JPH02288150A - ダブルエンド形高圧放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、請求項１に記載の上位概念に記載のダブルエ
ンド形高圧放電ランプに関する。この形式のランプはこ
れ葦でサーチライトと、舞台、フィルム及びテレビジョ
ンのための照明装置に用いられてきた。本明細書で説明
するランプタイプにおいて旨消費電力とは約１ｏｏｏ−
４０００Ｗの領域のことである。槽負荷はこの場合に５
Ｏ−６０Ｗ／ｃＩｒＬ２のオーダにある。

従来の技術 ***時計出願公開３５０６２９５号公報から、この光学
的利用に適している、金属ノ・ログン化物封入体金有す
る高圧放電ランプが公知である。

光学系の歪音最小化するために、これらのランプは外側
管球なしにそして可及的最短の電極間隔（約６０　ｍｍ
　）で裏作される。石英ガラスから成る放電容器は非常
に長い円筒状の電極シャフトを備え、これらのシャフト
の中に長いモリブデン箔が溶封により埋込葦れている。

この困難で手動で行われる技術は欠かぜない、何故なら
ば自由に動作する放電容器において、酸化しひいてはラ
ンプ寿命を制限する大気酸素に曝されている、口金に近
い箔端部における温度は４００℃より低くなければなら
ないからである。

煩雑な溶封技術はこれらのランプを非常にコスト高にす
る。寿命は非常に匍Ｊ限されている（約２５０時間〕。

その他に不利な点は、長いモリブデン箔の比較的高い電
気抵抗（４００℃において約０．０４３Ω）が、高い電
力損失ひいてはる。経済性の欠如及び大きい寸法はこの
ランプタイプが池の目的、特に風圧が影響する屋外照明
には適していないＬ９に思われた。

２５０時間の同様に短い寿命を有するがしかし非常に高
い消費電力（４０００−１２０００Ｗ）の類似のランプ
が、***特：ｆｆ第３４２７２８０号公報から公知でる
る。このランプタイプの詳細、を説明はオスラム社の技
報、Ｓｐｉｎｇｅｒ出版社、第１１舎１３６頁以降及び
１８９頁以呻と第１２壱８６頁以降に記載されている。

口金付近のランプの温度を３５０°Ｃに制限するために
非常にコストのかかる装置が***特許出願公開第２６１
９．５０５号公報から公知である。溶封部と口金との間
に、ガスが封入された多くの空洞室が配置されている。

***特計出願公開！３３１９０２１号公報においてはラ
ンプシャフトの温度は、中実円筒として形成されている
溶封の端部面は平滑でも鏡面化されてなく漏斗状でるる
。平滑な端部における反射全阻止することにょフランプ
シャフトの温度負荷金属かに低減することができる。こ
の間、４Ｊ１は、中実円筒状のランプシャフトが、放電
体積からの熱と元が入力結合される光導波体に類似に作
用するので発生する。しかしこの手段にもかかわらず２
５．００Ｗランプは依然として１１０１ｍの長でのラン
プシャフトが必要である。

他方、高い経済性がＭ要である一般照明用途（例えばヨ
ーロッパ特許出願公開第１５９６２０号公報全参照〕に
適している、金属７１０デン化物封入物を有する他のタ
イプの高圧放電ランプが公知である。これらのランプは
、空気による酸化の問題を著しく緩和し数千時間の寿命
を可能にするがしかし光学的品質を劣化する外側管球を
備えている。他方、これによジシャフトは放電容器にお
いて非常に短く保持され、問題なく機械化に好適で小コ
ストのピンチ封止技術にの よジ実現される。ピンチ封止部≠端邪に２ける温度は６
５０°Ｃよ９者しく高いが、外側管球の中の不活性又は
真空に排気式れた雰囲気により同ら影響しない。比較的
大きい電極間隔（約１００關）とより高い給電電圧（３
８０Ｖ）とが共働して、全システムの類似の発光効率（
８５ｚ〆／Ｗ）ｔ−実現する。このランプは、大きいア
ーク長と外側管球によ９元学的用途には完全には適して
いない。短い全長と漁かな風圧によりＣのランプはじか
しながら投光器と建物照明灯に用いられる。

発明が解決しようとする課題 高い経済性と小さいランプ寸法と高い効率と全付加的に
有する屋外照明にも適している、すべての形式の光学的
用途のためのランプを提供することにある〇 課題を解決するための手段 上記課題は、請求項１に記載の特徴部分によジ解決され
る。その他の有利な実施例はその他の請求項に記載され
ている。

発明の効果 特に、本発明のランプは（１００７／ｌ／ｗより大きい
）非常に高い発光効率全方する。寿命は、口金に近い箔
端部の温度’ｋ（Ｍ込み状態において〕最大３５０℃に
？ｌ１ｌＪ限することにより１５００時間又はそれより
長い時間１で延長される。この場合にピンチ封止、によ
り特に有利に、円筒状溶封において全長全増大する光導
波効果（***特許出願公開第３３１９０２１号公報参照
）が阻止される。本発明によジランプシャフト全長金５
０チ及びそれより大きく短縮することが可能になる。

最適の状態を得るために、電流負荷、苗長、箔厚及び放
電容器の形状に関して熟慮された妥協が行われ、この形
状において新規のランプシャフトの使用がピンチ封止技
術において最終的には成功の鍵を握ることが分かった。

より短いランプシャフトによりランプ自身はよりコンパ
クトになり、このよってしてより小さい照明の構成が可
能となる。これは、サーチライトにおいてはより小さい
風圧全意味し、これは屋外における使用の際には著しく
重要でめる。

ピンチ封止技術においてこれ１で公知のランプシャフト
に比して、本発明のランプシャフトは著しく長い。従っ
てピンチ封止形成は最高の精度全要求する。互いに対向
して位置し、ピンチ封止すべき石英ガラス材の周４１１
）ｔ−可回転る２つのガスバーナは、非常に均一な２６
００土５０℃のピンチ封止温度を、異なる直径上官する
４つの孔列により形成される最適化石れているガスプロ
フィルによフ発生する。より犬さい温度差は、ランプシ
ャフトにおける問題となる応力と質の悪い箔埋込みを招
き、ひいては欠陥品（早期故障９発生率を高める。

実施例 第１図には、ここに図示されていないリフレクタの中に
設けるために設計されていた１９０、ｕｔの長さの２［
］００Ｗ高圧放電ランプ１が水式れている。このランプ
は軸線方向でリフレクタの中に設けられ、その際に短い
全長が重要である（***％肝出願公開第３５０６２９５
号公報〕。

非常に良好な近似で等温である、約２　ａｒｍ　（又は
２．５趨）の壁厚の石英ガラスから成る放電容器２は樽
状体として形成され、七の母線は５８．２５非の曲率半
径を有する円弧であり、その際に壁厚は樽状体の中央領
域３に向かって約３　ｍｕに増加する、何故ならばこの
場所で壁負ｍ（５０Ｗ／口２）は放電アークの対流によ
ジ最大であるからである。樽状体の最大外径は６６朋で
あり、軸線万同長は５１℃ｍでらる。それぞれ１つのラ
ンプシャフト、５．が形成されている樽状体；ｔＡ１４
における外径は約１３・１罵であり、従って約２０ｃｌ
ＩＬ３の放電体積が得られる。先端が３１：ｌ＋ｘの間
隔全有する棒状のタングステン電極６はそれぞれ軸線方
向でランプシャフト５の中に保持され、２Ｍのコイル全
電極先端の近傍に有する。ランプシャフト５は約４０ｍ
ｍの長式七有し、約１３羽の幅を有する。電極６は、真
空密の状態で、ランプシャフト５全体全包囲している工
状のピンチ封市部によジ浴封されているモリブデン箔８
に、より太いリード腺９と接続されている。公知の方法
でレンズ状に腐食されているモリブデン箔８は約５０μ
の最大中心厚を有し、８羽の幅において約６０朋の長さ
全方する。

ランプシャフト５の、口金と反対の側の端部に、スリッ
トのある円筒状保持部材１１と、ソケットに向かつて位
置する扁平化された端部体１２とから成るセラミック製
筒状口金１０が接合剤により固定てれている。

放電容器２は、点弧ガスとしての希ガス（アルゴン）と
主成分としての水銀（約２２０１１９）と、１　ｃｍ”
放電体積当り希土類Ｄ７Ｂｒ３　（１μｍ０１）とＴｍ
Ｂｒ５（Ｑ、５μｍｏｌ　）及びその他のＴ１Ｂｒ（／
μｍｏｌ　）及びＣｓＢｒ　（２μｍ０１）及びＴｈ工
４（０，５μｍｏｌ　）とから成る封入物と含んでいる
。

トリク、は２、フニウムにょジ置換することができる。

全体で、この封入物により９２の平均演色指数（ｌａ段
階〕において約５６０［ＩＫの色温度が得られる。前記
のガス封入物は色位置としてｘ＝Ｄ−３３２５、ｙ＝０
−３４６０’ｚ有する。

６８０ｖの給電電圧により２１０ｖのランプ電圧と１０
．３　Ａのランプ電流が得られる。これはピンチ封止領
域における損失金、公知のランプ（Ｒ（４００’Ｃ）＝
０．０４３Ωつに比して大幅にＲ（４００℃）　＝　０
．０２１Ωに低減する。

公知のランプのよジ高い損失は、浴封部の者しい長さ（
約係数２９とよジ高い電流（１７−２５Ａ）とから発生
する。

２．０００ｗランプの好適な全構成は、全ランｍ プ効率金１０５　７’ｌｆ／ＷＶ？−筒め、その除に約
２０００時間の非常に高い寿命全侍ること全可能にする
。比消費篭力は６７Ｗ／朋である。

等温に形成されている放電容器は約１０６０℃の最大管
球温度ｙ（ホラトスボッ）　）ｋ！し、管球温度は（放
電容器端部％における電極の背後の〕コールドスポット
で話Ｖｒ′Ｃに低下する。

箔端部において温度は、（自由な放電動作において）２
５０℃に低下する。サーチライトにおいてはこれは３５
０℃の温度に相応する。

２０００Ｗランプにおいて種々の苗長での試験ンユ、減
少する温度負荷をはつさりと示す。

２０ｍｍの長さにおいては４００’Ｃの箔温度が得られ
た。これに対して２５趨の長百の消は２６５°Ｃより高
Ａ温度により負荷式れた。最後に、５ΩｍたＩ／′ｆ更
に変化させることにニジ最終温度は更に２０℃だけ低下
した。ランプシャフトが付加的に（サンド流により）曇
らされると熱消散は改善されるので、温度は更に５０°
たけ低下する。

ランプの製作は、２朋の壁厚の円筒状石英ガラスから出
発して行われる。楕円に似た放電容器の形状は計算機制
御されて形ｆｙ、され、その際に中央領域における壁厚
の増強μ管のすえ込みにより行われる。次のピンチ封止
部の形成は、このピンチ封止部長の場合には、前述のよ
うに精密化されたピンチ封止部＃ｉを必要とする。

第２図にｉｏｏｏｗランプの別の実施例が示されている
。このランプはその寸法において２０００ｗ−変形に相
応する。同一の参照番号は同一のランプ部分に対応する
。給電電圧は、前と同様にランプパ屯流が１０．３Ａの
場合に２２０Ｖである。これらの仕様において、最適の
蒸気圧に必要な温度を得るためには放電容器の端部は、
熱蓄積のためのＺ　ｒ　Ｏ２コーティング１３全備えて
いなげればならない。封入物は同一の成分を含むが、し
かし沃素対臭素比は沃素の増加方向にシフトでれる。

ランプ封入物は、他の色温度を可能にする他の金属ハロ
ゲン化物（例えばＮａＪ　、　　ＳｃＪ　）　’Ｃ含む
こともめる。色位置は、沃素対臭素比の慎重な選択によ
り変化することができる。

次にピンチ封止工程の過程（第６図）を説明する。ピン
チ封止金準備するためにランプ管球が垂直に設定され、
リード線と箔と電極から成る電極システムが導入される
。下方に位置し始めは゛まだ管状であるランプシャフト
が、下方から出発して北方へ継続的に放電容積の端部１
で、互いに対向して位置する２つのガスバーナー上用い
て逐次にピンチ封止温度へ高められる。ピンチ封止部の
、放電容・漬に最短で隣接する領域も軟化された時点で
ランプシャフト全体が２つのピンチ封止ジョーによフピ
ンチ封止される。

２つのガスバーナーＢ（１つの与が図示石れている〕は
その除にランブンヤフトの周り全回転する。ガスバーナ
ーＢは最終的には２６００℃±５０°Ｃの非常に均一２
２：＠度を、種々の太す葛の孔直径を有するバーナーの
中の４つの孔列により作用石れる最適化（れたガスプロ
フィルにより形成し、その際に大きい孔直径はンヤフト
端邪に位置する（第６図）、次いでランプ管球は反転さ
れ、従って１だ開いているランプシャフトが再び下に位
置し、前述の方法が再度用いられる。この逐次加熱式ピ
ンチ封止方法は有利である、何故ならばランプシャフト
全体の同時の加熱においてはランプシャフトが揺らぎ始
めるおそれがあり、これによフ電極システムの位置調整
が阻害されるおそれがあるからである。

逐次式加熱においてはしかし揺らぎは終り１で阻ｔｈさ
れる。更にこれによジ、軟化ざｆＬｆｃランプシャフト
がその自ｌによｐ伸長し″落下する”おそれがあるとい
う問題がＭ決される。短時間のピンチ封止においてはこ
の問題は存在しない。

反対にこの場合には、軟化されたランプシャフトは表面
張力により統仕保持避れるか又は短縮でれること葛え可
能であり、従ってランプシャフト全体の同時の加熱は問
題なく可能でるる。

電極システムの正確な位Ｒ調整金保証するために、モリ
ブデン箔全導入前に■状又は箱状に長手方向において湾
曲すると有利である。箔厚はこの場合に５０μｍ會越え
てはならない。電極シャフトと電極とによジ正確に位置
調整されている極端に長いモリブデン箔Ｃ６０ａｘ）全
交罠可能な受容部材Ｗの中に保持するためにはこのよう
な湾曲による堅牢化で十分である。ピンチ封止工程自体
の際には箔湾曲は再び真っ直ぐにされる。

第１図および第２図において説明したランプにおいて色
温度の良好な安定化は、箔の端部と放電容積との間でピ
ンチ封とにて埋込１れている電極の部分ｂ′が極端に短
か＜（６ｘｒｍ）保愕できるようにすることによって達
成される。この部分に沿って形成でれる毛細管は者しく
短かくなり、−ｆ：れによフ、コールドスポットに対す
るむだな体′！Ｒは小式くなる。したがって色温度全所
望の通り調整（僅かなばらつき〕することができ、数百
１侍間の作動時間中、色温度のドリフト全低下すること
ができる。さらに発光効率全改善し、保守が容易となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図１工本発明による２００［］ｗの゛電力の高圧放
電ランプの断面図、第２図はｉ　口ｏｏｗの′電力の高
圧放電ランプの断面図である。第３図は本発明による高
圧放電ランプの対土過程を示す図でるる。 １・・・高圧放電ランプ、２・・・放電容器）３°°゛
中央領域）４°゛°樽状体端部１５・・・ランフ゛シャ
フト、６・・・電極、γ・・・巻線、８・・・モリブデ
ン箔、９・・・リード線、１０・・・筒状口金、１１・
・・円筒状保持部材、１２・・・端部体、１３・・コー
ティング。 ＦＩＧ、３ Ｗ・・受容部材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、耐高温性かつ光透過性材料から成る単一管球として
   の長手方向に伸長された放電容器 （２）と、放電容器に取付けられ互いに対向して位置す
   る２つのランプシヤフト（５）の中に保持されている耐
   高温性電極とから成り、電極（６）と口金（１０）の電
   気的接触接続子（９）との間の接続体は箔（８）を介し
   て行われ、封入体が水銀と少なくとも１種類の希ガスと
   金属ハロゲン化物とから成る、光学的利用に適している
   高出力及び高壁負荷のダブルエンド形高圧放電ランプ（
   １）において、口金に近い最大５０℃の箔温度が、ラン
   プ シャフト（５）をピンチ封止部として形成し、ランプシ
   ャフト（５）の長さが放電容器（２）の長さにほぼ相応
   し、ランプシャフト（５）の中に埋込まれた箔（８）は
   ランプシャフト（５）の長さの大部分にわたり延在して
   いることにより得られることを特徴とするダブルエンド
   形高圧放電ランプ。 ２、ランプシャフト（５）の長さが放電容器の長さの２
   ／３ないし４／３に相応することを特徴とする請求項１
   に記載のダブルエンド形高圧放電ランプ。 ６、１０００−２０００Ｗの出力において、ピンチ封止
   部の長さが約４０ｍｍであり、放電容器の長さが約５０
   ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のダブルエ
   ンド形高圧放電ランプ。 ４、箔長がランプシャフト長の約６０−８０％であるこ
   とを特徴とする請求項１ないし３のうちのいずれか１項
   に記載のダブルエンド形高圧放電ランプ。 ５、中央の箔厚が箔長の約２‰であることを特徴とする
   請求項４に記載のダブルエンド形高圧放電ランプ。 ６、比消費電力（定格消費電力／電極間間隔）が約３０
   −７０Ｗ／ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし
   ３のうちのいずれか１項に記載のダブルエンド形高圧放
   電ランプ。 ７、電極間隔が約２８−３２ｍｍであることを特徴とす
   る請求項１に記載のダブルエンド形高圧放電ランプ。 ８、壁負荷が約３０−６０Ｗ／ｃｍ＾２であることを特
   徴とする請求項１に記載のダブルエンド形高圧放電ラン
   プ。 ９、放電容器の壁厚が約２−３ｍｍであることを特徴と
   する請求項８に記載のダブルエンド形高圧放電ランプ。 １０、放電容器を楕円に類似の樽状体として形成するこ
   とを特徴とする請求項１に記載のダブルエンド形高圧放
   電ランプ。 １１、壁厚が放電容器の中央領域に向かつて１．２ない
   し１．４倍増加することを特徴とする請求項９に記載の
   ダブルエンド形高圧放電ランプ。 １２、自然光に似た色温度を得るために封入体として、
   希土類の２つのハロゲン化物をセシウム及びタリウムと
   組合せて用いることを特徴とする請求項１に記載のダブ
   ルエンド形高圧放電ランプ。 １３、ソリウム及び／又はハフニウムのハロゲン化物を
   付加的に用いることを特徴とする請求項１２に記載のダ
   ブルエンド形高圧放電ランプ。 １４、放電容器がその体積の１ｃｍ＾２当り１μｍｏｌ
   のＤｙＢｒ＿３と、０．５μｍｏｌのＴｍＢｒ＿３と、
   １μｍｏｌのＴｌＢｒと、２μｍｏｌのＣｓＢｒと、０
   ．５μｍｏｌのＴｈＩ＿４とを含むことを特徴とする請
   求項１３に記載のダブルエンド形高圧放電ランプ。 １５、電極のピンチ封止部へ埋込まれた部分（６′）の
   長さは非常に短かく、有利には４ｍｍより短いことを特
   徴とする請求項１記載のダブルエンド形高圧放電ランプ
   。