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JP2003532996A - 高圧放電ランプ - Google Patents

高圧放電ランプ

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JP2003532996A
JP2003532996A JP2001582815A JP2001582815A JP2003532996A JP 2003532996 A JP2003532996 A JP 2003532996A JP 2001582815 A JP2001582815 A JP 2001582815A JP 2001582815 A JP2001582815 A JP 2001582815A JP 2003532996 A JP2003532996 A JP 2003532996A
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JP
Japan
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lamp
emitter
coil
high pressure
outer coil
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Withdrawn
Application number
JP2001582815A
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English (en)
Inventor
セオドルス ピー シー エム ヴォス
キャサリナ ジェイ エム ダエメン
フランシス ジェイ シー ヴァンディック
エスベルド ヘンドリック エイ ヴァン
ヨハネス ジェイ エフ ガイテンビーク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Electronics NV
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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    • H01J61/06Main electrodes
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Abstract

(57)【要約】 本発明の高圧放電ランプは、気密に閉じられている光透過ランプ容器(1)中に一対の電極(2)を持つ。前記電極(2)は、該電極(2)のバスケット(6)の空隙(12)中にゆるく保持される、好ましくは内部の二重コイル(14)という形態でエミッタを有する。この内コイル(14)は、非酸化物エミッタとして働く。前記ランプは、該ランプの寿命の間を通して初期の光出力を高度に保つ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気密に放電空間を囲む光透過ランプ容器を有する高圧放電ランプで
あり、イオン化可能充填物、及び非酸化物エミッタ(non-oxidic emitter)を備え
る一対の電極が、前記放電空間内にあり、前記一対の電極の各電極が、前記放電
空間から前記ランプ容器を介して外部へ出る電流導体に接続され、各電極が、外
コイルを有する高圧放電ランプに関する。
【0002】
【従来の技術】
斯様なランプは特開平3-4441から既知である。この既知のランプの電極は電極
棒(electrode rod)を有し、電極棒上の周囲には内コイルが直に巻回されている
。外コイルは、電極棒の周囲の内コイル上に巻回されている。斯くして、内コイ
ルは電極棒と外コイルとの間に収容される。ランプの始動はこの電極構成により
容易にされる。外コイルは内コイルによって電極棒から比較的よく熱絶縁される
ことから、ランプの点火の間のグローフェーズにおいて電極により生成される熱
は、外コイルからほとんど逃げられない。点火フェーズの間、外コイルは、タン
グステンの熱電子放出が起こる、即ち外コイルが非酸化物エミッタとして働く温
度まで加熱される。電極材料の蒸着及び/又はスパッタを招く電極に対する始動
ダメージ(starting damage)は点火フェーズの間に生じることが一般に知られて
いる。前記ランプの不利な点は、電極からのスパッタ/蒸着される材料が、光透
過ランプ容器上に堆積され、ランプ容器の黒化(blackening)の増大を招き、その
結果、光の損失を招くことにある。外コイルによって到達される温度は、比較的
多量(large mass)の外コイル、並びに外コイルと内コイルとの間及び内コイルと
電極棒との間の比較的強い物理的接触のため、依然として比較的低い。熱電子放
出は温度の低下に伴って減少するので、外コイルの熱電子放出もまた比較的少な
い。結果として、前記ランプは、点火動作(ignition behavior)が比較的悪いと
いう付加的な不利な点を免れない。
【0003】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、上記の不利な点が抑制される冒頭の段落に記載のタイプのラ
ンプを提供することにある。
【0004】 本発明により、外コイルは、非酸化物エミッタが保持される空隙を囲み、前記
非酸化物エミッタは、前記外コイルとの物理的接触が実質的にないことを特徴と
するランプにおいてこの目的は達成される。好ましくは、前記非酸化物エミッタ
は、金属物(metal object)、例えば、高温、例えば2700K以上の温度において熱
電子放出をするタングステンのワイヤであろう。点火フェーズの間に前記外コイ
ルが高温に達する既知のランプとは反対に、本発明のランプにおける前記外コイ
ルは、前記非酸化物エミッタが前記熱電子放出が起こる高温に達する間、比較的
冷たいままであることが分った。前記点火フェーズの間の前記外コイルの比較的
低い温度は、いかなる材料も前記外コイルから前記ランプ容器上へほとんどスパ
ッタ及び/又は蒸着されないという効果を持つ。前記エミッタの高温は、比較的
多量の前記外コイルと比較して前記エミッタの量が比較的少なく、前記エミッタ
が熱絶縁されるように前記外コイルの内側の前記空隙中に保持されるためである
。前記エミッタは、前記外コイルとの物理的接触が実質的になく、例えば前記外
コイルに一点でしか付着していないことで、前記エミッタの熱絶縁トラッピング
(heat-insulated trapping)が達成される。前記エミッタからのスパッタ及び/
又は蒸着される材料は、前記光透過ランプ容器が前記外コイルによって該エミッ
タから保護されていることから、該光透過ランプ容器に到達し得ない。それ故、
本発明のランプにおいては、その代わりとして前記スパッタ及び/又は蒸着され
る材料が前記外コイル上に堆積される。それにより、前記ランプ容器の黒化は低
減され、本発明のランプは改善された保守(maintenance)を持つ。前記点火フェ
ーズの間の前記非酸化物エミッタの熱電子放出は非常に良好であることが分った
。それ故、別個に供給される酸化物エミッタ、例えばトリウム化合物又はバリウ
ム化合物は不必要であることが分った。前記非酸化物エミッタは、塩の充填物と
のエミッタの反応のリスクが低減され、且つ前記非酸化物エミッタは比較的安価
であるという酸化物エミッタを上回る利点を持つ。この電極構成の良好な熱電子
放出は、おそらく前記外コイルからの前記エミッタの優れた熱絶縁のためであり
、前記エミッタが比較的高い温度に達することを可能にする。従って、本発明の
ランプは良好な保守を持つだけでなく、良好な点火動作も持つ。前記ランプの安
定動作の間、アークは外コイルに付着し、その場合に、前記エミッタは比較的冷
たい。前記外コイルは比較的多量であり、熱伝導が良好であることにより、前記
アークの付着によって生成される熱は、比較的よく前記ランプ容器へ追い出され
、前記外コイルは、通常動作の間にも比較的冷たいままであろう。
【0005】 前記高圧放電ランプの実施例において、非酸化物エミッタは内コイルである。
前記コイルの形状は、前記内コイルがより高い温度に達することを可能にし、斯
くして、改善された熱電子放出を可能にすることが分った。
【0006】 前記高圧放電ランプの更に他の実施例において、外コイルの半径Rを備える巻
回(turns)によって形成される空隙は、該空隙を形成する巻回の半径Rより小さい
半径rを備える曲率(curvature)を持つ座巻(end turn)を持つ。前記座巻は蓋とし
て働き、それにより、エミッタからの光透過ランプ容器の保護を改善する。結果
として、前記エミッタからのスパッタ/蒸着される材料が前記ランプ容器上に堆
積する可能性は更に低減され、前記ランプの保守は更に向上される。
【0007】 前記高圧放電ランプの他の実施例において、エミッタは空隙中にゆるく保持さ
れる。ゆるく保持された前記エミッタは、外コイルからの該エミッタの熱絶縁を
高めることが分った。この熱絶縁の向上は、点火フェーズの間の前記エミッタの
より高い温度を導き、それ故、電極の熱電子放出の増大を導く。結果として、前
記ランプの始動動作は更に一層改善される。更なる前記エミッタの温度における
上昇及びその結果としての前記電極の熱電子放出の増大は、該エミッタが二重コ
イル(coiled-coil)形状を持つランプで得られる。
【0008】 電極は、電極棒を有していても良く、端部を持つ外コイルが、該外コイルの端
部で前記電極棒上に巻回される。斯くして、前記外コイルは前記電極棒を介して
電流導体に接続される。前記電極、即ち、前記外コイルと、前記電極棒と、しば
しばエミッタとは、高い融点を持つ金属で作られ、例えば、前記電極は、タング
ステン、モリブデン、ニオブ、若しくはレニウム、又はこれらの金属の混合物で
作られ得る。前記金属は、多量のドープ(dope)により、例えば酸化イットリウム
又は酸化ランタンを数パーセントまで含み得る。前記電極の前記外コイル、前記
電極棒及び前記エミッタの金属は、該金属の結晶成長を制御する通常のドープ剤
(dopant)及び添加剤(additive)を持ち得る。タングステンに対しては、例えば該
タングステンの重量で合計0.01%までのカリウム、アルミニウム及びシリコンと
いった添加剤が適当である。高圧メタルハライド放電ランプのタイプに依存して
前記電極は、例えばカップ状、又は開口されている(open)若しくは閉じられたバ
スケット状といった種々の大きさ及び形状を持ち得る。
【0009】 電極は、例えばランプ容器中に互いに向かい合って又は隣り合って配設され得
る。前記ランプ容器は、高いSiO2含有率を持つガラス、例えば石英ガラス、即ち
重量で少なくとも95%のSiO2含有率を持つガラスで作られ得る。他の例において
は、前記ランプ容器が、例えば多結晶の酸化アルミニウム又はサファイアなどの
結晶材料(crystalline material)で作られ得る。前記ランプ容器は、所望であれ
ば、密閉した外部エンベロープ中に収容されても良い。
【0010】 放電ランプ用カップ状電極は米国特許US-5880558から既知である。前記電極は
、当該内コイルが前記カップの内壁に対してしっかりと配設されることで、該カ
ップの内壁との密接な(intimate)物理的接触を持つ内コイルを持つ。前記内コイ
ルの巻き線間の空隙、及び前記内コイルと前記カップの内壁との間の間隙は、酸
化物エミッタ、即ちチタン酸バリウム(barium titanate)、ジルコン酸バリウム(
barium zirconate)、セリウム酸バリウム(barium cerate)及びハフニウム酸バリ
ウム(barium hafnate)などのバリウム化合物を充填される。
【0011】 本発明のランプの実施例を図面で説明する。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1において、高圧メタルハライド放電ランプは、放電空間8を気密に囲む、
図1においては石英ガラスで作られている光透過ランプ容器1を具備する。ラン
プ容器は、希ガス及びハロゲン化金属を備えるイオン化可能充填物を収容する。
タングステン電極2は、ランプ容器中に配設され、且つランプ容器を介して外部
に出る、図1においてはモリブデンで作られている電流導体3に接続される。電
極2は、各々電極棒7及びバスケット6を有する。図示されているランプは、口
金5を支える石英ガラスの外部エンベロープ4を持つ。
【0013】 図2は、電極2うちの1つを示しており、電極2は、電極棒7に付着される外
コイル10を持つ。半径Rを持つ外コイル10の複数の巻回11は、バスケット
6を形成する。バスケット6は空隙12を囲む。電極棒7は空隙12中に延在し
ない。外コイル10は、空隙12に対する蓋として働く、小さな半径rの曲率を
備える座巻13を持ち、内コイル14は、座巻13によって空隙12中に保持さ
れる。二重コイル形状を持つ内コイル14は、内コイル14が空隙12中にゆる
く保持されていることで、外コイル10との物理的接触が実質的にない。
【0014】 図1に示されているランプは400Wの電力を消費する。各ランプは、希ガスとし
ての50mgのネオン、43mgの水銀、及びイオン化可能充填物としてのヨウ化ナトリ
ウム(sodium iodide)とヨウ化タリウム(thallium iodide)とヨウ化インジウム(i
ndium iodide)との34mgの塩の混合物を有した。ランプは、表1に挙げられてい
る電極から選択した電極を有した。本発明によるランプと、基準ランプとして用
いられる、酸化物エミッタとしてThO2ペレットを持つランプとを3500時間動作さ
せ、それらのランプのグロー時間及び光束を、それらのランプの光束維持(maint
.)と同様に測定した。表1において幾つかの特性を示す。単一コイルは、240μm
の直径を持つタングステンのワイヤで作られ、このコイルは約2.83mmの長さ及び
約1.65mmの幅を持つ。二重コイルは、66μmの直径を持つ二度巻回された(twice
wound)タングステンのワイヤであり、前記コイルは約2.4mmの長さ及び約1.8mmの
幅を持つ。
【表1】
【0015】 本発明によるランプが、エミッタとして酸化トリウムを備える電極を持つ基準
ランプの光束の出力、維持及びグロー時間に匹敵する光束の出力、維持及びグロ
ー時間を示すことは表1から明らかである。タングステンのバスケット中に二重
コイルを備える本発明のランプは、実際的に基準ランプと同様に高い初期光束出
力、基準ランプと同様に良好な光束維持、及び基準ランプと同様に短いグロー時
間を持つ。エミッタが省かれる場合に、空のバスケット電極は、点火フェーズの
間のグロー時間が著しく長くなるという影響を与える。長いグロー時間は、電極
材料のスパッタ及び/又は蒸着を増大させ、このことは、結果としてランプの保
守に悪影響を及ぼす。空のバスケット電極を備えるランプの保守の悪さは表1か
ら明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】高圧放電ランプの側面図である。
【図2】図1のランプの電極の1つの詳細な図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダエメン キャサリナ ジェイ エム オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン 6 (72)発明者 ヴァンディック フランシス ジェイ シ ー オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン 6 (72)発明者 ヴァン エスベルド ヘンドリック エイ オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン 6 (72)発明者 ガイテンビーク ヨハネス ジェイ エフ オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン 6 Fターム(参考) 5C015 JJ02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】気密に放電空間を囲む光透過ランプ容器を有する高圧放電ラン
    プであり、イオン化可能充填物、及び非酸化物エミッタを備える一対の電極が、
    前記放電空間内にあり、前記一対の電極の各電極が、前記放電空間から前記ラン
    プ容器を介して外部へ出る電流導体に接続され、各電極が、外コイルを有する高
    圧放電ランプであって、前記外コイルは、前記非酸化物エミッタが保持される空
    隙を囲み、前記非酸化物エミッタは、前記外コイルとの物理的接触が実質的にな
    いことを特徴とする高圧放電ランプ。
  2. 【請求項2】前記非酸化物エミッタは、コイルであることを特徴とする請求
    項1に記載の高圧放電ランプ。
  3. 【請求項3】内部の前記コイルは、二重コイル形状を持つことを特徴とする
    請求項2に記載の高圧放電ランプ。
  4. 【請求項4】前記外コイルの半径Rを備える巻回によって形成される前記空
    隙は、該空隙を形成する巻回の半径Rより小さい半径rを備える曲率を持つ座巻を
    持つことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の高圧放電ランプ。
  5. 【請求項5】前記非酸化物エミッタは、ゆるく保持されることを特徴とする
    請求項4に記載の高圧放電ランプ。
JP2001582815A 2000-05-12 2001-04-24 高圧放電ランプ Withdrawn JP2003532996A (ja)

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EP00201708.5 2000-05-12
EP00201708 2000-05-12
PCT/EP2001/004600 WO2001086693A1 (en) 2000-05-12 2001-04-24 High-pressure, electric discharge lamp

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US (1) US6577064B2 (ja)
EP (1) EP1285458A1 (ja)
JP (1) JP2003532996A (ja)
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WO (1) WO2001086693A1 (ja)

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