(57)【要約】  水晶ガラスを放電容器として使用し、非常に良好なメインテナンスを有する高圧放電ランプが、サイクルプロセスの改善のために、Ｄｙ含有充填物において酸化ハロゲン化物を使用する。
2013532888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電容積を包囲する水晶ガラス製のバルブを備える高圧放電ランプであって、充填物が水銀および希ガスならびに金属ハロゲン化物を含んでおり、前記充填物が放電容積内に封入されている高圧放電ランプにおいて、
前記充填物がジスプロシウムハロゲン化物と同時に、さらにタングステンのハロゲン酸化物、および／またはハロゲン臭素および／もしくはハロゲン塩素をベースにする水銀とを含む、ことを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、
ジスプロシウムハロゲン化物の割合は、金属ハロゲン化物充填物の少なくとも４０重量％であり、最大でも８０重量％である高圧放電ランプ。
【請求項３】
請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、
セシウムおよび／またはタリウムおよび／またはバナジウムのさらなるハロゲン化物の金属ハロゲン化物充填物を含む高圧放電ランプ。
【請求項４】
請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、
前記充填物は、少なくとも４８００Ｋの色温度が達成されるように選択されている高圧放電ランプ。
【請求項５】
請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、
前記放電容器の壁負荷は１２から２８Ｗ／ｃｍ２の範囲である高圧放電ランプ。
【請求項６】
請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、
前記希ガスは、アルゴン、キセノン、クリプトンまたはネオンまたはそれらの混合物である高圧放電ランプ。
【請求項７】
請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、
前記放電容器は外側バルブによって包囲されている高圧放電ランプ。
【請求項８】
請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、
Ｈｇの含有量は１から３０ｍｇ／ｃｍ３の範囲に選択されている高圧放電ランプ。
【請求項９】
請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、
酸化ハロゲン化物の充填量は０．０２ｍｇ／ｍｌから０．５０ｍｇ／ｍｌの範囲であり、とりわけ０．０２ｍｇ／ｍｌから０．２５ｍｇ／ｍｌの範囲である高圧放電ランプ。
【請求項１０】
請求項９に記載の高圧放電ランプにおいて、
酸化ハロゲン化物の充填量は、少なくとも２００Ｗの電力において０．０２ｍｇ／ｍｌから０．２５ｍｇ／ｍｌの範囲である高圧放電ランプ。
【請求項１１】
請求項９に記載の高圧放電ランプにおいて、
酸化ハロゲン化物の充填量は、１０から１７５Ｗの電力において０．０５ｍｇ／ｍｌから０．５０ｍｇ／ｍｌの範囲である高圧放電ランプ。
【請求項１２】
請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、
充填物がタングステン酸化ハロゲン化物の場合、Ｈｇ化合物として、とりわけヨウ化物、臭化物、塩化物または酸化物としてのＨｇを付加的に含む高圧放電ランプ。
【請求項１３】
請求項１２に記載の高圧放電ランプにおいて、
Ｈｇ化合物の付加的割合は、元素Ｈｇの量の約０．２から２重量％である高圧放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念による高圧放電ランプから出発する。金属ハロゲンランプが取り扱われる。この種のランプはとりわけセラミック放電容器または水晶ガラス容器を備える、一般照明用の高圧放電ランプである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、金属ハロゲン化充填物が使用される高圧放電ランプを開示する。この高圧放電ランプは、サイクルプロセスを支援するためにＷＯ３またはＷＯ２Ｘ２を含み、ここでＸはＣｌ，Ｂｒ，Ｊから選択される。放電容器はセラミックであり、レアアースメタルを断念しなければならない。類似のランプが特許文献２および特許文献３に開示されている。
【０００３】
特許文献４は、金属ハロゲン化充填物が使用される高圧放電ランプを開示する。放電容器はセラミックであり、壁負荷が高いためセラミックから酸素が分離し、これがサイクルプロセスを支援するのでレアアースメタルを使用することができる。
【０００４】
特許文献５から、水晶ガラスＷＯ２Ｊ２からなる放電容器においてサイクルプロセスを支援するために使用される金属ハロゲンランプが公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際特許公開公報第２００９／０７５９９９号
【特許文献２】米国特許第６３６２５７１号
【特許文献３】米国特許第６３５６０１６号
【特許文献４】米国特許第７０５７３５０号
【特許文献５】日本特許第５７−１２８４４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、請求項１の上位概念による高圧放電ランプにおいて、改善されたメインテナンスを示すように構成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、請求項１の特徴部分の構成によって解決される。とくに有利な構成は従属請求項に記載されている。
【０００８】
従来技術のようにＷＯ３を添加することはレアアースを、ランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウムおよびセリウムならびにそれらの化合物に制限する。水晶ガラス製の放電容器を備えるランプでは、好ましくはジスプロシウムがハロゲン化金属に対する金属として単独で、または他の金属との化合物で使用される。このことはこの種のランプにおいてとりわけ良好な色再現性につながる。タングステン塩酸化物および／またはタングステンオキシブロミドの実験では、とりわけ少なくとも４８００Ｋからの色温度の昼光タイプ充填物を含むランプではメインテナンスに驚くほどの改善が得られることが判明した。とりわけこれらのランプは片側がソケットである。
【０００９】
特許文献４では、酸素を放電容器のセラミックから得る。このために３３Ｗ／ｃｍ２以上の高い壁負荷が必要である。本発明は、１２から２８Ｗ／ｃｍ２の壁負荷と水晶ガラス製の放電容器により機能する。ここで酸素とハロゲンはＷＯ２Ｃｌ２もしくはＷＯ２Ｂｒ２により、または水銀酸化ハロゲン化物、場合により混合物により添加される。Ｗ−Ｈｇ酸化ハロゲン化物の使用も排除されない。
【００１０】
ここで好ましくはジスプロシウムハロゲン化物の割合は充填物の４０から８０重量％、とりわけ５０から７０重量％である。ＢｒまたはＣｌの酸化ハロゲン化物の充填量は、０．５から０．０２ｍｇ／ｍｌバルブ容積である。とりわけ充填量は３５から１５０Ｗのランプでは、０．５から０．０５ｍｇ／ｍｌの間、１５０Ｗ以上のランプでは０．２５から０．０２ｍｇ／ｍｌの間である。この境界値を下回るとメインテナンス改善性が小さくなり、上回ると色温度と光束が過度に減少する。
【００１１】
本発明のコンセプトは３５から１０００Ｗ、とりわけ１００から５００Ｗの範囲の小電力および中電力のランプに適する。
【００１２】
発明の主要な特徴を番号順に列挙する。
【００１３】
１．放電容積を包囲する水晶ガラス製のバルブを備える高圧放電ランプであって、充填物が水銀および希ガスならびに金属ハロゲン化物を含んでおり、前記充填物が放電容積内に格納されている高圧放電ランプにおいて、前記充填物がジスプロシウムハロゲン化物と同時に、さらにタングステンのハロゲン酸化物、および／またはハロゲン臭素および／もしくはハロゲン塩素をベースにする水銀とを含む高圧放電ランプ。
【００１４】
２．請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、ジスプロシウムハロゲン化物の割合は、金属ハロゲン化充填物の少なくとも４０重量％であり、最大でも８０重量％である高圧放電ランプ。
【００１５】
３．請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、セシウムおよび／またはタリウムおよび／またはバナジウムのさらなるハロゲン化物の金属ハロゲン化充填物を含む高圧放電ランプ。
【００１６】
４．請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、前記充填物は、少なくとも４８００Ｋの色温度が達成されるように選択されている高圧放電ランプ。
【００１７】
５．請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、前記放電容器の壁負荷は１２から２８Ｗ／ｃｍ２の範囲である高圧放電ランプ。
【００１８】
６．請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、前記希ガスは、アルゴン、キセノン、クリプトンまたはネオンまたはそれらの混合物である高圧放電ランプ。
【００１９】
７．請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、前記放電容器は外側バルブによって包囲されている高圧放電ランプ。外側バルブはとりわけ膨らまされている。
【００２０】
８．請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、Ｈｇの含有量は１から３０ｍｇ／ｃｍ３の範囲に選択されている高圧放電ランプ。
【００２１】
９．請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、酸化ハロゲン化物の充填量は０．０２ｍｇ／ｍｌから０．５０ｍｇ／ｍｌの範囲であり、とりわけ０．０２ｍｇ／ｍｌから０．２５ｍｇ／ｍｌの範囲である高圧放電ランプ。
【００２２】
１０．請求項９に記載の高圧放電ランプにおいて、酸化ハロゲン化物の充填量は、少なくとも２００Ｗの電力において０．０２ｍｇ／ｍｌから０．２５ｍｇ／ｍｌの範囲である高圧放電ランプ。
【００２３】
１１．請求項９に記載の高圧放電ランプにおいて、酸化ハロゲン化物の充填量は、１０から１７５Ｗの電力において０．０５ｍｇ／ｍｌから０．５０ｍｇ／ｍｌの範囲である高圧放電ランプ。
【００２４】
１２．請求項１に記載の高圧放電ランプにおいて、充填物がタングステン酸化ハロゲン化物の場合、Ｈｇ化合物として、とりわけヨウ化物、臭化物、塩化物または酸化物としてのＨｇを付加的に高圧放電ランプ。
【００２５】
１３．請求項１２に記載の高圧放電ランプにおいて、Ｈｇ化合物の付加的割合は、元素Ｈｇの量の約０．２から２重量％である高圧放電ランプ。
【００２６】
以下、本発明の複数の実施例に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】シリンダ状の外側バルブ付き放電容器を有する高圧放電ランプの概略図である。
【図２】中央が膨らまされた外側バルブ付き放電容器を有する高圧放電ランプの概略図である。
【図３】２５０Ｗランプにおいてタングステン酸化ハロゲン化物を備える場合と備えない場合でのメインテナンスを示す線図である。
【図４】４００Ｗランプにおいてタングステン酸化ハロゲン化物を備える場合と備えない場合でのメインテナンスを示す線図である。
【図５】４００Ｗランプでの種々の充填物に対するメインテナンスを示す線図である。
【図６】４００ＷランプにおいてＨｇ酸化ハロゲン化物を備える場合と備えない場合に対するメインテナンスを示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、１００Ｗから２５０Ｗの典型的電力を備える金属ハロゲンランプ１を概略的に示す。このランプは、２つの端部４を備える水晶ガラス製の放電容器２からなり、放電容器には２つの電極３が導入されている。放電容器は中央部分５を有する。両端部には２つの圧潰部６がある。
【００２９】
放電容器２はシリンダ状の外側バルブ７によって取り囲まれている。放電容器２は外側バルブ内で台座８によって保持されており、台座は短い電流供給部９と長い電流供給部１０を含んでいる。
【００３０】
放電容器は、典型的にＨｇ（３から３０ｍｇ／ｃｍ３）と０．１から１ｍｇ／ｃｍ３のハロゲン化物とを含む充填物を含有する。希ガスとして、冷間で３０から３００ｈＰａの圧力の下でアルゴンが使用される。
【００３１】
図２は、水晶ガラス製の放電容器を備える、２００から５００Ｗの高電力用のランプの第２実施例を示す。放電容器には中央領域１１が膨らまされた外側バルブ１０が装着されている。外側バルブは水晶ガラスまたは硬質ガラスから作製されている。
【００３２】
上記従来技術のようにＷＯ２またはＷＯ３の酸化タングステンを添加することは、レアアースをランタン、プラセオジム、ネオジム、サマリウムおよびセリウムならびにそれらの化合物に制限する。水晶ガラス製の放電容器を備えるランプでは、好ましくはジスプロシウムがハロゲン化金属に対する金属として使用される。このことはこの種のランプにおいてとりわけ良好な色再現性につながる。タングステン塩酸化物および／またはタングステンオキシブロミドの実験では、充填物がたとえば６１重量％のジスプロシウムヨウ化物を含む高出力のランプでメインテナンスに驚くほどの改善が得られることが判明した。タングステンハロゲン化物充填量は、３５から１５０Ｗのランプでは０．５から０．０５ｍｇ／ｍｌバルブ容積であり、１５０Ｗ以上のランプでは０．２５から０．０２ｍｇ／ｍｌバルブ容積である。
【００３３】
電力４００Ｗランプのこのランプのメインテナンスは、タングステン酸化ハロゲン化物を備えない場合には２５００ｈで７５％である。０．５ｍｇのＷＯ２Ｃｌ２を添加すると、メインテナンスは２５００ｈ後にも１００％以上である。
【００３４】
図１のシリンダ状外側バルブを備える２５０Ｗランプのメインテナンスは、タングステン酸化ハロゲン化物を備えない場合、９０００ｈで７７％である。０．２ｍｇのＷＯＢｒ２を添加すると、メインテナンスは９０００ｈ後に８５％であり、１２０００ｈ後にも８０％以上に留まる。ＥＵＰ限界値は１２０００ｈ後に８０％である。
【００３５】
これら２つのランプの具体的ランプ技術データが表１と２に示されている。
【００３６】
表１：（ＯＦＬ＝放電容器の表面；ｅｏ＝電極；ＥＧ＝放電容器）
【表１】
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【００３７】
表２
【表２】
2013532888.tif 000004
【００３８】
図３は、２５０Ｗランプに対する２つの充填物のメインテナンスを互いに比較して示す線図であり、光流が１００ｈ値に正規化されている。ここには、タングステン酸化ハロゲン化物のない充填物（曲線ａ）が、ＷＯ２Ｂｒ２として選択されたタングステン酸化ハロゲン化物を添加した同じ充填物よりも悪い特性を示すことが分かる。この充填物（曲線ｂ）によりＥＵ規格を満たすメインテナンスが達成される。
【００３９】
図４は、４００ＷランプでのＨｇ酸化ハロゲン化物ランプに対する線図である。ここではタングステン酸化ハロゲン化物を備えない充填物（曲線ａ）が、ＷＯ２Ｃｌ２として選択されたタングステン酸化ハロゲン化物を添加した同じ充填物よりも格段に悪い特性を示すことが分かる。この充填物（曲線ｂ）によりＥＵ規格を満たすメインテナンスが達成され、２５００ｈまでの間、光収穫の低下がほとんど見られない。
【００４０】
図５は、種々の充填物を互いに比較した線図である。 ランプは４００Ｗである。ここでは表３の充填物が互いに比較されている。ここでは金属ハロゲン化物としてＤｙＪ３，ＣｓＪ，ＴｌＪおよびＶＪ３が使用され（ＭＨ充填物）、それぞれ合わせて８．４ｍｇである。ここでは表に示されるようにタングステン酸化ハロゲン化物を備えるものと備えないものに、Ｈｇが追加で酸化物またはヨウ化物として添加された。
【００４１】
タングステン酸化ハロゲン化物、ここではとくにＷＯ２Ｃｌ２を備える群が、２５００ｈから９０００ｈで８０％以上の非常に良好なメインテナンスを示し、対照群はこれまでと同じように７５％のメインテナンスしか有していない。添加された添加物は燃焼電圧と再点弧ピークを高め、色温度を低下させる。その他のデータは表２に対応する。
【００４２】
表３
【表３】
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【００４３】
図５は、タングステン酸化ハロゲン化物を添加すると塩酸化物よりも優れた結果が得られることを示す。付加的に正の効果が、酸化物の形態のＨｇ化合物をＨｇＯとしてさらに添加すると達成される。ＨｇＪ２単独での使用は正の効果を締め去らないが、この効果はタングステン酸化ハロゲン化物により支援される。
【００４４】
さらなる実施形態では、Ｈｇが塩酸化物の形態で添加される。タングステン酸化ハロゲン化物に対するＨｇ３Ｏ２Ｃｌ２の利点は、製造ラインにおけるより良好な調量性である。表４と５には、そのための２つの実施例が示されており、放電容器は水晶ガラス製である。充填構成物として基本的にＶＪ２，ＶＪ３またはＶＪ４の形態のバナジウムハロゲン化物を使用することができる。
【００４５】
表４：Ｈｇ３Ｏ２Ｃｌ２を使用した昼光色に類似する光色での２５０Ｗ金属ハロゲンランプの実施例
【表４】
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【００４６】
表５：Ｈｇ３Ｏ２Ｃｌ２を使用した昼光色に類似する光色での４００Ｗ金属ハロゲンランプの実施例
【表５】
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【００４７】
図６は、表５の充填物、すなわち添加物（１５０）なしの充填物とＨｇ塩酸化物（ＣＬ）を添加した充填物とを、それぞれ水平燃焼位置（ｈ）と垂直燃焼位置（ｂｕ）について示す。メインテナンスはＨｇ塩酸化物を添加することにより圧倒的に改善される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2013532888.tif 000015
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