JP2009541928A - 放電灯 - Google Patents

Abstract

空間と共に外管に封入される放電管を含む放電灯において、重量で７０％を超えるＹ並びにＡｌ及び／若しくはＭｎからのＹ合金を含む水素ゲッターを用いる。このゲッターは効率的に水素を外管から取り除く。

Description

本発明は放電灯に関する。放電灯は放電管を備え、放電管は空間と共に外管に封入され、空間はゲッターを備える。

このような放電灯は、特許文献１から公知である。このような放電灯の１例は、メタルハライド灯である。広く応用されているこのような放電灯の更なる例は、高圧ナトリウム（ＨＰＳ）灯である。ＨＰＳ灯は、セラミックの放電管を有する。ゲッターが灯の中に存在するのは、水素を吸着するためである。水素は、灯の製造中及び灯の使用中に外管の中に入ってくる。外管から取り除かないと、この水素は拡散によって放電管にも侵入してしまう。拡散は放電管の壁を通して又は電気の両面間接続端子を経由して行われる。この場合、放電灯を再点灯すると問題が生じうる。更に、水素（及び他の気体）が存在すると、放電管の熱分離を悪化させることになる。これにより灯の特性に悪影響を及ぼす。ゲッターはＣｏ、Ｚｒ及び１つ以上の希土類金属を含む。セラミックの放電管を持つ灯では、とりわけアルミナ製の放電管の灯では、外管へのアルミニウムの促進された移転及び腐食を、数千時間の点灯後は、しばしば観察できる。これは灯の寿命に悪影響を及ぼす。別の欠点は、ナトリウムが失われることで引き起こされる。これはとりわけ、ＨＰＳ灯で観察される。他方、Ｃｏは環境に危険な物質である。セラミックの放電管とは、本願では次の材料で作られる放電管を意味する：透明な結晶質の金属酸化物（例えば単結晶サファイア）、又は高密度に焼結した多結晶アルミナ（酸化アルミニウム）又は透明な結晶質の窒化アルミニウム。
ＷＯ２００２／００１４２４。

本発明の目的は、外管を備えゲッターを備える放電灯を提供することである。ここで、前述の欠点なしに、ゲッターによって、外管から効率的な仕方で水素を取り除く。

この課題を解決するために、技術分野で述べた放電灯は、本発明により次の特徴を有する：ゲッターは、重量で７０％を超えるＹ、並びに、更に、Ａｌ若しくはＭｎの何れか片方のＹ合金と、又は、Ａｌ及びＭｎのＹ合金との、１つ以上を含む。

本発明による放電灯においては、水素が極めて効率的に、放電灯の外管の内側の空間から除かれたことが確認された。セラミックの放電管を備える放電灯においては、アルミニウムの促進された移転及び／又はナトリウムの損失の発生を顕著に減少させた。

本発明による放電灯の好適な実施例では、外管に封入される空間は真空である。本発明による放電灯の外管で用いるゲッターは、灯の密閉処理過程において汚染されることなく、水素を効率的に吸着できることが確認された。

良い結果が得られた本発明による放電灯の実施例では、ゲッターに存在するＹ合金は、Ａｌ_２Ｙ、Ａｌ_３Ｍｎ_７Ｙ及びＡｌＭｎＹを含む群から選択される。

同様に良い結果が得られた本発明による放電灯の実施例では、ゲッター中のＹの総量の重量による百分率は、６０％と８５％の間から選ばれ、ゲッター中のＭｎの重量による百分率は、５％と３０％の間から選ばれ、ゲッター中のＡｌの重量による百分率は、５％と２０％の間から選ばれる。

本発明による放電灯で良い結果が得られたものは、とりわけメタルハライド灯である。より詳しくは、セラミックの放電管を有するメタルハライド灯である。確認されたのは、これらの灯の外管の中の水素の量は、比較的短い点灯時間の後で、ほとんど皆無に落ち込んだことである。既知のゲッターを備える灯と比べると、結果の水素平衡圧は５０倍もより少ない。

本発明の例を、図を参照してより詳しく説明する。

図１では、接点９は放電灯を電源に留めるためのものである。接点９は灯の基部８に固定している。灯の基部８に、硬質ガラス製の外管４が固定される。外管４は空間７と共に放電管１を囲む。放電管１は石英ガラス製であり、電源導線５に固定される。電源導線５の１つには、ゲッター６も固定されている。ゲッター６は、ＳＡＥＳ社により製造された、Ｓｔ７８９／ＤＦ５０と呼ばれるものである。これは重量で約７５％のＹ、重量で約１５％のＭｎ、及び重量で約１０％のＡｌを含む。この放電灯はメタルハライド灯である。放電管は、６０ｍｂａｒのＡｒ及び金属沃化物の混合物を含む。参照番号２は放電灯の電極を示す。電極は電流供給導線３経由で電源導線５に接続している。図１に示す放電灯については、確認されているのは、外管に密閉されている空間中に存在する水素の量は、１００時間の点灯後及び２００時間の点灯後は、０．００１ ｖｏｌ．％より少ないということである。

図２に示す灯では、図１に示す灯と対応する部品は対応する参照番号を持つ。放電管１はセラミック製である。好適にはアルミナ製である。両面間接続端子２０は内部電極２と電源導線５を電気的に接続する。この灯の放電管はＨｇ、貴ガス（例えばＸｅ）及びナトリウムを封入する。図１の放電管も図２の放電管も、外管の内部の空間７は真空である。

表１に示すのは、Ｓｔ７８９／ＤＦ５０ゲッターと、既知のゲッターであるＳｔ７８７（ＳＡＥＳ社製）との有効性を評価した実験の結果である。ゲッターＳｔ７８７は重量で８２％のＺｒ、重量で１２％のＣｏ、重量で３％のＣｅ並びにそれぞれ重量で１％のＬａ、Ｎｄ及びＴｉを含む。この２つのゲッターのそれぞれについて、最大水素吸着速度Ｊ_ｍａｘで表される水素吸着の活動を温度の関数として調べた。表１が示すのは、この２つのゲッターの、温度が２５０度、２７０度、３００度、４００度、５００度、５５０度及び６００度における、最大水素吸着速度Ｊ_ｍａｘである。見て取れるのは、Ｓｔ７８９／ＤＦ５０の最大水素吸着速度は、Ｓｔ７８７の最大水素吸着速度よりも、温度が２７０度以上では高いことである。更に見て取れるのは、５００度を超えても、本発明のゲッターＳｔ７８９の最大水素吸着速度Ｊ_ｍａｘは上がり続けることである。他方、ゲッターＳｔ７８７については、その速度は一定である。また、この２つのゲッターのそれぞれの吸着容量Ｑ（ｍｂａｒ．ｍｌ／ｍｇ）を調べた。この調査によれば、２５０度から５５０度の温度の範囲では、ゲッターＳｔ７８７については、平均吸着容量Ｑは１４０（ｍｂａｒ．ｍｌ／ｍｇ）であり、ゲッターＳｔ７８９／ＤＦ５０については、１２０（ｍｂａｒ．ｍｌ／ｍｇ）であった。この差は小さいので、ゲッターＳｔ７８９／ＤＦ５０は、放電灯における水素ゲッターとしての応用に同等に適している。

最後に、水素の平衡等温線を、既知のゲッターＳｔ７８７と本発明のゲッターＳｔ７８９の双方について測定した。結果を表２にまとめる。表２では、温度の複数の値に属す平衡圧の値はｍｂａｒで示し、水素濃度の異なる値はｃｃ．ｍｂａｒ／ｍｇで示す。表２から分かるのは、本発明によるゲッターについては、水素の平衡圧は、同じ状況の既知のゲッターＳｔ７８７についての水素の平衡圧よりも、５０倍以上低いことである。

石英ガラス製の放電管を持つ、本発明による放電灯の例を示す。 セラミック製の放電管を持つ、本発明による放電灯の例を示す。

Claims (7)

1. 外管によって空間と共に封入される放電管を備える放電灯であって、前記空間はゲッターを備え、ここで前記ゲッターは、重量で７０％を超えるＹ、並びに更に、Ａｌ若しくはＭｎの何れか片方のＹ合金とＡｌ及びＭｎのＹ合金との１つ以上、を含むことを特徴とする、放電灯。
2. 前記外管によって封入される前記空間は真空である、請求項１に請求の放電灯。
3. 前記ゲッター中の前記Ｙ合金の１つ以上は、Ａｌ_２Ｙ、Ａｌ_３Ｍｎ_７Ｙ及びＡｌＹＭｎを含む群から選択される、請求項１又は請求項２に請求の放電灯。
4. 前記ゲッター中のＹの総量の重量による百分率は、６０％と８５％との間から選ばれ、前記ゲッター中のＭｎの重量による百分率は、５％と３０％との間から選ばれ、前記ゲッター中のＡｌの重量による百分率は、５％と２０％との間から選ばれる、請求項１、請求項２又は請求項３に請求の放電灯。
5. 前記放電管はセラミックの壁を有する、前項までの何れか１項に請求の放電灯。
6. 前記放電灯はメタルハライド灯である、前項までの何れか１項に請求の放電灯。
7. 前記放電灯は高圧ナトリウム灯である、請求項５に請求の放電灯。
   

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