CN103403838A - 陶瓷金属卤化物灯照明装置 - Google Patents

Abstract

在只点亮2根以上的多根发光管中的容易点亮的1根发光管的陶瓷金属卤化物灯照明装置中，以达成重启时间的缩短和瞬间重启的实现为目的。一种照明装置，其具有陶瓷金属卤化物灯和驱动电路，其中，所述陶瓷金属卤化物灯在1个外球内具有多根发光管，总是只点亮容易点亮的1根发光管，所述多根发光管的相互之间配置有透光性热屏蔽部件，以抑制点亮中的一方的发光管向熄灭中的另一方的发光管的热传导，所述驱动电路在重启时向所述灯施加2.5～4.5kV的脉冲电压。

Description

陶瓷金属卤化物灯照明装置

技术领域

本发明涉及陶瓷金属卤化物灯照明装置。更具体地说，涉及具有多个发光管并且总是只点亮容易点亮的1根发光管的陶瓷金属卤化物灯照明装置的重启时间的缩短或者瞬间重启的实现。

背景技术

如高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯以及陶瓷金属卤化物灯之类的高亮度放电灯（以下，称为“HID灯”）利用电极间的放电而发光。与白炽灯泡相比，由于光束大，适用于大规模空间的照明，具有高效节能的各种特征。因此，一般被广泛使用于道路、店铺、工厂等的照明，电视、电影的外景拍摄照明，机动车、火车车辆的前照灯。

在HID灯中，采用金属卤化物作为发光物质的金属卤化物灯与发出苍白色光线的高压汞灯相比，具有接近于白光（自然光）、显色性高、发光率高等优点。以往将石英发光管用作金属卤化物灯的发光管。

最近将透光陶瓷发光管用作发光管。透光陶瓷发光管与石英发光管相比，能够实现明显的长使用寿命。例如，1根能够确保24000小时的使用寿命。另外，由于陶瓷材料与密封在发光管内的金属卤化物不起反应，所以具有可以使用各种金属卤化物的优点，并且具有耐热性良好的优点。

使用了透光陶瓷发光管的金属卤化物灯被特别称为“陶瓷金属卤化物灯”。

关于缩短陶瓷金属卤化物灯的重启时间的相关现有技术文献，本发明人等知道以下的专利文献。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭49-17077号公报（公开日：1974年2月15日）“多アーク管ランプ（多电弧管灯）”（申请人：ゼネラルエレクトリックコンパニー（通用电气公司））

专利文献2：日本特开平10-12388号公报（公开日：1998年1月16日）“高圧ナトリウムランプ、高圧ナトリウムランプ点灯回路および照明装置（高压钠灯、高压钠灯点亮电路以及照明装置）”（申请人：東芝ライティング株式会社（东芝照明株式会社））

专利文献3：日本特开2006-100089号公报（公开日：2006年4月13日）“セラミックメタルハライドランプ（陶瓷金属卤化物灯）”（申请人：日立ライティング株式会社（日立照明株式会社））

发明内容

发明要解决的课题

一般情况下对灯有长寿命化的需求。为了应对长寿命化的需求，本发明人等一直在进行如下的陶瓷金属卤化物灯的研究和开发：该陶瓷金属卤化物灯在1个灯的外球内封入2根发光管并且总是只点亮容易点亮的1根发光管。例如，采用总是只点亮2根发光管中的1根发光管的灯，理论上，可以期待48000小时的长寿命化。

但是，在陶瓷金属卤化物灯中，当熄灭点亮中的发光管后再重启时，由于发光管处于高温状态，所以重启所需时间比较长，通常，需要大约15分钟以上。即使封入2根发光管，在发光管交替点亮的情况下（即，即使在熄灭点亮中的一方的发光管，重启熄灭中的另一方的发光管的情况下），也需要大约8分钟以上。由于来自相邻的点亮发光管的热传导，另一方的发光管即使处在熄灭中，也会变为一定的高温状态。

因此，缩短重启时间，在陶瓷金属卤化物灯中成为了非常重要的开发课题。

此外，在上述专利文献1～3中，不存在具有本发明特征的陶瓷金属卤化物灯的相关记载，即，升高脉冲电压，还具有抑制从发光中的发光管向相邻发光管的热传导的透光性热屏蔽部件。

用于解决课题的手段

鉴于上述问题，本发明在只点亮多根发光管中的容易点亮的1根发光管的陶瓷金属卤化物灯照明装置中，以缩短重启时间以及实现瞬间重启为目的。

本发明所涉及的陶瓷金属卤化物灯照明装置具有陶瓷金属卤化物灯和驱动电路，其中，所述陶瓷金属卤化物灯在1个外球内具有多根发光管，总是只点亮容易点亮的1根发光管，在所述多根发光管的相互之间配置有透光性热屏蔽部件，以抑制点亮中的一方的发光管向熄灭中的另一方的发光管的热传导，所述驱动电路在重启时向所述灯施加2.5～4.5kV的脉冲电压。

另外，在所述照明装置中，所述驱动电路也可以在重启时向所述灯施加3.0～4.5kV的脉冲电压。

另外，在所述照明装置中，所述透光性热屏蔽部件可以由石英玻璃构成。

另外，在所述照明装置中，所述透光性热屏蔽部件可以是板状体。

另外，在所述照明装置中，所述透光性热屏蔽部件可以是包围各个所述发光管的圆筒形部件。

另外，在所述照明装置中，所述透光性热屏蔽部件是包围各个所述发光管的部件，其中，由口径略微不同的2个试管形状的玻璃管相互组合而形成的管身可以为圆筒形，两端部可以形成为球形。

另外，在所述照明装置中，所述灯可以是输出为190W的灯。

发明效果

根据本发明，在只点亮2根以上的多根发光管中的容易点亮的1根发光管的陶瓷金属卤化物灯照明装置中，能够缩短重启时间以及实现瞬间重启。

附图说明

图1是说明当前的封入了2根发光管的陶瓷金属卤化物灯的结构的图。

图2是说明在图1所示的灯中，依次升高脉冲电压时的脉冲电压-重启时间特性的曲线图。

图3是说明在图1所示的灯中，使用透光性热屏蔽部件抑制另一方的灯的温度上升，并且依次升高脉冲电压时的脉冲电压-重启时间特性的曲线图。

图4是说明本实施方式所涉及的陶瓷金属卤化物灯的结构的图。

图5是示出图4所示的透光散热部件的其他实施方式的图。

图6是说明金属卤化物灯的电路的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明所涉及的陶瓷金属卤化物灯的实施方式。此外，图中，对于相同的要素标注相同的参照符号，省略重复的说明。

[当前的陶瓷金属卤化物灯及其重启特性]

图1是说明当前的封入了2根发光管的陶瓷金属卤化物灯10的结构的图。如图1所示，灯10在外球2的内部内封有2根发光管4-1,4-2。外球2的一个端部接合有灯头6。各发光管4-1,4-2由支架8支撑在预定位置上。

发光管4-1,4-2都是透光陶瓷制成的，发光部的最大外径为15.2mm，外表面的最短距离为10.8mm。这样，2根发光管相邻，以较近的距离排列设置。

外球2是例如硼硅玻璃等透光硬质玻璃制成的。外球2形成为具有最大口径的中央部、图中所示的下侧的顶部以及上侧的与灯头相连接的颈部的BT形。外球2具有使来自发光管4的光线直接直线透过的透明型外球、和里面呈白色的毛玻璃状而使光线以某种程度漫射透过的漫射型外球。

在本申请文件中，“启动”指点亮低温状态（即，灯的状态与通常的灯周围的外部空气温度、室温等处于相同状态）的发光管。“重启”指将点亮的灯熄灭一次，然后再次点亮未充分冷却的高温状态的发光管。此高温状态的灯例如可以举出如下情况的灯等：短时间内再次点亮熄灭后的发光管、点亮被点亮中的发光管加热的熄灭中的相邻发光管。

而且，在封入了2根发光管的陶瓷金属卤化物灯中，点亮中的发光管称为“一方的发光管”，熄灭中的发光管称为“另一方的发光管”。

在封入了2根发光管4-1,4-2的陶瓷金属卤化物灯10中，在灯熄灭后马上进行再次点亮操作的情况下、或者一方的发光管（点亮中）的寿命用尽后点亮相邻的另一方的发光管（熄灭中）的情况下，重启所需要的时间通常需要8分钟左右。

本发明人等认为来自一方的发光管的热传导导致内封在另一方的发光管中的气体的温度升高，成为无法短时间内重启的原因。另外，在以往的高压钠灯等中，由于外球内是真空状态，所以2根发光管之间的热辐射导致的热传导量非常少，但是由于当前的陶瓷金属卤化物灯的外球内充满了预定的惰性气体（典型的有氩Ar、氮N），所以热传导量大，使得短时间内的重启更难。此外，气压在20～70kPa的范围内。如果不满20kPa，则当一方的发光管泄漏时，在外球内产生放电，有可能使另一方的发光管点不亮。如果超过70kPa，则外球有可能很难密封。

[重启时间的缩短以及瞬间重启的实现]

本发明人等在第1阶段，设定的目标为将重启时间缩短为一半时间，即4分钟左右。另外，在第2阶段，设定的目标为缩短到1分钟以内。

作为第1个研究，探讨了在重启时，通过升高施加的脉冲电压来缩短重启时间以及实现瞬间重启。

图2是说明在图1所示的灯中，依次升高脉冲电压Vp时的脉冲电压-重启时间特性RS-A的曲线图。该灯的输出是190W，现在使用脉冲电压2.3kV。此外，规定了灯的耐压值作为产品规格。耐压值由灯头的耐压值、不同电位导体之间的距离等确定。在具有如图1所示的灯头的一般照明用灯（即，机动车的前照灯等特殊用途以外的灯）中，一般情况下耐压值为大约5.0kV。因此，考虑到10%的余量，使脉冲电压Vp在2.3～4.5kV之间变化，求出重启时间t。

根据图2的结果，弄清了以下事项。

（1）将脉冲电压Vp升高到3.5～4.5kV时，重启时间t大约减少到一半。

（2）脉冲电压2.3kV的重启时间是8分钟左右，但是如果使用一些手段能够使其变为4分钟左右，那么只要描绘同样的特性，就可以使重启时间t缩短到1分钟以内。

1根发光管的灯的重启时间为15分钟以上。2根发光管交替点亮的情况下的重启时间是8分钟左右。低温状态（室温）的灯的启动时间是几秒。因此，2根发光管的情况下，如果可以将熄灭中的发光管的温度上升抑制到当前的一半以下，可以期待使脉冲电压2.3kV的重启时间变为4分钟左右。

因此，作为第2个研究，探讨了抑制熄灭中的另一方的发光管的温度上升的手段。其结果，在点亮中的一方的发光管与熄灭中的另一方的发光管之间设置热屏蔽部件（也称作“散热部件”）。通过配置具有良好的散热性能的部件作为热屏蔽部件，热屏蔽部件使来自一方的发光管的热扩散，减少向另一方发光管的传导、或者阻止热集中到另一方的发光管。

此外，该热屏蔽部件由于配置在发光管之间，所以需要具有透光性。作为这种透光性热屏蔽部件的材质，例如，可以使用透明石英玻璃。但是，不限于此。

图3是示出透光性热屏蔽部件的效果的曲线图。脉冲电压-重启时间特性RS-A（用◆表示）是没有图2中说明的透光性热屏蔽部件的情况，脉冲电压-重启时间特性RS-B（用□表示）是配置了适当的透光性热屏蔽部件的情况。

在特性RS-A与特性RS-B的关系中，通过透光性热屏蔽部件的配置而导致的重启时间的缩短量用Tt表示，通过升高脉冲电压而导致的重启时间的缩短量用Tv表示。

在脉冲电压2.3kV下，特性RS-A重启时间在8分钟左右，但是通过在2根发光管之间配置透光性热屏蔽部件，特性RS-B重启时间可以缩短到4分钟以下。而且，通过依次升高脉冲电压2.3kV，在脉冲电压2.5～4.5kV下，可以将重启时间缩短到3分钟以内，进而，在脉冲电压3.0～4.5kV下，可以将重启时间缩短到1分钟以内。

[本实施方式所涉及的陶瓷金属卤化物灯照明装置]

图4（A）是说明本实施方式所涉及的陶瓷金属卤化物灯10-1的结构的图。与图1的灯10相比，在发光管4-1,4-2之间配置了透光性热屏蔽部件12。发光管4-1,4-2与透光性热屏蔽部件12之间的关系如图4（B）所示。

（透光性热屏蔽部件的变形例）

图5是示出图4所示的陶瓷金属卤化物灯中使用的透光性热屏蔽部件12的变形例的图。透光性热屏蔽部件12是透光性的，并且具有良好的散热特性，此外，如果配置在2根发光管之间，可以为任意的部件。如果各透光性热屏蔽部件是包围1根发光管的形状，则作为两根发光管之间的热屏蔽是更加优选的。

在变形例1中，透光性热屏蔽部件12-1,12-2是各自包围各发光管4-1,4-2的圆筒形状的部件。在变形例2中，透光性热屏蔽部件12-3,12-4各自包围各发光管，各透光性热屏蔽部件是口径略微不同的2个试管形状的玻璃管互相组合形成的管身为圆筒形，两端部封闭为球形（有与发光管连接的导线用开口）的部件。

（灯的驱动电路）

图6是说明陶瓷金属卤化物灯的驱动电路的图。由与商用交流电源（100/200V，50/60Hz）14连接的稳定器16向陶瓷金属卤化物灯10供电。稳定器16具有扼流线圈17以及点火器（启动电路）18。灯内的发光管4-1,4-2相对于电源侧，并联电连接。

如图6所示，在陶瓷金属卤化物灯照明装置中，灯本身没有启动电路，通过来自稳定器16的脉冲，容易点亮状态下的1根发光管点亮。重启时，来自点火器18的脉冲电压Vp从过去的Vp=2.3kV变化升高到Vp=3.0～4.5kV。

[其他]

如上所述，按照2根发光管的灯的实施方式对本发明进行了说明，但是本发明也可以适用于3根或者3根以上的多根发光管的灯。在发光管相互之间配置适当的透光性热屏蔽部件，依次升高脉冲电压，决定能够获得期望的重启时间的脉冲电压。

按照这种步骤，能够得到新的透光性热屏蔽部件，如果提高热屏蔽性能，能够使获得期望的重启时间的脉冲电压变得比以前低。

而且，对于所有类型的具有多根发光管的灯，按照这种步骤，也可以决定能够获得期望的重启时间的脉冲电压。

因此，对本发明所涉及的陶瓷金属卤化物灯的实施方式进行了说明，但是这些都是示例，并不能限定本发明的范围。本领域从业人员对本实施方式进行的简单的添加/删除/更改/改良等都在本发明的范围内。

本发明的技术范围由附加的权利要求书中所述的内容决定。

符号说明

2：外球；4、4-1、4-2：发光管；8：支架；10：陶瓷金属卤化物灯；12、12-1、12-2、12-3、12-4：透光性热屏蔽部件；14：商用交流电源；16：稳定器；17：扼流线圈；18：点火器、启动电路；Vp：脉冲电压；RS-A、RS-B：脉冲电压-重启时间特性；Tt：由于热屏蔽部件的配置而导致的重启时间的缩短量；TV：由于脉冲电压的升高而导致的重启时间的缩短量。

Claims (7)

1.一种照明装置，具备陶瓷金属卤化物灯和驱动电路，其中，

所述陶瓷金属卤化物灯在1个外球内具有多根发光管，总是只点亮容易点亮的1根发光管，

在所述多根发光管的相互之间配置有透光性热屏蔽部件，以抑制点亮中的一方的发光管向熄灭中的另一方的发光管的热传导，

所述驱动电路在重启时向所述灯施加2.5～4.5kV的脉冲电压。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，

所述驱动电路在重启时向所述灯施加3.0～4.5kV的脉冲电压。

3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其中，

所述透光性热屏蔽部件由石英玻璃构成。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的照明装置，其中，

所述透光性热屏蔽部件是板状体。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的照明装置，其中，

所述透光性热屏蔽部件是包围各个所述发光管的圆筒形部件。

6.根据权利要求1～3中任意一项所述的照明装置，其中，

所述透光性热屏蔽部件是包围各个所述发光管的部件，其中，由口径略微不同的2个试管形状的玻璃管相互组合而形成的管身为圆筒形，两端部形成为球形。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的照明装置，其中，

所述灯是输出为190W的灯。

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