(57)【要約】  本発明は、イオン性フィリング及び所定量の水銀を含んだバーナーを有するランプを含む照明装置に関する。この中には、万が一バーナーの爆発が起こった際に、水銀を固定するために、バーナー外部に配置されている、少なくとも単一の水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段が含まれている。
2007507070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明装置であって、
イオン化可能フィリング及び所定量の水銀を含んだバーナーを有するランプを含み、
該ランプが、バーナーの爆発の際に、水銀を固定するために、バーナー外部に配置されている、少なくとも単一の水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段を有する、
ところの照明装置。
【請求項２】
水銀遮断手段を有する請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記水銀遮断手段が、フィルター手段である請求項１又は２記載の照明装置。
【請求項４】
前記水銀遮断手段が、ガラスファイバー、好ましくはＨＥＰＡフィルターを含むフィルターである請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の照明装置。
【請求項５】
水銀吸収／吸着手段を有する請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の照明装置。
【請求項６】
前記水銀吸収／吸着手段が、活性炭素、酸化アルミニウム、沸石、アマルガム形成化合物、モノリシック構造触媒、及びこれらの混合から選択された群から選択されている請求項１乃至５のうちいずれか１項記載の照明装置。
【請求項７】
前記少なくとも単一の水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段が、バーナーに含まれている水銀の≧２０％を固定することのできる請求項１乃至６のうちいずれか１項記載の照明装置。
【請求項８】
前記少なくとも単一の水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段が、バーナーに含まれている水銀を≦２秒、より好ましくは≦１秒、より好ましくは≦０．５秒、及び最も好ましくは≧０乃至≦０．０５秒の間で固定することのできる請求項１乃至７のうちいずれか１項記載の照明装置。
【請求項９】
前記少なくとも単一の水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段が、ランプの爆発後にバーナーを離れる水銀が、照明装置を離れる前に水銀吸収／吸着手段及び水銀遮断手段の両方を通過するように提供されている水銀吸収／吸着手段及び水銀遮断手段を有する請求項１乃至８のうちいずれか１項記載の照明装置。
【請求項１０】
システムであって：
前記システムが、
店舗照明システム、及び／又は，
家庭照明システム、及び／又は，
ヘッドランプシステム、及び／又は，
ポット照明システム、及び／又は,
映画館照明システム、及び／又は,
消費者テレビ装置システム、及び／又は,
光ファイバ装置システム、及び／又は
画像投影システム、
である請求項１乃至９のうちいずれか１項記載の照明装置を有するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水銀を有するランプ、例えば、ＵＨＰ（超高圧）ランプを含む照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術のＵＨＰランプにおいては、適切なランプの動作を得るために、水銀の使用が必要である。使用される量は、ランプにつき、わずか１０乃至２５ｍｇであるが、爆発の際に、ランプ外部が水銀によって汚染される可能性があることに大きな関心がよせられている。そのような爆発は、最高水準のランプにおいても、今日まで防ぐことができなかった。そのような爆発の２つの主要要因は：
１．）爆発は、水晶バルブの再結晶化による爆発によって、ランプの耐用年数が終わりに近づいているときに爆発する。ランプの電圧を監視することによって、いくつかの基準を満たし、ランプが弱まったときに、これらの爆発は避けることが可能である。制御装置は、例えば、特許文献１によって開示されている。
【０００３】
２．）水晶の電圧によって爆発が起こる。これは、今日まで検出されておらず、バルブの動作において、如何なるときでも爆発に繋がりうる。
【０００４】
ランプが爆発する危険性が排除できないため、そのような爆発が起こった際に、ランプの中の水銀が外部にさらされないように処理されなければならない。よって、この問題に対応するためにいくつかの試みが提案されてきた：
特許文献２では、放電ランプが開示されており、その放電ランプは、高圧及び高いワット数のランプ体を有している。そして、それは、ランプ体の爆発時に、ランプ体の破片が散乱するのを効果的に防ぐことが可能である。放電ランプは、ランプ体、ランプ体を有するリフレクター、及びリフレクターのフロント部分に取り付けられたフロントガラスを有している。リフレクターは、通気口を有しており、そこにメッシュシート又は多孔板が取り付けられている。たとえ、ランプ体が爆発したとしても、ランプ体の破片は、穴を抜けることがない。よって、外部に散乱することを防ぐことができる。
【０００５】
似た装置は、特許文献３及び特許文献４によって開示されている。
【０００６】
上記装置は、以下の不利点をまだ有している：
特許文献３及び特許文献４は、水銀が、外部に進むのを防ぐのにバリアとして働く、純粋な機械的物質、例えば、ガラス手段が導入されている。水銀自体は、影響を受けないままである。もし、ガラス手段において漏れが生じた場合、水銀はランプの外部に自由に進むことができる。
【特許文献１】欧州特許第１０７６４７８号
【特許文献２】欧州特許第１００３２０２号
【特許文献３】欧州特許第１１６４３２８号
【特許文献４】特願２００２―２１６５３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
よって、本発明の目的は、爆発が起こった際にランプに含まれた水銀が外部に進むのを効果的に防ぐことのできる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、本願請求項１で開示している照明装置によって達成される。従って、照明装置は、イオン性フィリング及び所定量の水銀を含んだバーナー（１０）、バーナー（１０）の爆発が起こった場合に、水銀を固定するための少なくとも単一の水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段（４０；７０）をバーナー（１０）外部に有しているランプを含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
「ランプ」という表現は、本発明における意味では、バーナーを有する装置であるが、バーナーではないと理解されることができることに留意されたい。本発明におけるランプの意味では、例えば、バーナー、リフレクター、及びフロントガラスを有する装置であってもよい。
【００１０】
本発明における「固定」という表現の意味は、特に、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段が、バーナー内に含まれる水銀がランプ及び／又は照明装置そのものいずれかから離れるのを防ぐことができる。これは、様々な方法で行うことができる：
水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、粒子を遮断するフィルターを有していてもよく；且つ／又は
水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、水銀を物理的に又は化学的に吸収することができ、且つ／又は
水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、水銀と反応し、無害な水銀化合物を生成する化合物を含んでいてもよい。
【００１１】
水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、≧２０％の、好ましくは、少なくとも≧３０％の、より好ましくは、少なくとも≧５０％の、さらにより好ましくは、≧６０％の、さらにより好ましくは、≧８０％の、最も好ましくは、少なくとも≧９０％及び≦１００％のバーナー内の水銀を爆発が起こった後に固定することができる。この水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段によって、水銀は、固定され、照明装置の近辺に配置された周知の領域及び／又は化合物と結合する。水銀は、ランプ内に存在しているかもしれないさらなる化合物とは、それ以上反応することができない。水銀の固定によって、爆発が起こった後でも安全に扱うことができる。
【００１２】
本発明の実施形態内で使用される水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、ランプ内に含まれる２０乃至５０ｍｇの範囲内の水銀を、≦２秒、より好ましくは、≦１秒、さらに、より好ましくは≦０．５秒、及び最も好ましくは≧０乃至≦０．０５秒の間で水銀を吸収できることが好ましい。
【００１３】
水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、内部のどこにでも、又は照明装置の近辺に配置することができる。しかしながら、いくつかの装置においては、本発明の実施形態では、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、特定の配置が好ましい。
【００１４】
本発明の１つの好ましい実施形態に従えば、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、ランプの近辺又は内部に置かれるように配置される。この場合、ランプ及び水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は単一に形成され、バーナーの爆発が起こった後、ランプの交換が必要な際に、照明装置からその単一が、好ましくは、「一体」となって除去されることが好ましい。
【００１５】
本発明に従った１つの好ましい実施形態に従えば、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、ランプの流動体用の注入口及び／又は排出口の近く又はその中に置かれるように配置される。ほとんどの装置において、ランプは流動体によって冷却される必要があり、それは、ほとんどの場合、単に空気である。この場合、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、ランプの流動体用の注入口及び／又は排出口の近くに配置することができ、よって、これらの注入口及び／又は排出口を介して、それでなければ、ランプから出てしまう水銀の固定を確実にする。
【００１６】
本発明に従った１つの好ましい実施形態に従えば、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、照明装置の流動体用の注入口及び／又は排出口の近く又はその中に置かれるように配置される。ランプが流動体、例えば、空気によって冷却される必要があるばあい、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、照明装置の流動体用の注入口及び／又は排出口の近くに配置することが、さらに有利になり得る。この場合、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、照明装置の流動体用の注入口及び／又は排出口の近くに配置することができ、よって、これらの注入口及び／又は排出口を介して、それでなければ、照明装置から出てしまう水銀の固定を確実にする。
【００１７】
本発明に従えば、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、持続的に及び／又は爆発が起こった後にのみ使用することが可能であることを理解されたい。しかしながら、ほとんど装置において、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段の持続的な使用が好ましい。なぜなら、その結果、バーナーの爆発及び水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段を設置する時間との間に時差が生じないからである。しかしながら、バーナーの爆発後に、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段を使用することも可能である。この場合、追加として、爆発用の検出手段がプリセットされていることが好ましい。
【００１８】
本発明に従った１つの好ましい実施形態に従えば、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、水銀遮断手段を有している。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態に従えば、この水銀遮断手段は、好ましくは、≧１ミクロンの粒径、より好ましくは≧０．５ミクロンの粒径、最も好ましくは≧０．３ミクロンの粒径の水銀粒子を遮断することが可能である。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態に従えば、水銀遮断手段は、フィルター手段を有している。フィルター手段は、ＨＥＰＡ−フィルター（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ａｉｒ：高性能微粒子除去）を有し、及び／又はガラスマイクロ繊維を含む材料から作られていることが好ましい。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態に従えば、水銀遮断手段は、柱の形で与えられており、基本的に円筒型をしていることが好ましい。この場合、柱は、≧６０ｍｍ乃至≦１２０ｍｍ、好ましくは、≧８０ｍｍ乃至≦１００ｍｍの内径、及び≧１０ｍｍ乃至≦３０ｍｍ、好ましくは、≧１５ｍｍ乃至≦２５ｍｍの高さを有していることが好ましい。
【００２２】
本発明に従った１つの好ましい実施形態に従えば、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、水銀吸収／吸着手段を有している。
【００２３】
発明に従った１つの好ましい実施形態に従えば、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、いくつかの装置においては、水銀吸収／吸着手段又は水銀遮断手段のいずれか一方が適当であるが、水銀吸収／吸着手段及び水銀遮断手段を有している。
【００２４】
発明に従った１つの好ましい実施形態に従えば、少なくとも単一の水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、ランプの爆発後にバーナーから離れる水銀が、照明装置から離れる前に、水銀吸収／吸着手段及び遮断手段を通るような方法で与えられている水銀吸収／吸着手段及び水銀遮断手段を有している。
【００２５】
この水銀吸収／吸着手段は、水銀を物理的に及び／又は化学的に又は両方のいずれかで吸収／吸着することができる。水銀吸収／吸着手段は、特に水銀蒸気を固定するのに有用であり、一方、水銀遮断手段は、特に水銀粒子を固定するのに有用であることを理解されたい。水銀吸収／吸着手段が、水銀と物理的に及び／又は化学的に結合又は反応する化合物を含んでいる場合、この化合物もまた、水銀吸収／吸着物質と呼ぶことができる。
【００２６】
本発明に従った１つの好ましい実施形態に従えば、水銀吸収／吸着及び水銀遮断手段は、水銀をＨｇ（Ｉ）及びＨｇ（ＩＩ）の成分で吸収し、例えば、過ヨウ素酸塩及び／又は硫化物及び／又はヨウ化物の形で吸収する化合物を有している。
【００２７】
本発明に従った１つの好ましい実施形態に従えば、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、活性炭及び／又は酸化アルミニウム又は、その混合を含んでいる。活性炭及び／又は酸化アルミニウムは、硫黄及び／又はヨウ素が含浸されている、又は与えられていることが好ましい。
【００２８】
活性炭そのものが、適した水銀吸収／吸着手段及び／又は物質であるということを理解されたい。しかしながら、元素水銀の除去は、水銀を非常に安定した硫黄又はヨウ素含有物質に変えることのできる炭に硫黄を基にした又はヨウ素に反応する成分を含浸することで、極めて向上する。
【００２９】
活性炭が、水銀吸収／吸着物質又は水銀吸収／吸着手段の構成要素として使用された場合、活性炭は、好ましくは、
≧０．１乃至≦０．４の平均サイズを有する粒子又は小粒の形で使用され、且つ／又は
≧５００ｍ２／ｇ乃至≦１５００ｍ２／ｇ、より好ましくは≧７００ｍ２／ｇ乃至≦１３００ｍ２／ｇ、及び最も好ましくは≧８００ｍ２／ｇ乃至≦１２００ｍ２／ｇの表面積を有し；且つ／又は
≧３００ｋｇ／ｍ３乃至≦１０００ｋｇ／ｍ３、より好ましくは≧３００ｋｇ／ｍ３乃至１０００ｋｇ／ｍ３、及び最も好ましくは≧５００ｋｇ／ｍ３乃至≦７００ｋｇ／ｍ３の固まった、かさ密度を有し，且つ／又は
≧５ｗｔ％乃至≦２０ｗｔ％、より好ましくは≧１０ｗｔ％乃至≦１５ｗｔ％、及び最も好ましくは≧１０ｗｔ％乃至≦１３ｗｔ％の硫黄含量を有し，且つ／又は
≧０．５ｗｔ％乃至≦５ｗｔ％、より好ましくは≧１ｗｔ％乃至≦３ｗｔ％、及び最も好ましくは≧２ｗｔ％乃至≦２．５ｗｔ％のヨウ素含量を有している。
【００３０】
本発明に従った１つの好ましい実施形態に従えば、水銀吸収／吸着手段は、モノリシック構造のキャリアによって支持されている水銀吸収／吸着物質を有している。
【００３１】
モノリスは、セラミック、金属、金属酸化物又は、これらの混合を含む群から選択されていることが好ましい。特に好ましいのはＰｄ又はＰｔ（Ｐｔ＋Ｒｈ）である。モノリスは、水銀を酸化させるために、触媒種によって被覆されていることが好ましい。
【００３２】
水銀吸収／吸着物質は、カーボン、アルミナ、チタニア、又はこれらの混合を含む群から選択されていることが好ましいが、水銀吸収／吸着物質は、硫黄及び／又はヨウ素が含浸され又は含まれていてもよい。
【００３３】
特に好ましい触媒は、Ａｌ２Ｏ３にＰｄ、Ａｌ２Ｏ３、及びＴｉＯ２を含む。一方で、硫黄を含む及び含まない、カーボン被覆モノリシック構造触媒が、水銀蒸気を吸収するのに使用することができる。
【００３４】
本発明に従った１つの好ましい実施形態に従えば、水銀吸収／吸着手段は、さらに、水銀を吸収するとして知られている沸石（ｚｅｏｌｉｔｈｅｓ）を含んでいてもよい。特に、好ましい沸石は、約３乃至１０Åの穴又は空洞を有しているものである。
【００３５】
水銀吸収／吸着手段及び物質によって吸収される水銀は、全ての場合において、化合物の構成を介してではなく、ただ単に物理的吸収によって吸収されることも理解されたい。
【００３６】
本発明の好ましい実施形態に従えば、水銀の吸収は、アマルガムの形成によって達成され、そして、水銀吸収／吸着及び水銀遮断手段は、少なくとも単一の水銀を含んだアマルガムを形成するのに適用される水銀吸収／吸着物質を含んでいる。幅広い範囲の素子及び合金が容易に水銀を含んだアマルガムを形成することが知られている。本発明の好ましい実施形態では、水銀吸収／吸着物質は、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｇ、及びＡｕ又はこれらの混合を含む群から少なくとも単一の素子を含んでいる。一方で、好ましい混合は、２つの素子の二元合金であり、例えば、非限定例のＢｉ−Ｉｎ、Ｐｂ−Ｓｎ、Ｂｉ−ｐｂ、Ｂｉ−Ｓｎ、Ｉｎ−Ｓｎ、Ｉｎ−Ａｇ、Ｉｎ−Ｚｎ及び／又はＳｎ−Ｚｎ、又は他方では、三元及び高元合金、例えば、非限定例のＢｉ−Ｐｂ−Ｓｎ、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｇ、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｚｎ、Ｂｉ−Ｉｎ−Ｐｂ、Ｂｉ−Ｓｎ−Ａｕ、Ｐｂ−Ｓｎ−Ａｕ及び／又はＰｂ−Ｓｎ−Ｚｎである。金属に含まれるいずれか１つの化合物の含有量は、０乃至１００％の範囲であってもよい。少なくとも単一の適切な酸化還元電位を有する素子を含む水銀吸収／吸着及び水銀遮断物質を使用することで、Ｈｇ（ＩＩ）−及びＨｇ（Ｉ）−化合物も吸収できる。ゆえに、水銀はＨｇ（０）にまず、低減される。
【００３７】
水銀吸収／吸着手段の構成は、吸収される水銀の量、吸収に必要な速度、温度、及び／又はその他のパラメータによってセットすることができる。
【００３８】
水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段の位置は、照明装置に隣接した如何なる場所でよい。好ましい実施形態に従えば、ランプは、リフレクター及びフロントガラスによって特徴付けられているリフレクター室を含んでおり、少なくとも単一の水銀吸収／吸着手段がリフレクター室の近辺又は室内に配置されている。水銀吸収／吸着手段は、好ましくは、爆発が起こった後に最も冷たい場所であるリフレクター室内に配置され、好ましくは、近辺であり、最も好ましくは、フロントガラスの底部の近辺である。本実施形態においては、水銀の最も効果的な吸収が得られる。なぜなら、ガス状の水銀は、リフレクター室の最も冷たい場所で、ほぼ液化するからである。
【００３９】
別の好ましい実施形態に従えば、特に、ランプが空気又はガス流によって冷却された場合、水銀吸収／吸着手段は、ランプを冷却するのに使用される空気又はガスの空気又はガス排出口の近辺、好ましくは、空気又はガス排出口内に配置される。
【００４０】
ランプ及び／又はランプのバーナーを冷却するのに空気又はその他の流体が使用された場合、空気及び／又は流体が、≧３０乃至≦４００ｌ／分の流量を有していることが好ましい。
【００４１】
別の好ましい実施形態に従えば、バーナー及び／又はランプを囲っているハウジングそのものが、水銀吸収／吸着手段を有している。これは、水銀吸収／吸着手段が粒子又は小粒の形で、本質的に穴の空いたシートを形成する２つの壁の間に詰められるように、ハウジングの一部を形成する方法で好ましく実施できる。これらの２つの壁は、立方体又は円筒のような構造をバーナーの周りに形成し、一方が飛散防止ガラス、そして他方がランプの固定手段として横方向に終結することが好ましい。こうすることによって、バーナーへの冷却ガスの安定した流れが保持され、一方で、爆発が起こった際に水銀が適切に水銀吸収／吸着手段によって吸収されることを保証する。本実施形態では、上述のように、水銀吸収／吸着手段を有しているハウジングが、一体となって除去されることが、より一層好ましい。この結果、バーナーの爆発後、バーナーの水銀をも囲い、ハウジングの容易な扱い及び取り替えが可能である。これによって、照明装置から全ての水銀を除去することができ、新しいユニットが挿入できる。
【００４２】
さらなる好ましい実施形態に従えば、ランプはアンテナワイヤを含んでおり、少なくともワイヤの一部分が水銀吸収／吸着手段を含んでいる。最も好ましいのは、ワイヤが水銀吸収／吸着物質によって被覆されていることである。
【００４３】
別の好ましい実施形態では、少なくとも単一の水銀吸収／吸着手段が、好ましくは、リフレクター及び／又はフロントガラスに薄い膜として真空蒸着によって形成されている。こうすることによって、水銀吸収／吸着手段の最大面を得ることができる。
【００４４】
本発明において説明されている水銀吸収／吸着手段は、好ましくは、毎分≧０．２ｍｇの水銀、より好ましくは毎分≧０．５ｍｇの水銀、さらに好ましくは毎分≧１ｍｇの水銀、さらに好ましくは毎分≧５ｍｇの水銀、さらに好ましくは毎分≧１０ｍｇの水銀、及び最も好ましくは毎分≧２０ｍｇ乃至≦１０００ｍｇの水銀を吸収できることが好ましい。
【００４５】
さらなる好ましい実施形態に従えば、ランプは、リフレクターを冷却するための換気手段をさらに有している。その換気手段は、ランプの爆発後、即座に停止される。
【００４６】
ランプは、ランプの爆発を検知するために適した検知手段をさらに有している。これは、例えば、爆発が起こった際にどれが壊れるのか、ランプの電圧をモニターすることで達成できる。
【００４７】
上述のように、本発明に従った１つの好ましい実施形態に従えば、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、水銀吸収／吸着手段及び水銀遮断手段を有している。
【００４８】
好ましい実施形態に従えば、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段は、吸着筒の形で与えられている。吸着筒は、好ましくは、水銀遮断手段が配置されている第１部分及び水銀吸収／吸着手段及び／又は物質が配置されている第２部分を有している。吸着筒は、本質的に円筒型をしているのが好ましく、従って、内径は、好ましくは≧１ｍｍ乃至≦５０ｍｍ、好ましくは≧２０ｍｍ乃至≦４０ｍｍである。水銀遮断手段が配置されている第１部分は、≧５ｍｍ乃至≦２００ｍｍ、好ましくは≧５０ｍｍ乃至≦１００ｍｍの高さを有している。水銀吸収／吸着手段が配置されている第２部分は、≧５ｍｍ乃至≦２００ｍｍ、好ましくは≧５０ｍｍ乃至≦１００ｍｍの高さを有している。第１部分の壁の厚さは、好ましくは、≧０．５ｍｍ乃至≦２０ｍｍ、より好ましくは≦１０ｍｍ、最も好ましくは≦５ｍｍである。第２部分の壁の厚さは、好ましくは≧０．１ｍｍ乃至≦１０ｍｍ、より好ましくは≦８ｍｍ、最も好ましくは≦５ｍｍである。
【００４９】
本発明に従った照明装置は、様々なシステムに利用するのに適している。それらの中には、店舗照明システム及び／又は家庭照明システム及び／又はヘッドランプシステム及び／又はアクセント照明システム及び／又はスポット照明システム及び／又は映画館照明システム及び／又は消費者テレビ装置システム及び／又は光ファイバ装置システム及び／又は画像投影システムがある。
【００５０】
本発明のこれらの及びその他の利点は、以下の添付の図面を参照しながらの説明によって明らかとなる。
【実施例１】
【００５１】
図１及び２は本発明の第１の実施例に従ったランプを表している。ランプは、バーナー１０、リフレクター２０、フロントガラス３０、リフレクター２０及びフロントガラス３０によって特徴付けられるリフレクター室２５を有しており、そして、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段４０がリフレクター室２５内に配置されている。バーナー１０、リフレクター２０及びフロントガラス３０は、従来技術でもよく、具体的には記載しない。しかしながら、周知の全てのタイプのバーナー１０、リフレクター２０及び／又はフロントガラス３０は、本発明での使用に適している。
【００５２】
水銀吸収／吸着手段は、水銀を吸収できる、少なくとも単一の水銀吸収／吸着及び／又は遮断物質を含んでいる。これは、水銀と共にアマルガムを形成することで達成されることが好ましい。水銀吸収／吸着物質は、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｇ、及びＡｕ又はこれらの混合を含む群から少なくとも単一の素子を含んでいることがより好ましい。なぜなら、これらの素子は、水銀と共にアマルガムをすぐに形成として知られているからである。水銀吸収／吸着及び／又は遮断物質は、既に実験で証明されているが、インジウムを例えば、アルミ箔又はワイヤとして含んでいる。この物質を使用することで、リフレクター室内に含まれる水銀を６０分以内に５０％吸収することができる。
【００５３】
本発明に従えば、水銀は、例えば、ガラスフレームによってリフレクター室を離れることをほぼ妨げられている代わりに、接着及び固定されていることから、ランプ自身が気密である必要がない。よって、ランプのデザイン及び技術的特徴の変化のための余裕をさらに残す。
【００５４】
図２Ａは、本発明の第１実施例に使用される水銀吸収／吸着手段４０の詳細を示している。本実施例では、水銀吸収／吸着手段４０は、フロントガラスの近辺に配置されている固形物の中に存在している。水銀吸収／吸着手段は、爆発が起こった後に最も冷たい場所であるリフレクター室内に配置されることが好ましい。なぜなら、ガス状の水銀は、この場所で、ほぼ液化し、よって、効率的に吸収されるからである。現在の技術のランプにおいては、最も冷たい場所は、フロントガラスの近辺、おおよそ、その底部の近辺である。
【００５５】
本実施例における水銀吸収／吸着手段４０は、水銀吸収／吸着及び／又は遮断物質４４によって被覆されている折れ曲がった金属又はスチールプレート４２を含んでいる。折れ曲がった金属プレート４２を使用することで、水銀を吸収するための大きな面を提供することができる。水銀吸収／吸着面は、通常、数平方センチメートルに及び、リフレクター内における、その配置によって可能な限り大きければ大きいほど好ましい。水銀吸収／吸着及び／又は遮断物質４４は、例えば、蒸着、スパッタリング、又は化合物の噴霧を含むいくつかの従来技術によって基板に固定することができる。
【００５６】
図３は、アンテナワイヤ５０を有するバーナー１０を含む本発明に従った異なる実施例の概略図を示している。このアンテナワイヤは、バーナーに巻き付けられて、又はバーナーの近辺に置かれていてもよい。このようなアンテナワイヤを含んだ装置及びアンテナワイヤの用途については、例えば、国際公開第００／７７８２６号パンフレットに示されている。アンテナワイヤ５０が使用された場合、本発明の異なる実施例におけるアンテナワイヤ５０は、例えば、アンテナワイヤ５０が水銀吸収／吸着及び／又は遮断物質によって被覆されている方法（図示せず）によって、少なくとも単一の水銀吸収／吸着手段を有している。アンテナワイヤの高い表面によって、効率的な水銀の吸収が得られる。
【実施例２】
【００５７】
図４は、本発明の第２実施例に従ったランプ１’を示している。このランプは、バーナー１０の周りを流れるように与えられた空気又はガス流を介して空気又はガス冷却されるという点で図１に示したランプ１と異なる。本実施例においては、標準的な技術として、リフレクター２０’は、ガス又は空気のための吸気又は排出口を有している。このようなランプが使用された場合、水銀吸収／吸着手段は、図４に見られるように吸気又は排出口に配置されている水銀吸収／吸着及び／又は遮断物質４０をさらに含んでいることが好ましい。本実施例においては、水銀吸収／吸着手段は、図４ａによって最もよく見えるように、水銀吸収／吸着及び／又は遮断物質が配置されている配列を含んでいてもよい。配列そのもの自体は、ただ単に水銀吸収／吸着手段が配置される基礎の役割を果たすか、又は、配列自体が水銀吸収／吸着材料から作られていてもよい。さらに、水銀吸収／吸着手段、例えば、折られた細長い一片の形又はその他の適した形を使用することもできるということを理解されたい。
【実施例３】
【００５８】
図５に見られる、さらなる実施例においては、ランプ１”自体がハウジング６０によって囲われている。このハウジング６０は、リフレクター２０”が万が一壊れた場合のためにランプを囲っている。ランプ内部の温度が高くなりすぎないために、ハウジング６０は少なくとも単一の吸気及び排気口６５、６５ａを有していることが好ましい。本実施例においては、好ましくは、水銀吸収／吸着手段７０が、さらに、空気又はガスの吸気及び排気口６５、６５ａの近辺に配置された水銀吸収／吸着及び水銀遮断物質を有していることが好ましい。空気又はガス吸気口６５、６５ａとは別として、ハウジング自体は、気密であり及び水銀漏れしない。水銀吸収／吸着手段７０をハウジングの吸気及び排気口に隣接して配置しなければいけないのは、リフレクター２０”の構造による結果でもある。この構造のランプのほとんどは、結果的にフロントガラスと接触しない。よって、上述のリフレクター室は存在しない。
【実施例４】
【００５９】
図６に見られる、さらなる実施例に従えば、ランプ１’’’のために、水銀吸収／吸着手段７０は、ガスの排出口６５ａに配置されている。明確に空気の蒸気が存在している場合、水銀吸収／吸着手段をハウジングの排出口６５ａにのみ配置するのは十分である。水銀吸収／吸着手段７０の材料には、硫黄を含浸した炭素が含まれていることが好ましい。この材料は、高い除去効率及び高い吸収容量を示す。
【００６０】
ハウジング６０は、如何なる適切な材料から作られていてもよい。しかしながら、熱導電性材料及び特に金属材料が好ましい。好ましい金属材料は、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、及びこれらの混合を含む群から選択されたものである。図５から見て取れるように、ハウジング６０は、正方形のような断面を有している。しかしながら、長方形、円形、又は楕円形のハウジングも使用することができる。ハウジングは、およそ均一な壁の厚みを有していることが好ましく、それは、≧０．１ｍｍ乃至≦１０ｍｍ、より好ましくは≧０．５ｍｍ乃至≦８ｍｍ、及び最も好ましくは≧１ｍｍ乃至≦５ｍｍである。
【００６１】
本発明の本実施例において使用される水銀吸収／吸着手段７０に含まれる水銀吸収／吸着及び水銀遮断物質は、時間毎における、水銀の非常に短い反応時間及び高い吸収率を有しているべきことが好ましい。これは、通常の装置において、例えば、ビーマーのランプを冷却するための典型的な空気又はガス速度は、２ｍ／秒の範囲である。よって、水銀吸収／吸着及び水銀遮断物質は、吸気及び排気口６５、６５ａを介して空気及びガス流によって運ばれる水銀を吸収するのに、わずかな時間しか与えられない。すでに実験において証明されている、水銀吸収／吸着手段７０において使用される好ましい水銀吸収／吸着及び水銀遮断物質は、硫黄が含浸した活性炭素及び硫黄が含浸した酸化アルミニウム及びこれらの混合を含む。
【００６２】
別の好ましい実施例（図示せず）に従えば、水銀吸収／吸着手段は、上述したようにモノリシック構造触媒を含んでいる。このモノリシック構造触媒は、円筒型をしているのが好ましく、内径は、好ましくは≧５ｍｍ乃至≦５０ｍｍ、より好ましくは≧２０ｍｍ乃至≦３０ｍｍ、最も好ましくは２５ｍｍ及び高さは、≧１ｍｍ乃至≦１５０ｍｍ、より好ましくは≧８０ｍｍ乃至≦１２０ｍｍ、最も好ましくは１００ｍｍである。
【実施例５】
【００６３】
図７は、水銀吸収／吸着手段を有するハウジングを含む、本発明に従ったランプの第５実施例の概略断面図を示している。本実施例に従えば、ハウジングは、前部分に飛散防止窓３０及び後部分に金属が取り付けられているランプを含んでいる。さらに、ハウジングは、両側面のカバーによって繋がっている穴の空いたシートによって形成される２つの円筒又は立方体を含んでいる。これらの円筒又は立方体の間には、水銀吸収／吸着手段７０が配置されている。これによって、バーナーの周囲に、一種の「ろ過カートリッジ」が形成される。
【００６４】
水銀吸収／吸着手段は、≧０．１乃至≦４．０ｍｍの平均粒子又は小粒サイズを有する硫黄を含浸した活性炭素を含んでいることが好ましい。そうすることによって、高いワット数のランプ、例えば、１５０Ｗ以上のワット数を有するランプに必要な、ランプを冷却するための効果的なガス流が流れることができる。一方で、万が一爆発が起こった場合に、効果的な水銀の吸収が得られる。
【実施例６】
【００６５】
図８は、好ましくは上記で説明したような、吸着筒の形で水銀吸収／吸着手段を有している本発明に従ったランプの第６実施例の概略断面図を示している。そうすることによって、水銀蒸気のより長い滞留時間が得られる。よって、除去効率の向上につながる。
【００６６】
ランプが、投影システム又はビーマーのような投影装置内に配置された場合、さらなる他の本発明の実施例（図示せず）では、少なくとも部分的又は全ての水銀吸収／吸着及び水銀遮断手段及び／又は物質が、投影システム又は投影装置の空気又はガス吸気口及び／又は排気口に配置される。こうすることで、ランプは周知のデザインでありつつ、本発明の目的を提供することができる。高い反応率及び吸収率を有する水銀吸収／吸着手段が、好ましくは上記で説明したように、本発明の本実施例内で使用されることが好ましいということを理解されたい。
【００６７】
本発明のさらなる他の実施例（図示せず）においては、水銀吸収／吸着手段及び／又は水銀吸収／吸着及び水銀遮断物質は、リフレクター及び／又はフロントガラスの一部又は全体に薄い膜として与えられている。これは、例えば、真空蒸着によって達成することができる。このような方法で、もし、水銀吸収／吸着及び水銀遮断物質が、リフレクター室内に存在している場合、水銀吸収のための最大面が与えられる。よって、与えられた時間毎に吸収される水銀の最大量を確保することができる。
【００６８】
しかし、本発明のさらなる他の実施例（図示せず）においては、水銀吸収／吸着手段は、リフレクター室内ではなく、その近辺又は隣接して配置することができる。しかし、好ましくは、バーナーの爆発が起こった後にリフレクター室から水銀は離れる領域である。この配置によって、水銀の吸収をしつつ、通常のランプを使用することができる。高い反応率及び吸収率を有する水銀吸収／吸着手段が、好ましくは上記で説明したように、本発明の本実施例内で使用されることが好ましいということを理解されたい。
【００６９】
本発明のいくつかの実施例においては、リフレクターは、換気扇などの換気手段（図示せず）によって冷却されてもよい。本実施例では、換気手段は、リフレクター室内の乱気流を防ぐために、万が一爆発が起こった場合に、停止されることが好ましい。換気手段の効果的な停止は、バーナーの電圧がモニターされている場合に、達成されることが可能である。これは、例えば、特に換気手段をオン及びオフにすることのできる換気手段制御もできることが好ましい、電子ランプ駆動によって行うことができる。万が一爆発が起こった場合、電圧は機能を停止する。適切な検知手段によって、換気手段を停止させる、検知信号が送られてもよい。
【００７０】
図９は、本発明に従った１つの実施例を用いた照明装置の水銀／時間の図表を示している。この照明装置は、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段及び本質的に円筒型で、内径１００ｍｍ及び高さ約６０ｍｍの吸着筒を使用している。筒は、ＨＥＰＡフィルター（粒子フィルターＰ３、約２０ｍｍ）及びＡＣ−Ｉフィルター（約３５ｍｍ、１２０ｇのヨウ素含浸活性炭素）を含んでいる。
【００７１】
この吸着筒は、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段が爆発テスト室の吸気／排出口に与えられた後、爆発テスト室及び２つの流体用の吸気／排出口を有しているテスト装置に挿入された。水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段の後ろには、Ｈｇ検出器が配置された。爆発テスト室内には、１１ｍｇのＨｇを含む１５０Ｗのランプが挿入された。
【００７２】
ｔ＝０のとき、ランプのバーナーは爆発した。その後、水銀吸収／吸着及び／又は遮断手段を通過したあとの測定できるＨｇの量が測定された。（ラン１）。実験は、もう一度繰り返された（ラン２）。図表から見て取れるように、検知されたＨｇの量は、ほんの数マイクログラムの範囲にあり、９９％以上の除去効率という結果となった。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に従ったランプの第１実施例の概略断面図を示している。
【図２】矢印Ａの方向から見た図１のランプを示している。
【図２Ａ】図１及び２に従った水銀吸収／吸着手段の詳細図を示している。
【図３】アンテナワイヤを有するバーナーを含む本発明に従った異なる実施例の概略図を示している。
【図４】リフレクター内の空気又はガス排出口ないに水銀吸収／吸着手段が配置された、本発明に従ったランプの第２実施例の概略断面図を示している。
【図４Ａ】図４における水銀吸収／吸着手段の詳細図を示している。
【図５】ランプを囲っているハウジング内の空気又はガス排出口内に水銀吸収／吸着手段が配置されていることを有する本発明に従ったランプの第３の実施例の概略断面図を示している。
【図６】ランプを囲っているハウジング内の空気又はガス排出口内に水銀吸収／吸着手段が配置されていることを有する本発明に従ったランプの第４の実施例の概略断面図を示している。
【図７】水銀吸収／吸着手段を有するハウジングを含む、本発明に従ったランプの第５実施例の概略断面図を示している。
【図８】吸着筒の形で水銀吸収／吸着手段を有している本発明に従ったランプの第６実施例の概略断面図を示している。
【図９】図８の実施例に従った装置における爆発後の時間に対する水銀量を示した図表である。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図４】
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【図４ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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