1的高壓放電燈，其特征在于，電極桿具有軸向長度，在該軸向長度上所述電極桿埋入石英玻璃中至少5mm、有利地6mm。
10.按權(quán)利要求1的高壓放電燈，其特征在于，所述燈的色溫至少為3300K，尤其是3800-4800K。
11.按權(quán)利要求1的高壓放電燈，其特征在于，最大的溴/碘比為1.45，并且尤其是位于0.8-1.2的范圍內(nèi)。
12.按權(quán)利要求5的高壓放電燈，其特征在于，所述填充物附加地含有鉈的金屬鹵化物。
全文摘要
具有軸向?qū)ΨQ軸和金屬鹵化物填充物的高壓放電燈擁有具有桿的電極，這些桿被構(gòu)造為具有0.5－1.15mm的直徑的銷釘。鹵化物的鹵素由組成部分碘以及也許溴組成，其中只使用碘或共同使用溴和碘，其中溴/碘原子比最大為2。
文檔編號(hào)H01J61/36GK1943005SQ200580011340
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月16日
發(fā)明者M·布林克霍夫, H·-J·凱克, R·克林格 申請(qǐng)人:電燈專利信托有限公司